Значения предельной концентрации энергии

В случае повреждения изоляции кабеля при дуговом однофазном замыкании в месте замыкания под воздействием вибрации происходит искровой разряд, который может стать очагом пожара. Этот искровой разряд вызывается перезарядом емкостей системы. Емкость судовой электрической системы можно уменьшить, отказавшись от применения помехоподавляющих конденсаторов в ГЭРЩ и пускателях. Помехозащиту можно обеспечить другими конструктивными методами.

Искробезопасность систем особенно важна на танкерах. Как показывают исследования [1, 2], при емкости системы С_с = 0,168 мкФ (при U = 380 В) искровой разряд при однофазном замыкании способен воспламенить воздушно-углеводородную смесь. Это означает, что практически все судовые электроэнергетические системы можно отнести к искроопасным.

Компенсация тока однофазного замыкания – это создание системы тока или напряжения, уменьшающего ток в месте замыкания.

При точной компенсации реактивной и активной составляющих тока замыкания ток основной гармоники при установившемся значении отсутствует.

Простым видом компенсации является компенсация емкостного тока замыкания. Принципиальная схема компенсирующего устройства, схема замещения и векторная диаграмма приведены на рис. 179 и 180, а, б. Через дроссель компенсации L_др протекает индуктивный ток, равный и противоположный емкостному току, протекающему через изоляцию системы при замыкании фазы на корпус. В результате через место замыкания протекает только активная составляющая.

Можно создать схему компенсации не только емкостного, но и активного тока замыкания. При этом через место замыкания протекают только высшие гармоники и ток переходного процесса. Более подробно о выборе и расчете компенсаторов рассмотрено в [2].

Электробезопасность судовых электрических сетей.Электрический ток, протекая через организм человека, оказывает термическое, электрическое, биологическое воздействие. К электротравмам относят ожоги, электроофтальмию, электрические знаки, металлизацию кожи, механические травмы. Следует выделить три основных порога действия тока: ощутимости (0,5–1,5 мА), неотпускания (10–15 мА), фибрилляции (100 мА) (фибрилляция – хаотические разновременные сокращения волокон сердечной мышцы).

Известно, что переменный ток более опасен для человека, чем постоянный. Физиологическая реакция на протекание переменного тока значением 0,6–500 мА частотой 50 Гц через тело человека:

0,6–1,5 – слабый зуд, пощипывание кожи, касающейся электродов;

2,0–4,0 – те же ощущения распространяются на запястье руки, слегка сводит кожу;

5,0–7,0 – появляются болевые ощущения во всей кисти руки, сопровождаясь судорогами; слабые боли ощущаются во всей руке, вплоть до предплечья;

8,0–10 – сильные боли во всей руке (включая предплечья) и судороги. Руки с трудом, но еще можно оторвать от электродов;

10–15 – едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов. С увеличением продолжительности протекания тока боли усиливаются;

20–25 – руки парализуются мгновенно, оторвать их от электродов невозможно. Сильные боли в груди, дыхание затруднено;

25–50 – очень сильная боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном токе может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания;

50–80 – дыхание парализуются через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца;

100 – фибрилляция сердца наступает через 2–3 с; еще через несколько секунд парализуется дыхание;

300 – то же действие за меньшее время;

Более 500 – дыхание сердца парализуется мгновенно. Фибрилляция сердца, как правило, не наступает; возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушение тканей.

С увеличением частоты тока меняются его физиологическое воздействие на человека. На рис. 181 показана зависимость опасности поражения током (кривая 1) и порогового неотпускающего тока I_но (кривая 2)от частоты f.

Как видно из графика, частота f = 50 Гц входит в наиболее опасный участок. В цепях обеспечения электробезопасности эксплуатации все вновь проектируемые сети напряжением 220 и 380 В рекомендуется рассчитывать на случай возможного прикосновения человека к контакту, находящемуся под напряжением.

Из анализа условий безопасности необходимо найти наименьшее сопротивление тела человека. До пробоя кожного покрова (U ~ 50 В) сопротивление тела имеет емкостную составляющую и определяется выражением

,

(172)

где R_ч– внутреннее сопротивление тканей человека;

r_к, С_к– активное сопротивление и емкость кожи;

ω – угловая частота.

При U > 150 В пробой кожи завершается и z_ч = R_ч.

Рис. 181. Зависимость опасности поражения током I (1) и порогового неотпускающего тока Iно (2) от частоты напряжения

Согласно материалам Международной электротехнической комиссии (МЭК) расчетное сопротивление тела человека в зависимости от напряжения принимается следующим:

Зная воздействие электрического тока на организм, его допустимые значения, можно определить допустимые напряжения, выбрать режим нейтрали и требуемые параметры устройств защиты, компенсаторов и приборов защитного отключения.