Опасность прикосновения к токоведущим частям в трёхпроводных сетях

Лабораторная работа № 1

«Анализ электробезопасности в трехфазных

Трехпроводных сетях»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Выяснить зависимость электробезопасности от режима нейтрали, сопротивления изоляции фаз, защитного заземления, сопротивления пола и обуви.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Определить на лабораторном стенде ток, протекающий через тело человека, в зависимости от сопротивления изоляции проводов сети, сопротивлений пола, обуви при наличии и отсутствии защитного заземления электроустановки и заземления нейтрали.

Для двух режимов работы сети:

а) нормальный режим;

б) аварийный режим.

Отчёт по работе должен содержать результаты измерений, эквивалентные схемы к каждому опыту, краткие выводы.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ (СТЕНДА)

Сопротивление изоляции фаз « А» и «В» постоянно и равно 10кОм (RизА = RизБ). Сопротивление изоляции фазы «С» меняется переключателем В6 (10кОм. 1кОМ, 0, 1кОм, 0кОм).

Сопротивление изоляции материалов пола и обуви коммутируются тумблерами 1 – 10.

В схеме применено 3-х фазное пониженное напряжение 19/11В при реальном напряжении сети 380/220В. Поэтому для определения реальных значений напряжений данные, полученные в экспериментах, надо умножить на коэффициент К=20. Значения сопротивлений в схеме даны реальные и пересчёта не требуют.

Uhр =K*Uh

Ihр = Uhр/Rh (Rh - сопротивление тела человека равно 1000Ом).

Тумблер В1 – включение сети;

Тумблер В2 – заземление нейтрали;

Тумблер В3 – заземление корпуса электроустановки;

Тумблер В4 – прикосновение человека к корпусу установки;

Тумблер В5 – замыкание фазы на корпус установки;

Тумблер В6 – изменение ступенями сопротивление изоляции фазы «С».

Для контроля состояния сопротивления изоляции проводов сети по отношению к земле установлены три вольтметра (V1, V2, V3), включенные по схеме «звезда» с заземлённой средней точкой (тумблер В7).

Для измерения поражающего напряжения (Uh), приложенного к телу человека, используется ламповый вольтметр.

Опыт № 1. Непрерывный контроль сопротивления изоляции фаз в сети с изолированной нейтралью.

Условия опыта: тумблеры В1 и В7 включены, вольтметры V1, V2, V3. включены между фазами и землёй. R₁, R₂, R₃ сопротивления изоляции фаз.Все остальные тумблеры должны быть отключены. Если сопротивление изоляции всех проводов сети одинаковые, то каждый из вольтметров будет показывать фазное напряжение сети. При снижении сопротивления изоляции фазы «С» будет уменьшаться показание вольтметра V3, показания вольтметров V1 и V2 будут увеличиваться. Полученные результаты занести в таблицу №1.

Таблица 1

Сопротивление изоляции проводов	Показания вольтметров (В)
Rиз1 кОм	Rиз2 кОм	Rиз3 кОм	V1A	V2B	V3C


		0, 1

Опыт №2. Однофазное включение человека в сеть с изолированной нейтралью.

Условия опыта: нейтраль сети изолирована (В2-«Откл.»), В7-«Откл.» R_из1 =R_из2 =10кОм.

Сопротивление изоляции фазы «С» снижается до нуля. Человек касается корпуса установки, находящейся под напряжением. Тумблеры В4 и В5 в положении «Вкл.», корпус электроустановки не заземлён (В3-«Откл.»). Милливольтметр В3-38 подключен к гнезду «Измер» и показывает напряжение прикосновения Uh.

Результаты занести в таблицу 2. Начертить схему включения человека в сеть.

Опыт№3. Определить влияние сопротивления пола и обуви на величину поражающего тока (по выбору не более двух случаев).

Применение для покрытия пола материала с большим удельным сопротивлением, а так же обуви с подошвой из хорошего изолирующего материала может служить одной из радикальных мер повышения электробезопасности (В₄, В₅) включены.

Условия опыта: нейтраль сети изолирована, корпус оборудования не заземлён, сопротивление изоляции фазы «С» равно нулю.

а) Rоб=0, Rпола - по выбору.

б) Rпола = 0, Rоб – по выбору.

Измеренное напряжение прикосновения «Uh» занести в таблицу №2.

Опыт №4. Защитное действие заземления корпуса электроустановки.

Схему опыта №2 дополнить заземлением корпуса электроустановки, (тумблер В3 включить). Происходит пробой изоляции фазы «А» на корпус электроустановки и одновременно снижается сопротивление изоляции фазы «С» (замыкание на землю).

Данные Uh занести в таблицу №2. Начертить схему включения человека в сеть.

Опыт №5. Анализ опасности поражения током в трёхфазной сети с глухозаземлённой нейтралью.

Условия опыта: а) нейтраль заземлена (тумблер В2 в положении «Вкл»), установка не заземлена (тумблер В3 – отключен).

Сопротивление изоляции фазы «С» меняется от 10кОма до нуля. Сопротивления изоляции пола и обуви равны нулю. Человек касается корпуса электроустановки (тумблеры В5 и В4 включены). Измерить напряжение прикосновения (Uh) и снять показания амперметра.

б) нейтраль заземлена, корпус электроустановки заземлён (В₃) включён. Измерить напряжение прикосновения и снять показания амперметра. Сопротивление изоляции фазы «С» меняется от 10кОм до нуля.

Сравнить результаты опыта 5(а) с результатами опыта 2, а результаты опыта 5(б) с результатом опыта 4.

Результаты занести в таблицу 2. Начертить схему к этому опыту.

Таблица 2

№№ опыта

Сопротивление изоляции, кОм

Показание амперметра, А

Показание В3-38 (В)

Ток Ih, (А)

Пол

Обувь

Показание вольтметров, В

RизА

RизB

RизC

I₀

Uhр Uре-альное

Материал

Rпола, кОм

Материал

Rобуви, кОм

V1 /Up

V2/Uр

V3/Uр

Мокрый асфальт

без обуви

0, 1

Мокрый асфальт

без обуви

Мокрый асфальт

без обуви

0, 1

5а

Мокрый асфальт

без обуви

0, 1

5б

Мокрый асфальт

без обуви

0, 1

Приложение

Электрический ток является одним из наиболее распространенных факторов, приводящих к тяжелым травмам со смертельным исходом. В то же время большое число легких, не требующих врачебной помощи, травм от действия электрического тока усыпляет бдительность и создает иллюзию его «безопасности».

Электрический ток оказывает на человека термическое, электролитическое и биологическое действия. Термическое действие заключается в нагреве тканей при протекании по ним электрического тока; электролитическое действие – в разложении крови и других жидкостей организма; биологическое – в возбуждении живых тканей организма, сопровождающемся судорогами, спазмом мышц, остановкой дыхания и сердечной деятельности.

В результате воздействия электрического тока могут возникнуть местные электротравмы (ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, ослепление светом электрической дуги) или произойти электрический удар, который характеризуется общим поражением организма и может сопровождаться судорогами, потерей сознания, остановкой дыхания и (или) сердечной деятельности, клинической смертью.

Наиболее опасен переменный ток в диапазоне частот от 20 до 100 Гц. Человек начинает ощущать протекание тока частотой 50 Гц, если его действующее значение составляет от 0, 6 до 1, 5 мА, начинаются судорожные сокращения рук, от 20 до 50 мА – затруднение дыхания, при 50 мА может начаться фибрилляция сердца. Для постоянного тока ощущение его протекания возникает при 3…7, 5 мА.

Вероятность поражения человека электрическим током зависит от климатических условий в помещении (температуры, влажности), а также наличия токопроводящей пыли, металлических конструкций, соединенных с землей, токопроводящего пола и т.д.

В соответствии с " Правилами устройства электроустановок" (ПУЭ) все помещения делятся:

а) с повышенной опасностью, в которых имеет место одно из следующих условий:

· сырость (относительная влажность длительно превышает 75%) или токопроводящая пыль;

· токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.д.);

· высокая температура (длительно превышает 35°С )

· возможность одновременного прикосновенного прикосновения к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землёй, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования, с другой.

б) особо опасные:

· особая сырость (относительная влажность воздуха близка к 100%), потолок, стены, пол, и предметы в помещении покрыты влагой;

· химически активная среда (в которой постоянно или длительное время содержатся пары или отложения разрушающе действующие на изоляцию проводов);

· одновременно два и более условий повышенной опасности.

в) без повышенной опасности:

. помещения, в которых отсутствуют признаки повышенной и особой опасности.

Список литературы

1. Правила устройства электроустановок. Приказ Минэнэрго РФ от 08.07.02 № 204.

2. ПОТ Р М – 016 – 2001 РД 153 – 34.0 – 03.150 – 00 МП по ОТ (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. Постановление Минтруда РФ от 05.01.01 №3 в редакции изменений и дополнений, утверждённых Постановлением Минтруда РФ от 18.02.03.

3. Девисилов В.А., Охрана труда. – М.; Форум-инфра – М, 2003.

4. Долин П.А. Основы техники безопасности в электрических установках. – М., «Энергия», 1992.

Лабораторная работа № 2

«Исследование метеорологических условий

(микроклимата) в производственном помещении»

Цель работы: Ознакомление с санитарными нормами микроклимата, с наиболее распространенными приборами, используемыми для измерения показателей микроклимата в лаборатории и сравнение их с санитарными нормами.

Порядок выполнения работы

1. Самостоятельно, в порядке подготовки к лабораторным занятиям, ознакомиться с санитарными нормами и измерительными приборами.

2. Ознакомиться с приборами на рабочем месте в лаборатории.

3. Измерить показатели микроклимата в лаборатории.

4. Сравнить результаты измерений с санитарными нормами (таблица 2 и таблица 3).

5. Отчет о работе должен содержать результаты измерений различными приборами, санитарные нормы и выводы по работе.

Задание

1. Измерить температуру, влажность, скорость движения воздуха, создаваемую вентилятором и атмосферное давление воздуха в помещении лаборатории (результаты измерений занести в таблицу 1).

2. Определить расчетным путем относительную влажность воздуха по результатам измерений параметров микроклимата для аспирационного психрометра, используя формулы 2 и 3 методических указаний.

Учитывая, что лабораторная работа имеет целью только ознакомление с приборами и приобретение первичных навыков пользования ими – достаточно произвести измерения в одной точке помещения лаборатории и сделать сравнение с нормативными для данного помещения и при характере выполняемой в нем работы.

При расхождении результатов измерений относительной влажности, полученных по различным приборам предпочтение следует отдать показаниям аспирационного психрометра. Для измерения температуры воздуха в помещении наиболее целесообразно использовать " сухой" термометр аспирационного психрометра. Учитывая учебный характер выполняемой студентами данной работы учёт поправок можно опустить.

Измерения производится на рабочих местах на высоте от 0, 1 м до 1, 5м от пола и при работе стоя от 0, 1 до 1, 0 м при работе сидя.

При измерениях приборы не следует держать в руках, помещать их вблизи источников холода или тепла. Не следует излишне приближаться к приборам и дышать на них. Приборы с механизмом, работающие в вертикальном положении класть на стол или в футляре следует только после полной остановки механизма.

Таблица 1

№ п/п	Параметр микроклимата	Прибор	Фактическое значение (по таблице или графику)	Нормативное значение
Опт.	Доп.
1.	Относительная влажность воздуха, %	Аспирационный психрометр
Стационарный психрометр
Гигрометр
Баротермогигрометр
2.	Температура воздуха, ^оС	Аспирационный психрометр	t _сух
t _увл
Стационарный психрометр	t _сух
t _увл
Баротермогигрометр
3.	Скорость движения воздуха, м/с	Чашечный анемометр
Индукционный анемометр
4.	Атмосферное давление, мм. рт. ст.	Баротермогигрометр		-	-
Барометр - анероид

Приложение 1

Сочетание трех условий – температуры воздуха в помещении, его относительной влажности и скорости движения воздуха называется метеорологическими условиями (микроклиматом) производственного (служебного) помещения.

Температура измеряется в градусах по шкале Цельсия (⁰С), относительная влажность в процентах, скорость движения воздуха в м/с.

Неблагоприятные условия микроклимата ухудшают самочувствие работника, способствуют его преждевременному утомлению, повышению опасности травматизма, а при резких или продолжительных отклонениях от нормальных могут вызвать и серьезные заболевания.

Гигиеническое нормирование параметров производственного микроклимата установлено системой стандартов безопасности труда (ГОСТ 12.1.005-88, а также СанПиН 2.2.4.548-96).

Оптимальные параметры микроклимата на рабочих местах должны соответствовать величинам, применительно к выполнению работ различных категорий в холодный и теплый период года.

Холодный период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха равной +10^оС и ниже (+8 и ниже согласно ГОСТ 30494-96, дата введения 01.03.1999г.).

Теплый период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10^оС и выше (+8 и выше согласно ГОСТ 30494-96, дата введения 01.03.1999г.).

Категории работ разграничиваются на основе интенсивности энергозатрат организма в ккал/ч (Вт).

Различают следующие категории работ:

- легкие физические работы (категории Iа и Iб) все виды деятельности с расходом энергии не более 174 Вт. К категории работ Iа (до 139 Вт) относятся работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением. К категории Iб (140-174 Вт) относятся работы. производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением;

- физические работы средней тяжести (категории IIа и IIб) – виды деятельности с расходом 175-290 Вт. К категории IIа (175-232 Вт) относятся работы, связанные с постоянной ходьбой и перемещением мелких изделий (до 1 кг) изделий. К категории IIб (233-290 Вт) относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением тяжестей до 10 кг.

- тяжелые физические работы (категория III) – виды деятельности с расходом энергии более 290 Вт – работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянными передвижениями и переноской значительных (свыше 10кг) тяжестей.

Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений приведены в таблице 2.

Измерение температуры

Термометры спиртовые и ртутные

Достоинством ртутных термометров является большая точность так как при температурах выше 0^οС ртуть расширяется равномерно, а спирт не равномерно.

Поэтому, при исследованиях микроклимата производственных помещений необходимо пользоваться ртутными термометрами, а спиртовые рассматривать как вспомогательные и как приборы бытового назначения.

Максимально-минимальный термометр

Этот прибор фиксирует наибольшее и наименьшее значение температуры в помещении за какой-либо период времени.

Прибор представляет собой изогнутую стеклянную трубку с расширениями, часть которой заполнена ртутью, часть спиртом, а часть парами спирта. В трубке имеется два указателя – поплавка, указывающие своими нижними концами, на двух шкалах, максимум (правая шкала) и минимум (левая шкала) температуры.

Кроме максимально-минимальных термометров наша промышленность выпускает и раздельно действующие максимальные и минимальные термометры.

Парный термометр

Обыкновенные термометры не могут показать истинное значение температуры воздуха в условиях теплового облучения, т.к. их резервуары могут нагреваться не только окружающим воздухом, но и за счет инфракрасной радиации источника тепла. Поэтому, в таких условиях (прямое солнечное облучение, наличие расположенных вблизи отопительных устройств, горячих, трубопроводов, мощных радиопередающих устройств и т.п.) используются парные термометры. Парный термометр представляет собой два одинаковых ртутных термометра на общем основании. Резервуар одного из них (обычно левый) посеребрен, а другого – зачернен. В результате поверхность первого резервуара большую долю теплового облучения отражает, а поверхность второго поглощает.

Установившиеся показания термометра этого прибора наступают, примерно, через 5-7 минут после вывешивания его на данном месте.

Термометры контактные цифровые ТК-5.09, ТК-5.11

Эти приборы предназначены для измерения температуры и влажности различных сред - жидких, сыпучих, газообразных, а также поверхности твердых тел путем непосредственного контакта сменных зондов с объектом измерения.

При подключении к термометрам зонда влажности (ЗВЛ) можно измерять влажность газообразных сред.

Достоинства данных термометров:

- точность измерения до 0, 1;

- сохранение в памяти прибора значения температуры и влажности;

- отображение среднего значения температуры и влажности за определенное количество измерений;

- отображение минимального значения температуры и влажности с момента включения прибора;

- автоматическое включение прибора через заданное время.

Прибор состоит из термопреобразователя и электронного блока. В качестве термочувствительных элементов используются термопреобразователи с НСХ и термопары.

Измерение влажности воздуха

Влажность воздуха характеризуется различными величинами.

Парциальное давление (упругость водяного пара) - это та часть общего давления смеси воздуха и пара, которая обусловлена только паром. Оно равно тому давлению пара, которое он создавал бы, заняв один, при данной его плотности, весь объём смеси. Парциальное давление выражают в миллиметрах ртутного столба.

Абсолютная влажность измеряется, так же, и количеством граммов водяного пара, содержащегося в 1³м объема смеси и измеряется в г/м³.

Но, чем выше температура воздуха – тем большее количество пара требуется для насыщения того же объема до максимальной влажности, т.е. до такой, превышение которой вызывает выпадение из воздуха влаги в виде капель воды. Кроме того, одна и та же абсолютная влажность при различных температурах оказывает различное действие на организм человека: ощущение влажности воздуха, степень утомления.

Поэтому, в производственной санитарии и гигиене труда используется более удобный показатель – относительная влажность воздуха – отношение абсолютной влажности к максимальной при данной температуре и обычно указывается в процентах.

Для измерения относительной влажности используются приборы – психрометры и гигрометры.

Стационарный (статический) психрометр (Августа)

Стационарный психрометр состоит из двух одинаковых термометров, укрепленных на общем основании. Левый термометр – " сухой ", правый - " увлажненный", " влажный", " мокрый". Резервуар " увлажненного" термометра обвернут батистом (фитиль) или другой, равной ему по смачиваемости (капиллярности) тканью.

У представленных в лаборатории психрометров ПБ1А или ПБ1Б фитиль опускается в питатель с дистиллированной водой так, чтобы от края чашечки питателя до резервуара термометра оставалось расстояние приблизительно равное 10 мм. Фитиль не должен соприкасаться со стенками питателя.

После 10 – 15 минутной выдержки в среде, влажность которой измеряется, столбики термометров устанавливаются на постоянных уровнях и термометры дадут различные показания. Сухой термометр покажет температуру окружающего воздуха, а " увлажненный" температуру фитиля. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее будет происходить испарения влаги с фитиля и тем меньше будут показания " увлажненного" термометра по сравнению с показаниями " сухого ".

Относительная влажность воздуха определяется по показаниям " увлажненного" термометра и по разности показаний " сухого" и " увлажненного" по психометрической таблице или по графикам, с учетом поправок к показаниям каждого термометра, и при необходимости с применением двойной интерполяции (по горизонтали и вертикали). Психрометрическая таблица (таблица 4) дана в Приложении 2.

При отсутствии психрометрической таблицы значение относительной влажности может быть найдено расчетом на основании показаний термометров психрометра.

А = ƒ - ( t_сух – t_увл) Н (1),

где: А – абсолютная влажность в мм.рт.ст.;

f – максимальное парциальное давление насыщенного пара при температуре " увлажненного" термометра(t_увл), определяемое по таблице 3;

- психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха, измеряемой кататермометром;

t_сух, t_увл. – истинные значение температур воздуха и " увлажненного" термометров;

Н – барометрическое давление, определяемое по барометру-анероиду в мм.рт.ст.

Относительная влажность воздуха определяется по формуле:

R = 100%, (2)

где F – максимальное парциальное давление насыщенного пара при истиной температуре воздуха (t_сух), определяемое по таблице 3.

Приложение 2

Психрометрическая таблица для температур от 0 º С до 40 º С по влажному термометру

Таблица 4

Показания влажного термометра в º С

Разность показаний сухого и влажного термометров, º С

Контрольные вопросы

1. В зависимости от каких факторов устанавливаются нормы показателей микроклимата для каждого конкретного помещения?

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒