Краткие теоретические сведения. Рассмотрим случай однополюсного прикосновения к сети с изолированной нейтралью

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 14Следующая ⇒

На предприятиях железнодорожного транспорта широкое распространение получили трехфазные сети напряжением до 1000 В. Анализ безопасности в этих сетях сводится к оценке влияния различных параметров сети на опасность поражения человека электрическим током [2].

Рассмотрим случай однополюсного прикосновения к сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В, когда емкость проводов в сети относительно земли мала и ею можно пренебречь.

Считается, что фазные напряжения рассматриваемой трехфазной сети равны: и сопротивления изоляции проводов относительно земли одинаковы .

При пробое фазы 1 (рис. 9.1) на корпус электроустановки прикосновение к ней человека приводит к уменьшению сопротивления изоляции этой фазы относительно земли:

, (9.1)

и симметричная нагрузка нарушается: .

Для этого состояния сети справедливы равенства

; ;

; , (9.2)

где , , – напряжения фазных проводов относительно земли до прикосновения человека к корпусу электроустановки; , , – напряжения фазных проводов относительно земли после прикосновения человека к электроустановке; – напряжение нейтрали источника тока относительно земли.

Рис. 9.1. Однополюсное прикосновение к сети трехфазного тока с изолированной нейтралью: а – трехфазная сеть с изолированной нейтралью в аварийном режиме;
б – схема заземления; в – векторная диаграмма

Из полученного равенства (рис. 9.1) и векторной диаграммы (рис. 9.1, б) видно, что нулевая точка источника тока относительно земли приобрела потенциал . Напряжение первой фазы относительно земли уменьшилось, а второй и третьей увеличилось. В этом случае ток, проходящий через человека, определяется из равенства

. (9.3)

Для определения зависимости от сопротивления изоляции воспользуемся первым законом Кирхгофа:

, (9.4)

где , , – токи утечки через сопротивление изоляции фаз 1; 2; 3; – ток, протекающий через человека.

Принимая во внимание, что ,

; ;

(9.5)

; ,

получим

;

. (9.6)

Так как , , равны по величине и сдвинуты по фазе на 120°, то , а равенство (9.3) примет вид

. (9.7)

Решив равенство (9.7) относительно и подставив его значение в (9.3), получим

. (9.8)

При ток, протекающий через тело человека, определяется по формуле

. (9.9)

Следует помнить, что изоляция проводов сети в процессе эксплуатации может понизиться и оказаться в аварийном состоянии. Опасность поражения током в этом случае резко возрастает. Из равенства (9.9) следует, что при = 0 (или = 0) человек попадает под линейное напряжение

. (9.10)

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) [2] в электроустановках напряжением до 1000 В между предохранителями или изоляцией любой фазы с землей, а также между двумя фазами сопротивление должно быть не менее 0, 5 МОм или 1000 Ом/В.

Порядок выполнения работы

Ø Ознакомиться с лабораторной установкой, схема которой приведена на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Схема лабораторной установки: 1, 2, 3 – включение соответственно первого, второго электродвигателя и второго электродвигателя на пробой изоляции на корпус; 4, 5 – включение соответственно касания человека к первому и второму электродвигателю; 6 – включение ослабления изоляции

Ø Включить лабораторную установку в сеть.

Ø Произвести включение, сделав после каждого из них запись показаний приборов и для каждой фазы в табл. 9.1:

– второго электродвигателя в систему;

– пробоя изоляции на корпус второго электродвигателя;

– касания человека второго электродвигателя;

– ослабления изоляции.

Таблица 9.1

Показания приборов

Включение 2-го электродвигателя в сеть

Пробой изоляции 2-го электродвигателя

Касание человека электродвигателя

Ослабление изоляции

, по фазе

Ø В соответствии с полученными результатами (табл. 9.1), вариантом работы и дополнительными данными (табл. 9.2) произвести расчет нижеперечисленных показателей.

· Ток плавкой вставки при включении второго электродвигателя в сеть

, (9.11)

где – номинальный или рабочий ток электроустановок, А; – кратность пускового тока (для асинхронных электродвигателей принимается в пределах 5…7).

· Ток защиты (эффективность защиты) при пробое изоляции второго электродвигателя

, (9.12)

где – величина сопротивления заземления второго электродвигателя; – электрическое сопротивление системы, принимаются 1000 Ом ´ 1 В или 0, 5 мОм (для системы).

· Ток, проходящий через человека при использовании индивидуальных средств защиты, А,

, (9.13)

где – сопротивление средств индивидуальной защиты.

· Ток, проходящий через человека при ослаблении изоляции системы относительно земли, А,

Данные для расчета принимаются по табл. 9.2.

Ø Дополнительно включить:

– первый электродвигатель в систему;

– касание человека первого электродвигателя.

Ø На основании теоретических сведений сделать вывод об опасности устройств «зануления» одной и заземления другой электроустановки применительно к схеме с изолированной нейтралью [3].

Таблица 9.2

Результаты измерений

Вари- ант	Величина сопротивления заземления, Ом	Сопротивление изоляции при ее ослаблении, кОм	Средства индивидуальной защиты и их сопротивление
Наименование	Сопротивление, МОм
	0, 5	1, 0	Перчатки	1, 22
	2, 0	10, 0	Боты	0, 50
	4, 0	120, 0	Изолирующие перчатки	0, 60
	8, 0	3, 0	Перчатки и боты	1, 52

Вопросы для самоконтроля

1. В каких случаях человек попадает под действие электротока?

2. Объясните действие электротока на организм человека.

3. Перечислите виды электрических травм.

4. Перечислите виды электрических ударов.

5. Перечислите факторы, определяющие опасность поражения электротоком.

6. От чего зависит электрическое сопротивление тела человека.

7. Поясните, как величина напряжения и тока влияет на степень
поражения.

8. Назовите три критерия электробезопасности.

9. Поясните, как род и частота тока влияют на степень поражения.

10. Определите величину тока при однофазном прикосновении в электрических сетях.

11. Определите величину тока при двухфазном прикосновении в электрических сетях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мамот, Б.А. Защита от электрического тока и электромагнитных полей: Учеб. пособие / Б.А. Мамот. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 1999.

2. Правила устройства электроустановок. Минэнерго СССР. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1986.

3. Долин, П.А. Справочник по технике безопасности / П.А. Долин.
– М.: Энергоиздат, 1982.

Лабораторная работа № 10
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Цель работы:

– ознакомиться с устройством заземления на стендовой установке;

– научиться пользоваться измерительными приборами и получить навыки определения сопротивления заземления;

– произвести расчет заземления по заданию преподавателя.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒