1 Цель работы

Целью работы является:

1) изучение:

-методов контроля изоляции сетей с

напряжением до 1000 В;

-эффективность защитного заземления и зануления;

2) оценка опасности прямого и косвенного прикосновений человека к находящимся под напряжением металлическим частям электроустановок (ЭУС).

2 Порядок проведения

работы

2.1 Изучение методов контроля

изоляции сетей с напряжением

до 1000 В.

В процессе эксплуатации ЭУС периодически (в сроки, установленные ПТЭ - правилами технической эксплуатации), а также в ряде случаев постоянно, проводится контроль изоляции токоведущих частей ЭУС. Периодический контроль обесточенного участка сети выполняется в соответствии со схемой измерения сопротивления изоляции участка сети.

Сопротивления Z_1­­…Z_13­ иллюстрируют наличие соединённых параллельно активной (R) и ёмкостной (C) проводимостей изоляции. С помощью мегаомметра (М) измеряется только активная составляющая сопротивления изоляции.

Протекание тока I_c через C не приводит к переходу электрической энергии в тепловую, поскольку P_c=I_cU_zcos_c  0, а P_R=I_RU_zcos_R >0 (действительно _c=90­­⁰ , _R=0 )

Мощность P_R греет резистор R , его температура равна(см. графики)

t⁰ = t₀ +  P_R , ⁰C ,

здесь t₀ - температура окружающего воздуха,

 - коэффициент пропорциональности.

С увеличением температуры возрастает проводимость R

R = R₀ exp(-b (t⁰ - t₀ )²) ,

здесь R₀ - сопротивление изоляции, имеющей температуру t₀

b - коэффициент пропорциональности

Покажем процесс измерения:

(см. на схему).

Для сетей с изолированной нейт-ралью (система IT - по классификации ПУЭ, 7-е издание) проводится периодический контроль изоляции “сети в целом” - по схеме:

Электроустановка подключена к трёхфазной сети, провода А,В,С - под напряжением сети и в исправной сети эпюра напряжения U_z имеет вид(на графике U_м совмещено с “0”)

U_z = U_м + 2U_c

Здесь U_м - постоянное напряжение, генерируемое прибором М.

Сопротивление R зависит от U (см график):

R=BR₀/(A+U)²,

здесь U= U_z.

В соответствии с этим графиком сформулируем вывод:

если сеть не имеет достаточного запаса изоляции (например, R₀ должно быть > 1 МОм), то применять мега-омметр для контроля изоляции сети в целом нельзя: результат измерения из-за методической погрешности может быть хуже нормативного значения. В этом случае рекомендуется применять прибор М - 830В (имеющий U_м = 9В), подключаемый к измеряемой цепи через Г-образный фильтр.

Постоянный контроль сопротивления изоляции сети в системе IT выполняется с помощью схемы «3В» :

В этой схеме VD₁…VD₃ формируют трёхфазный выпрямитель, постоянная составляющая тока которого проходит через активные сопротивления резисторов ReZ₀…Z₃. Прибор PI имеет пороговый индикатор (например, со звуковой сигнализацией), отмечающий недопустимое ухудшение изоляции.

Работа схемы «3В» иллюстрируется графиком:

В сетях с глухозаземлённой нейтралью (системы TN-C, TN-S) постоянный контроль изоляции реализуется с применением трансформатора тока нулевой последовательности (ТТНП) :

В тороидальном сердечнике ТТНП -магнитный поток пропорционален векторной сумме токов

I_A + I_B +I_C = I_ .

Ухудшение изоляции не более двух из трёх проводов приводит к I_ > 0.

Прибор PI, подключённый ко вторичной обмотке ТТНП регистрирует этот ток и, соответственно, отмечает качество изоляции.

Работу ТТНП иллюстрируем графиком:

Исходная обстановка: ReZ₁, Z₂, Z₃ = =1000 кОм

2 Часть

Сеть с изолированной нейтралью в этой схеме распределённые по длине линии электропередачи сопротивления изоляции и ёмкоси фаз представлены сосдоточенными элементами: Ro, R1, R2, R3, Co, C1, C2, C3. Такую сеть применяют для питания небольшого количества электроприёмников ЭП (например, передвижных), если оказывается возможны использовать достаточно высокие защитные свойства её изоляции. При этом металлические нетоковедущие конструкции - корпуса электроустановок для снижения напряжения прикосновения подключают к защитному заземлению R. В нормальных условиях (Ro, R1, R2, R3 > 500 кОм,Co, C1, C2, C3 < 0,03 мФ) прикосновение человека к корпусу ЭП безопасно: ток через чело- века (при U=220В) не превысит 0,7 мА (напряжение прикосновения не более 0,7 В) Это будет в случае пробоя,например, фазы 3 на корпусЭП. Если электроприёмник ЭП1,подключённый к данной сети,использует индивидуальное защитное заземление ие (Rи=R),то это может существенно изменить условие электробезопасности при пробое фазы1 на корпусте это может существенно изменить условие электробезопасности при пробое фазы1на корпус ЭП1.Измерим напряжение междукорпусами ЭП и ЭП1. Величина PU=380В. Источник этого напряжения включён на последовательно ориентированные R и Rи. Поэтому напряжение прикосновении с 0,7 В возрастёт до 190 В (оцените опасность воздействия этого напряжения на человека). Плавкие вставки не сработают, если номинальный фазный ток каждого электроприёмика более 30А. Для исключения поражения человека электрическим током правила устройства электроустановок (ПУЭ) разрешают лишь использование единого защитного заземления R. Теперь изучим результат случайного однофазного включения человека в электрическую сеть. Ток через тело человека измерили прибором PI. Результат измерения будет представлен вам в виде графика. Здесь Y- комплексная проводимость изоляции, микроименс. Введите значение Y от 1 до 20 (ступенями по 5 мксим). Максимально допустимый ток через тело человека составляет PI=10 мА. Определите по графику соответствующее значение Y и вычислите максимальную для этого случая длину линии электропередачи, если погонная ёмкость силового кабеля составляет 0,2 мF/км. Если в сети одна фаза имеет электрический (глухой) контакт с землёй, Если в сети одна фаза имеет электрический (глухой) контакт с землёй, то ток через тело человекаPI=380 мА (оцените опасность этого тока). Прикосновение человека к аварийной фазе безопасно: PI=0, посколькупри хорошо изолированной нейтрали напряжение прикосновения к аварийной ф Сеть с заземлённой нейтральюприменяется для питания большого количества разнородных (однофазных и трёфазных) электроприёмников при невозможности использования защитных свойств изоляции для однофазного прикосновения. Если корпус электроустановки ЭП заземлить, то при номинальном фазном токе ЭП более 30А состояниеаварии-прбой фазы на коможет продолжаться долго - более 3 секунд - (для убедительности вычислите аварийный ток через Ro, R, Rп,причём повторное заземлении нейтрали Rп может отсутст-вовать). Напряжение прикосновения,измеренное прибором PU (вольтметр с внутренним сопротивлением = 1 кОм), состовляет 110 В (оценитеопасность для человека этого напряжения). Поэтому в сетях с заземлённой нейт-ралью ПУЭ запрещают заземлять электроустановку, надоЭП занулить. В случае аварии - пробойфазы на корпус - прибор PUпокажет 146 В (это, естественно, больше 110 В), но аварийное состояние длитсянедолго, не более 0,1 сек.,срабатывает FI. Оцените этуситуацию с точки зрения её опасности для человека Изучим однофазное включение человека в сеть. Прибор PI отметит ток через человека, равный 220мА.Если фаза, например, фаза 2имеет глухое, через сопротивление R1, соединение с землёй, то при R1=18 Ом прибор PI=покажет ток 242 мА, подключение человека к аварийной фазе 2 приводит к PI=180мА.

Эксплуатацию электроустановок Потребителей должен осуществлять подготовленный электротехнический персонал.

В зависимости от объема и сложности работ по эксплуатации электроустановок у Потребителей создается энергослужба, укомплектованная соответствующим по квалификации электротехническим персоналом. Допускается проводить эксплуатацию электроустановок по договору со специализированной организацией.