Лабораторна робота № 3 Вимірювання опору заземлюючих пристроїв і ізоляції електропроводки.
Мета роботи: визначити опір заземлюючих пристроїв та розрахувати необхідну кількість додаткових заземлювачів (частина І), дослідити опір ізоляції електропроводки (частина ІІ).
Задачі роботи: вивчення будови та принципу дії вимірювальної апаратури;оцінити отриманні результати шляхом порівняння з нормами ПУЕ (Правила улаштування електроустановок).
Знання, набуті при виконанні роботи: запобігання електротравматизму; види і конструкції заземлювачів; методика визначення опору заземлення та ізоляції.
Практичні навички: уміння користуватись приладами для виміру опору заземлення й ізоляції, оцінювати їх стан; уміння розраховувати необхідну кількість заземлювачів.
Частина I. Вимірювання опору заземлюючих пристроїв Короткі теоретичні положення
Аналіз причин виробничого травматизму в різних галузях показує, що ураження електричним струмом складають 2 - 8 % від загального кількості травм. Загальна кількість важких і смертельних випадків електротравматизму досягає 25 - 30 %.
Основними причинами електротравматизму:
недостатня ізоляція струмоведучих частин електроустаткування і мереж;
відсутність чи несправність захисного заземлення електроустаткування і металоконструкцій;
відсутність чи несправність індивідуальних засобів захисту.
Для захисту людини від уражень електричним струмом, при роботі з електроустановками, дуже ефективним і простим заходом є захисне заземлення.
Захисне заземлення - це спеціальне з’єднання струмопровідних елементів металевих частин електроустановок з землею (найчастіше корпуса), що не знаходяться під напругою у звичайному стані, але які можуть опинитися під напругою внаслідок пошкодження електричної ізоляції або при наведенні на них електростатичних зарядів та дії електромагнітної індукції.
При дотику людини до корпусу заземленого електроустаткування, що випадково опинилось під напругою, струм однофазного замикання розділяється на вітки, утворені захисним заземленням (rз) і створену тілом людини (Rлюд). Струм, що проходить через тіло людини визначається рівнянням
де Io - струм однофазного замикання на землю
Із наведеної формули видно, що струм, який проходить через тіло людини, буде мінімальним при rз 0. Опір заземлення нормується ПУЕ і не може перевищувати 4 Ом для установок, що працюють при напрузі до 1000 В.
Захисне заземлення поділяють на штучне і природне.
Природне заземлення - це прокладені під землею металеві комунікації (крім трубопроводів для нафтопродуктів і вибухових речовин), металеві конструкції будинків, з’єднані із землею, свинцеві оболонки кабелів.
У якості штучного заземлення використовують стержні з кутникової сталі розміром 50×50×5, 60×60×6, 75×75×8 мм і довжиною 2.5 м чи металеві труби діаметром 50 мм довжиною 2,5...3 м.
Заземлювачі встановлюють на глибину, при якій відстань від верхніх кінців стержнів до поверхні землі була б 0,7...0,8 м.
Відстань між стержнями повинна бути не менш 2,5...3 м. Для з’єднання стержнів між собою застосовують сталеві пластини розміром 25×4 мм, які приєднують до стержнів за допомогою зварювання.
Струм, що проходить через заземлюючий пристрій у землю долає опір, який складається з трьох частин:
опору заземлювача;
перехідного опору між заземлювачем і ґрунтом;
опору ґрунту.
Так, як опор заземлювача та перехідний опор між заземлювачем і ґрунтом є незначними у порівнянні з опором ґрунту, тому під опором заземлювача розуміють опір землі, що характеризується величиною питомого опору ґрунту
Питомим опором ґрунту називається електричний опір, що створюється ґрунтом на відстані 1м, при проходженні струму від однієї грані куба ґрунту до протилежної.
В
еличина
питомого опору ґрунту залежить від
багатьох факторів: роду ґрунту, його
вологості, глибини промерзання,
температури, наявності солей, ступеня
ущільнення (таблиця 3.1.).
Надійність роботи пристрою, що призначений для заземлення, залежить від правильності його виконання і технічного стану. У процесі експлуатації в результаті корозії, дії струму замикання на землю, а також під впливом грозових розрядів заземлювачі стають непридатним. Тому періодично необхідно визначати фактичні параметри заземлюючих пристроїв і вести ретельний контроль за їх технічним станом. Усе це здійснюється шляхом зовнішнього огляду, виміру опору і порівняння його з нормами.
Відповідно до «Правил технічної експлуатації електроустановок споживачів» опір заземлення повинен замірятися в періоди найменшої провідності ґрунту: узимку при найбільшому його промерзанні чи влітку при найбільшому просиханні ґрунту.
Вимірювання опору заземлюючих пристроїв здійснюють різними приладами, наприклад приладом МС-08 (рис. 3.1.).
Таблиця 3.1.
Питомий опір ґрунтів і води
Характеристика ґрунту |
Питомий опір ґрунту, Ом·см×104 |
1. Пісок |
4 ÷ 7 |
2. Кам’янистий ґрунт |
1,5 ÷ 4 |
3. Супісок |
1,5 ÷ 4 |
4. Лес |
1 ÷ 3 |
5. Суглинок |
0,1 ÷ 1,5 |
6. Глина |
0,08 ÷ 0,7 |
7. Чорнозем |
0,09 ÷ 5,3 |
8. Торф |
0,1 ÷ 0,3 |
9. Річна вода |
0,1 ÷ 0,8 |
10. Морська вода |
0,002 ÷ 0,01 |
11. Садова земля |
0,2 ÷ 0,6 |