Содержание

1. Задача 1 (в4)

Определить величину тока I_h, который пройдет через тело человека, и величину напряжения прикосновения U_пр, при следующих случаях включения человека в 3-хфазную электрическую сеть.

Исходные данные: U_ф = 127 В, R_h = 1,1 кОм, R₀ = 4 Ом

Случай 1. Сеть с глухозаземленной нейтралью, двухфазное прикосновение (табл. 1.2, схема 1).

Варианты заданий - в табл. 1.1., расчетные формулы в - табл. 1.2. Сравнить полученные значения I_h и U_пр с допустимыми (табл. 1.3). Дать оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4.

Случай 2. Сеть с глухозаземленной нейтралью, однофазное прикосновение, режим работы сети – нормальный (табл. 1.2, схема 2).

Сравнить полученные значения I_h и U_пр с допустимыми (табл. 1.3). Дать оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4.

Случай 3. Сеть с глухозаземленной нейтралью, однофазное прикосновение, режим работы сети – аварийный (табл. 1.2, схема 3).

Расчет выполнить для двух вариантов:

Вариант 1. R_зм = 0, а R₀ = 4 Ом;

Вариант 2. R_зм = 100; 50; 4; 0,5, а R₀ = 4 Ом;

Случай 4. Сеть с изолированной нейтралью, однофазное прикосновение, режим работы сети – нормальный (табл. 1.2, схема 4).

Расчет выполнить для двух вариантов:

Вариант 1. Сеть воздушная, короткая:

С_А = С_В = С_С = 0 и R_А = R_В = R_С = R_ИЗ

Сопротивление изоляции: R_ИЗ = 3; 5; 10; 20; 40; 60 кОм

Построить график зависимости I_h = f(R_из)

Вариант 2. Сеть кабельная длинная:

С_А = С_В = С_С = С_ИЗ и R_А = R_В = R_С = 

Емкости присваиваются значения: С_ИЗ = 0,03; 0,05; 0,1; 0,3; 0,6; 1,2 мкФ

Построить график зависимости I_h = f(С_из)

В обоих вариантах сравнить полученные значения I_h и U_пр с допустимыми (табл. 1.3). Дать оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4.

Случай 5. Сеть с изолированной нейтралью, однофазное прикосновение, режим работы сети – аварийный (табл. 1.2, схема 5).

Сопротивление замыкания провода на землю, последовательно принимает значения: R_ИЗ = 100; 50; 4; 0,5; 0 Ом.

Построить график зависимости I_h = f(R_зм)

Сравнить полученные значения I_h и U_пр с допустимыми (табл. 1.3). Дать оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4.

РЕШЕНИЕ:

Случай 1. Сеть с глухозаземленной нейтралью, двухфазное прикосновение

Определяем величину тока I_h, который пройдет через тело человека, и величину напряжения прикосновения U_пр:

Сравним полученные значения I_h и U_пр с допустимыми (табл. 1.3):

U_пр.доп = 2 (В) < U_пр = 219 (В)

I_h.доп = 0,3 (мА) < I_h = 199 (мА)

Дадим оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4: дыхание прекращается при действии тока более 2 с, ток и напряжение не совместимы с жизнью.

Случай 2. Сеть с глухозаземленной нейтралью, однофазное прикосновение, режим работы сети – нормальный (табл. 1.2, схема 2).

Определяем величину тока I_h, который пройдет через тело человека, и величину напряжения прикосновения U_пр:

Сравним полученные значения I_h и U_пр с допустимыми (табл. 1.3):

U_пр.доп = 2 (В) < U_пр = 126,5 (В)

I_h.доп = 0,3 (мА) < I_h = 115 (мА)

Дадим оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4: дыхание прекращается при действии тока более 2 с, ток и напряжение не совместимы с жизнью.

Случай 3. Сеть с глухозаземленной нейтралью, однофазное прикосновение, режим работы сети – аварийный (табл. 1.2, схема 3).

Расчет выполняем для двух вариантов:

Вариант 1. R_зм = 0, а R₀ = 4 Ом, тогда:

Сравним полученные значения I_h и U_пр с допустимыми (табл. 1.3):

U_пр.доп = 60 (В) < U_пр = 220 (В)

I_h.доп = 50 (мА) < I_h = 200 (мА)

Дадим оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4: дыхание прекращается при действии тока более 2 с, ток и напряжение не совместимы с жизнью.

Вариант 2. R_зм = 100; 50; 4; 0,5, а R₀ = 4 Ом, тогда:

Во всех случаях ток не совместим с жизнью человека.

Построим график зависимости I_h = f(R_зм):

Рис. 1. График зависимости I_h = f(R_зм)

Как видно из графика аварийное однофазное прикосновение в сети с глухозаземленной нейтралью смертельно в любом случае (I_h > 100 А).

Случай 4. Сеть с изолированной нейтралью, однофазное прикосновение, режим работы сети – нормальный (табл. 1.2, схема 4).

Расчет выполнить для двух вариантов:

Вариант 1. Сеть воздушная, короткая:

С_А = С_В = С_С = 0 и R_А = R_В = R_С = R_ИЗ

Сопротивление изоляции: R_ИЗ = 3; 5; 10; 20; 40; 60 кОм

тогда для R_из = 3 Ом:

I_h = U_ф / (R_h+R_из/3) = 127 / (1100 + 3000/3) = 0,0605 A = 60,5 мА

U_пр = I_hR_h = 0,0605 ∙ 1100 = 66,52 В

Аналогично для

R_из = 5 Ом: I_h = 0,0459 A = 45,9 мА, U_пр = 50,49 В

R_из = 10 Ом: I_h = 0,0286 A = 28,6 мА, U_пр = 31,51 В

R_из = 20 Ом: I_h = 0,0164 A = 16,4 мА, U_пр = 17,99 В

R_из = 40 Ом: I_h = 0,0088 A = 8,8 мА, U_пр = 9,68 В

R_из = 60 Ом: I_h = 0,0060 A = 6,0 мА, U_пр = 6,62 В

Построим график зависимости I_h = f(R_из):

Рис. 2. График зависимости I_h = f(R_из)

График показывает, что с увеличением сопротивления изоляции сила тока, проходящая через тело человека, сокращается.

Сравним полученные значения I_h и U_пр с допустимыми (табл. 1.3):

R_из = 5 Ом:

U_пр.доп = 2 (В) < U_пр = 50,49 (В)

I_h.доп = 0,3 (мА) < I_h = 45,9 (мА)

Дадим оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4: человек испытывает затруднение дыхания, не может оторвать рук от электродов, не может самостоятельно разорвать цепь поражающего его тока. Такой ток называют пороговым неотпускающим.

R_из = 60 Ом:

U_пр.доп = 2 (В) < U_пр = 6,62 (В)

I_h.доп = 0,3 (мА) < I_h = 6 (мА)

Дадим оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4: руки трудно, но можно оторвать от электродов, сильные боли в пальцах, кистях рук.

Вариант 2. Сеть кабельная длинная:

С_А = С_В = С_С = С_ИЗ и R_А = R_В = R_С = 

Емкости присваиваются значения: С_ИЗ = 0,03; 0,05; 0,1; 0,3; 0,6; 1,2 мкФ

тогда для С_из = 0,03 мкФ:

аналогично для

С_из = 0,05 мкФ: I_h = 0,006 (А) = 6 (мА); U_пр = 6,57 (В)

С_из = 0,1 мкФ: I_h = 0,0119 (А) = 11,9 (мА); U_пр = 13,09 (В)

С_из = 0,3 мкФ: I_h = 0,0343 (А) = 34,3 (мА); U_пр = 37,7 (В)

С_из = 0,6 мкФ: I_h = 0,061 (А) = 61 (мА); U_пр = 67,06 (В)

С_из = 1,2 мкФ: I_h = 0,09 (А) = 90 (мА); U_пр = 98,97 (В)

Построим график зависимости I_h = f(С_из):

Рис. 3. График зависимости I_h = f(С_из)

График показывает, что с увеличением С_из сила тока, проходящая через тело человека, растет.

Сравним полученные значения I_h и U_пр с допустимыми (табл. 1.3):

С_из = 0,05 мкФ:

U_пр.доп = 2 (В) < U_пр = 6,57 (В)

I_h.доп = 0,3 (мА) < I_h = 6,0 (мА)

Дадим оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4: руки трудно, но можно оторвать от электродов, сильные боли в пальцах, кистях рук.

С_из = 1,2 мкФ:

U_пр.доп = 2 (В) < U_пр = 98,97 (В)

I_h.доп = 0,3 (мА) < I_h = 90,0 (мА)

Дадим оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4: можно считать, что в данном случае дыхание прекращается при действии тока более 2 с, ток и напряжение не совместимы с жизнью.

Случай 5. Сеть с изолированной нейтралью, однофазное прикосновение, режим работы сети – аварийный (табл. 1.2, схема 5).

Сопротивление замыкания провода на землю, последовательно принимает значения: R_зм = 100; 50; 4; 0,5; 0 Ом, тогда для R_зм = 100 Ом:

аналогично для

R_зм = 50 Ом:

R_зм = 4 Ом:

R_зм = 0,5 Ом:

R_зм = 0 Ом:

Сравним полученные значения I_h и U_пр с допустимыми (табл. 1.3):

R_зм = 50 Ом:

U_пр.доп = 60 (В) < U_пр = 210,4 (В)

I_h.доп = 50 (мА) < I_h = 191,3 (мА)

Дадим оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4: в данном случае дыхание прекращается при действии тока более 2 с, ток и напряжение не совместимы с жизнью.

R_зм = 0 Ом:

U_пр.доп = 60 (В) < U_пр = 220 (В)

I_h.доп = 50 (мА) < I_h = 200 (мА)

Дадим оценку характера воздействия тока, пользуясь табл. 1.4: ток и напряжение не совместимы с жизнью.

Построим график зависимости I_h = f(R_зм)

Рис. 4. График зависимости I_h = f(R_зм)