Содержание

2

Цель работы

•Исследование опасности при однофазном прикосновении человека;

•Изучение основных принципов защиты от поражения электрическим током;

•Изучение опасности при аварийных режимах работы сети.

1.Общие сведения

Сети с изолированной или с компенсированной нейтралями применяются во многих ответственных электроустановках, в частности, на судах, в шахтах, карьерах, больни-

цах, лабораториях и т.д., где недопустимо отключение питания даже при аварийной ситуации, например при замыкании фазы на землю. При нормальной работе сети пря-

мое однофазное прикосновение человека к токоведущей части или непрямое (косвенное)

прикосновение к токопроводящему корпусу приёмника электроэнергии, на который про-

изошло замыкание фазы, менее опасно, чем подобные прикосновения в сети с глухоза-

землённой нейтралью.

Общий вид таких сетей для анализа безопасности приведён на рис.1.1

В работе исследуются следующие физические величины: напряжение однофазного прикосновения Uh, сопротивление изоляции фаз (RA, RB, RC), ёмкость фаз относительно земли (CA, B, C), сопротивление защитного заземления Rзаз.

Напряжение прикосновения может быть от близкого к нулю до фазного при неава-

рийном режиме: 0 < Uh < Uф, и только при замыкании другой фазы на землю – от фазного до линейного: Uф < Uh < Uл. Этот стенд имитирует трёхфазную сеть, работаю-

щую в режиме с изолированной или компенсированной нейтралью.

Переменные резисторы RA, RB, RC и конденсаторы CA, CB, CC имитируют сопротив-

ления изоляции и емкости фаз сети отн. земли; их значения {2, 10, 50, 250, 500, ∞} kΩ и

{0; 0, 1; 0, 3; 0, 5; 1, 0; 10} мкФ устанавливаются переключателями S8-S13. Выключателем

S7 устанавливается режим замыкания фазы B на землю через сопротивление Rзам = 100 Ω. Однофазное прикосновение человека имитируется подключением резистора Rh = 1 kΩ к фазе а сети или корпусу приемника электроэнергии (переключатель S4); выклю-

чателем S5 выполняется замыкание фазы а на корпус электроприемника. Последний может быть заземлен через сопротивление R, значения которого 0, 1; 1, 100 Ω устанавли-

вается переключателем S6. С помощью вольтметра и переключателя S3 можно измерить

3

напряжение смещения нейтрали U0, напряжения фаз сети относительно земли Uф-з и на-

пряжения Uпр.

При большой ёмкости сети эквивалентные сопротивления фаз относительно земли равны между собой (сопротивление Rh не нарушает их симметрию), поэтому напряжение прикосновения равно фазному напряжению. Если ёмкость Cф невелика, то эквивалент-

ные сопротивления становятся неравными (меньше у фазы A при прикосновении к ней человека); напряжение UA01 становиться меньше фазного, а напряжения U01, U01 возрас-

тают и становятся больше фазных. В случае замыкания фазы на землю при небольших

Cф напряжение U01 близко к нулю, а U01 и U01 близки к Uл.

Защитное заземление – преднамеренное соединение токопроводящих частей электро-

оборудования с землёй. Напряжение прикосновения при этом снижается до безопасного значения вследствие перераспределения напряжений между фазами сети и землёй.

Согласно ГОСТ 12.1.030-84 сопротивление защитного заземления корпуса электро-

оборудования R в системе IT при напряжении до 1 кВ не должно превышать 4 Ω (если мощность генератора или трансформатора больше 100 кВ ·A) либо 10 Ω (если мощность меньше 100 кВ · A). Допустимое напряжение прикосновения Uhдоп = 20 В. Допустимая сила тока прикосновения Ihдоп = 6 мА.

Рис. 1.1. Электрическая схема сети для анализа безопасности с контурами возможных токов.

4

2. Протокол наблюдений

5