3. Обработка результатов
3.1. Оценка погрешности измерений
Для измерений использовался цифровой вольтметр с одной значащей цифрой после запятой. Ввиду неизвестного класса точности прибора примем абсолютную погрешность
∆ = 0.5 В. Это можно обосновать тем фактом, что при измерениях именно последняя значащая цифра не устанавливалась.
3.2.Анализ условий опасности прямого прикосновения к сети
IT
3.2.1. Прямое прикосновения без замыкания фазы B на землю
Рис. 3.1. Схема прямого прикосновения человека к фазе A.
В этом случае напряжение прикосновения можно рассчитать по формуле
|
|
Uф v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
2 + |
|
√ |
|
|
|
1 |
− |
1 |
|
|
2 |
|
|
||||||||||||
U |
|
9 |
|
|
+ |
3 |
+ 6 ω Cф |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
RB |
RC |
RB |
RC |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
h = |
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) |
||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
u |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
+ 9 ω |
2 |
2 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
u |
|
RB |
+ RC |
+ RA |
+ Rh + Rзаз |
|
|
|
Cф |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Напряжение в половину фазного (достигается при малых сопротивлениях фаз в экспе-
рименте) смертельно для человека: Ih = Uh = 0.11 A.
Rh
А напряжение при достаточно больших сопротивлениях может оказаться опасным:
6
№ |
|
C, мкФ |
R, кОм |
U001, В |
UA01, В |
UB01, В |
UC01, В |
Uh, В |
Uhт, В |
|
1 |
0.1 |
|
2 |
10.8 |
17.4 |
36.5 |
35.7 |
17.3 |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0.1 |
|
10 |
24.3 |
5.7 |
49 |
44.3 |
5.9 |
7.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0.1 |
|
50 |
27 |
3.1 |
50 |
46.8 |
3.3 |
3.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0.1 |
|
250 |
27.9 |
2.5 |
50 |
47.5 |
2.6 |
2.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0.1 |
|
500 |
28.3 |
2.4 |
50 |
47.8 |
2.6 |
2.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0.3 |
|
2 |
10.8 |
17.8 |
36.9 |
35.1 |
17.6 |
18.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0.3 |
|
10 |
24 |
9 |
50.1 |
41 |
9.3 |
9.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0.3 |
|
50 |
26 |
7 |
50 |
43.3 |
7.3 |
7.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0.3 |
|
250 |
26.9 |
7 |
51.1 |
43.9 |
7.3 |
8.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0.3 |
|
500 |
26.9 |
7 |
52.2 |
43.9 |
7.3 |
8.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
1 |
|
2 |
10.6 |
20.9 |
38.9 |
31.2 |
20.3 |
19.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
1 |
|
10 |
18.2 |
22.5 |
46.8 |
29.2 |
21.5 |
18.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
1 |
|
50 |
18.5 |
21.8 |
46.8 |
29.7 |
21.3 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
1 |
|
250 |
18.6 |
22.5 |
47 |
29.4 |
21.5 |
20.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
1 |
|
500 |
18.9 |
22.5 |
48 |
29.4 |
21.5 |
20.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ih = |
|
22 V |
= 0.022 A - этот ток ощущается. При определенных обстоятельствах, умень- |
|||||||
|
1000 Ω |
|||||||||
шающих сопротивление человека, подобное напряжение может перейти не отпускающий порог.
Из расчетов и эксперимента видно, что без дополнительной защиты прямое прикос-
новение опасно. Увеличение сопротивлений фаз уменьшает сопротивления фаз, но за это приходится платить большими мощностями потерь.
7
3.2.2. Прямое прикосновения при замыкании фазы B на землю
Рис. 3.2. Схема прямого прикосновения человека к фазе A при замыкании фазы B на землю.
№ |
C, мкФ |
R, кОм |
|
U001, В |
UA01, В |
|
|
UB01, В |
UC01, В |
|
Uh, В |
Uhт, В |
||||||||||||||||||||||||||||||||
16 |
0.5 |
|
|
2 |
|
|
|
|
23.9 |
|
|
|
|
|
46.7 |
|
|
|
|
2.4 |
|
|
|
|
46.1 |
|
|
|
45.5 |
|
|
|
47.4 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
17 |
0.5 |
|
|
50 |
|
|
|
|
25.3 |
|
|
|
|
|
48.2 |
|
|
|
|
1.2 |
|
|
|
|
48.3 |
|
|
|
46.4 |
|
|
|
47.4 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Расчеты производятся по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
h = |
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
U |
|
|
|
|
RB + RC |
+ Rзам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
(2) |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
Uф v9 |
|
|
+ |
|
√3 RB |
− RC + Rзам + 6 ω Cф |
2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
u |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
u |
|
|
|
RB |
+ |
RC |
+ |
RA |
+ |
Rh |
+ |
Rзаз |
+ |
Rзам |
|
|
|
+ 9 ω |
|
Cф |
|
|
|
|
||||||||||||||
Заметим, что на при достаточно малом сопротивлении замыкания формула не зависит от остальных параметров цепи:
|
|
|
|
|
U |
|
s |
9R−2 |
+ 3R−2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
√3 = U |
|
|||||||
Uh |
зам |
= lim |
|
|
|
зам |
зам |
= U |
ф |
л |
||||||
|
2 |
R−2 |
||||||||||||||
|
Rзам |
→ |
0 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зам |
|
|
|
|
|
|
|
То есть подобная неисправность в сети приводит к тому, что напряжение на человеке при прямом прикосновении становится равно линейному.
8
3.3.Изучение условий безопасности при непрямом прикоснове-
нии
3.3.1. Непрямое прикосновение без замыкания фазы B на землю
Рис. 3.3. Схема непрямого прикосновения.
№ |
C, |
R, |
Rз, |
U001, |
UA01, |
UB01, |
UC01, |
Uh, |
Uhт, |
|
мкФ |
кОм |
Ом |
В |
В |
В |
В |
В |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
0.1 |
50 |
∞ |
12.7 |
26 |
41 |
25.4 |
24.9 |
29.8 |
19 |
0.1 |
50 |
0.1 |
30.4 |
0 |
52.2 |
51.2 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
0.1 |
50 |
10 |
30.5 |
0.3 |
51.3 |
50.8 |
0.3 |
2.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
0.1 |
50 |
1000 |
29.2 |
6.2 |
54.3 |
45.9 |
6.3 |
29.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Под непрямым прикосновением понимается прикосновение человека к корпусу неис-
правного прибора, на котором может возникнуть опасное напряжение.
Для расчета может быть использована формула (1). В данном случае особый ин-
терес представляет оценка действия защитного заземления на ток, протекающий через человека. Из формулы видно, что при уменьшении Rзаз знаменатель увеличивается, и в предельном случае
Uhпр = lim Uh(Rзаз) = 0
Rзаз→∞
В реальности невозможно сделать сопротивление заземляющей конструкции в точности равным нулю, но можно его сделать значительно меньше сопротивлений фаз. Тогда,
9