МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра БЖД

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Тема: Исследование условий электробезопасности в трехфазных сетях с заземлённой нейтралью

Студенты гр. 0392		Стаськова А.Р Частухин Д.А.
Преподаватель		Смирнова Н.В.

Санкт-Петербург

2023

Цель работы:

• Исследование режимов однофазного прикосновения человека;

• Изучение принципа действия зануления;

• Ознакомление с опасностями непрямого прикосновения при использовании защитного заземления и зануления.

Основные теоретические положения.

Общие сведения

Согласно существующим правилам электроустановки с напряжением до 1000 В жилых, общественных и промышленных зданий, а также наружные установки, д. получать питание от источника, как правило, с глухозаземленной нейтралью. Общий вид таких сетей для анализа безопасности:

Рисунок 1. Электрическая схема сети для анализа безопасности с контурами возможных токов

Прямое однофазное прикосновение в такой системе очень опасно. Напряжение прикосновения определяется значением фазного напряжения из-за малого сопротивления рабочего заземления нейтрали R0 (нормируемое значение ≤4 Ом для 220 В) и практически не зависит от сопротивления и ёмкостей фаз относительно земли:

При замыкании в такой сети какой-либо фазы на землю напряжение прикосновения становится больше фазного, но м.б. скорее всего ближе к фазному, чем к линейному:

, где

- оператор поворота,

- соответственно, активные проводимости относительно земли рабочего заземления и замыкания.

При выполнении защитного заземления с соблюдением требований к заземляющему устройству (Rзаз = 4 Ом) напряжение м.б. уменьшено максимум в 2 раза, а если заземлить корпус на элементы, случайным образом связанные с землей (Rзаз =100 Ом), то напряжение прикосновения практически не будет отличаться от фазного напряжения:

Опасность использования защитного заземления в электроприёмнике не ограничивается тем, где оно применено. Гораздо более опасным оказывается прикосновение к правильно зануленным корпусам исправных электроприемников. При фазном напряжении 220 В на них появится напряжение, которое определяется падением напряжения на рабочем заземлении R0:

Обработка результатов

1) Анализ условий опасности прямого прикосновения в системе tn

	Значение сопротивлений, Ом					Напряжение фаз и корпусов относительно земли, В
1	5к	5к	5к	-	-	21	25	25	0	0	0
2	5к	5к	5к	-	-	22	26	25	0	0	24,5
3	150к	150к	150к	-	-	22	26	25	0	0	24,5
4	150к	150к	150к	50	-	11	32,5	31,5	9	9	31,5
5	150к	150к	150к	100	-	20	27	25,5	0,5	0,5	25

а) Прямое прикосновение к фазе А.

При параллельно соединённых резисторах

Рис.1 Схема прямого прикосновения человека к фазе A

Приведём формулы для расчёта.

Если и тогда:

• Напряжение прикосновения при :

• Напряжение прикосновения при :

Рис.2 Векторная диаграмма 2 измерения

Рис.3 Векторная диаграмма 3 измерения

Рис.4 Векторная диаграмма 4 измерения

Вывод:

Исходя из расчётов, можно сделать вывод об эквивалентности напряжения человека и фазы А. При прикосновении к фазе в TN-S опасность прикосновения исходит исключительно от Uф и практически не зависит от сопротивления изоляции фаз.

Почти всё напряжение будет падать на человеке.

б) Прямое прикосновение при замыкании фазы C на землю

Рис.5 Схема прямого прикосновение к фазе А при замыкании фазы С на землю

Приведём формулы для расчёта.

, весь ток пройдет через , тогда:

• При :

• При :

Вывод:

После замыкания одной из фаз на землю, измеренное напряжение прикосновения будет больше фазного, но меньше линейного. Отсюда: чем выше сопротивление замыкания, тем выше падение напряжения на нем, и тем меньше падение на человеке. Падение напряжения на человеке немного больше фазного.

2) Оценка опасности заземления корпусов при непрямом прикосновении

	Значение сопротивлений, Ом					Напряжение фаз и корпусов относительно земли, В
7	150к	150к	150к	4	-	32	35,5	10,5	13	13	10,5
8	150к	150к	150к	100	-	23,5	27,5	22	2	2	21,5

Мы рассчитываем тот случай, когда одна из фаз замыкается на корпус.

Рис.6 Схема непрямого прикосновения человека к корпусу прибора

Приведём формулы для расчёта.

• При :

• При :

Рис.7 Векторная диаграмма 7 измерения

Вывод:

При сопротивлении заземления в 4 Ом, напряжение прикосновения уменьшается до половины фазного. При сопротивлении заземления в 100 Ом напряжение прикосновения практически не отличается от фазного: чем меньше сопротивление заземления, тем меньше напряжение будет на человеке.