Лаба 2 / БЖД_Лабораторная_работа_№2
.pdf
При проведении опыта было установлено, что при замыкании фазы на корпус происходит отключение установки от электрической сети. Это связано с тем, что через нулевой провод проходит ток короткого замыкания, который вызывает срабатывание автоматического выключателя и предохранителя.
4. Оценка опасности зануления корпусов при непрямом прикосновении
Таблица 4 – Оценка опасности зануления корпусов при непрямом прикосновении
|
Значение сопротивлений, Ом |
|
Напряжение фаз и корпусов относительно |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
земли, В |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
, |
|
|
|
|
|
зам |
заз |
|
01 |
01 |
01 |
|
1 |
0 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
150к |
150к |
150к |
|
- |
100 |
|
25 |
25 |
22 |
|
15 |
15 |
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
11 |
150к |
150к |
150к |
|
- |
100 |
|
26 |
25 |
22 |
|
0 |
22 |
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
12 |
150к |
150к |
150к |
|
- |
100 |
|
29 |
29 |
16 |
|
4,5 |
11 |
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
13 |
150к |
150к |
150к |
|
50 |
- |
|
41.5 |
42 |
0 |
|
20 |
20 |
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
14 |
150к |
150к |
150к |
|
50 |
- |
|
36 |
36 |
6,5 |
|
13,5 |
13 |
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4.1 Случай |
неправильно |
выбранной |
(завышенной) |
установки |
срабатывания |
|||||||||||
максимальной токовой нагрузки
Схема для случая неправильно выбранной установки срабатывания максимальной токовой нагрузки представлена на рисунке 10.
Рисунок 10 – Схема замещения для случая неправильно выбранной установки срабатывания токовой нагрузки
В данном случае предохранитель, отвечающий за зануление, неисправен. Площадь поперечного сечения проводника S = 1,5 мм2, длина проводника l = 1 м, удельное сопротивление меди ρ = 0,017 Ом·мм2/м.
11
|
|
|
провода = |
|
= |
|
0,017 1 |
= 0,01 [Ом] |
|
||||||
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
= |
провода ∙ ( + 0) |
|
= |
0,01 ∙ (1000 + 4) |
= 0,01 [Ом] |
|||||||||
|
|
||||||||||||||
пр |
|
+ 0 + провода |
|
1000 + 4 + 0,01 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
= |
пр |
|
= 220 |
|
0,01 |
= 110 |
[В] |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
пр + провода |
|
|
|
|
0,01 + 0,01 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
В этом случае ток замыкания недостаточно большой для срабатывания предохранителя F1.
Следовательно, не происходит отключения электроприемника и автоматического снятия напряжения со стенда. При этом напряжение на нулевом проводе и на всех корпусах будет равно половине от фазного.
4.2 Случай обрыва нулевого провода или неправильной установки в нем
выключателя нагрузки
4.2.1 S10 выключен, S16 выключен.
Схема представлена на рисунке 11.
Рисунок 11 – Схема замещения без повторного заземления и без нагрузки Без нагрузки (при разомкнутой лампе) и без повторного заземления фазный ток не течет
через нулевой оборванный провод, приборы работают в штатном режиме, прикосновение безопасно.
4.2.2 S10 включен, S16 выключен.
Схема представлена на рисунке 12.
12
Рисунок 12 – Схема замещения без повторного заземлителя с нагрузкой Рассчитаем Rнагр при условии того, что мощность лампы равна 40 Вт:
|
|
|
нагр |
= |
2 |
|
= |
2202 |
|
= 1210 [Ом] |
|
||
|
|
|
|
40 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Тогда напряжение прикосновения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
= ф |
∙ |
|
|
|
|
|
= 220 ∙ |
|
1000 |
= 99,4[В] |
|||
0 |
+ нагр + |
4 + 1210 + 1000 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
4.2.3 S10 включен, S16 включен.
Схема представлена на рисунке 13.
Рисунок 13 – Схема замещения с повторным заземлителем и нагрузкой
13
Напряжение прикосновения: |
|
|
|
|
||||
= ф |
∙ |
∙ пов |
|
= 220 ∙ |
1000 ∙ 10 |
|
= |
|
пов ∙ + ( пов + )( 0+ наг) |
1000 ∙ 10 + (10 + 1000)(4 |
+ 1210) |
||||||
|
|
|
|
|||||
= 1,78[В]
При обрыве нулевого провода и неправильной установке выключателя нагрузки,
напряжение прикосновения на зануленных приборах равно нулю, пока нагрузка отключена.
Когда нагрузка включена и повторное заземление отсутствует, напряжение на корпусе К2
становится высоким. При подключении повторного заземления происходит перераспределение напряжения между корпусами К1 и К2, причем соотношение напряжений зависит от параметров рабочего и повторного заземлений.
4.3 Случай обрыва цепи нейтрали источника при наличии замыкания фазы на землю
4.3.1 S16 выключен
Схема замещения без повторного заземления представлена на рисунке 14.
Рисунок 14 – Схема замещения без повторного заземлителя Рассчитаем напряжение прикосновения:
= ф ∙ |
|
= 220 ∙ |
1000 |
= 209,5[В] |
|
зам + |
50 + 1000 |
||||
|
|
|
4.3.2 S16 включен
Схема замещения с повторным заземлением представлена на рисунке 15.
14
|
|
Рисунок 15 – Схема замещения с повторным заземлителем |
|
|||||||
Рассчитаем напряжение прикосновения: |
|
|
|
|
||||||
= фА |
∙ |
|
|
пов ∙ |
|
|
= 220 ∙ |
10 ∙ 1000 |
= |
|
|
∙ |
+ |
∙ |
+ |
∙ |
50 ∙ 10 + 10 ∙ 1000 + 50 ∙ 1000 |
||||
|
|
зам |
пов |
пов |
|
зам |
|
|
|
|
=36,4[В]
Вслучае обрыва цепи нейтрали источника и замыкания фазы на землю при отсутствии повторного заземления на корпусах К1 и К2 возникает напряжение, близкое к фазовому,
зависящее от сопротивления замыкания на землю. Подключение повторного заземления снижает напряжение прикосновения на корпусах приборов, однако полностью устранить его не удается.
Выводы
1.При прямом прикосновении к фазе А напряжение прикосновения будет равно напряжению фазы А и почти не будет зависеть от сопротивления изоляции фаз.
2.При прямом прикосновении к фазе С при замыкании фазы С на землю, напряжение прикосновения будет больше фазного, но меньше линейного. Величина напряжения будет зависеть от сопротивления замыкания. Чем больше сопротивление замыкания,
тем больше падение напряжения на нем, и тем меньше напряжение прикосновения.
3.При непрямом прикосновении к заземленному корпусу напряжение прикосновения зависит от сопротивления заземления. Чем меньше сопротивление заземления, тем меньше напряжение прикосновения.
4.Принцип зануления состоит в том, что при замыкании фазы на корпус происходит отключение установки от электрической сети. Это связано с тем, что через нулевой провод проходит ток короткого замыкания, который вызывает срабатывание
автоматического выключателя и предохранителя.
15
5.В случае неправильно выбранной установки срабатывания максимальной токовой нагрузки ток замыкания будет недостаточно большим для срабатывания предохранителя F1. Следовательно, не произойдет отключения электроприемника и автоматического снятия напряжения со стенда. При этом напряжение на нулевом проводе и на всех корпусах будет равно половине от фазного.
6.В случае обрыва нулевого провода или неправильной установки в нем выключателя нагрузки, напряжение прикосновения на зануленных приборах равно нулю, пока нагрузка отключена. Когда нагрузка включена и повторное заземление отсутствует,
напряжение на корпусе К2 становится высоким. При подключении повторного заземления происходит перераспределение напряжения между корпусами К1 и К2,
причем соотношение напряжений зависит от параметров рабочего и повторного заземлений.
7.В случае обрыва цепи нейтрали источника и замыкания фазы на землю при отсутствии повторного заземления на корпусах К1 и К2 возникает напряжение,
близкое к фазовому, зависящее от сопротивления замыкания на землю.
Подключение повторного заземления снижает напряжение прикосновения на корпусах приборов, однако полностью устранить его не удается.
16
