МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Ордена Трудового Красного Знамени
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Московский технический университет связи и информатики»
Кафедра «экологии и безопасности жизнедеятельности»
Лабораторная работа № 1
по курсу
«Безопасность жизнедеятельности»
“Исследование опасности прикосновения к трехфазным сетям переменного тока напряжением до 1000 В”
Выполнили:
студенты группы БВТ2101
Юдин Артем Андреевич
Москва
2024
Цель работы:
Исследование опасности прикосновения к трехфазным сетям с изолированной и заземленной нейтралью при нормальном и аварийном режимах работы.
Задание:
Провести расчеты силы тока для каждого случая представленного в нижеприведенной таблице.
Таблица 1.
№ |
Режим нейтрали |
Параметры сети |
|||||||||||
ИН |
ЗН |
||||||||||||
3 |
Rиз, кОм |
0,7 |
1,9 |
4 |
7 |
8,8 |
11 |
17 |
22 |
1,9 |
8,8 |
22 |
|
Cрасч, мкФ |
0 |
0,2 |
0,3 |
0,6 |
0,9 |
1,5 |
|
|
0,1 |
0,3 |
0,9 |
||
Выполнение:
Для сети в нормальном режиме с изолированной нейтралью, С = 0, Rh = 1000 Ом, Uф = 220 В расчёт силы тока через тело человека производим по следующей формуле:
Ih =
Соответственно:
Ih1
=
Ih2
=
Ih3
=
Ih4
=
Ih5
=
Ih6
=
Ih7 =
Ih7 =
Для сети в нормальном режиме с заземленной нейтралью, Rh = 1000 Ом, Uф = 220 В расчёт силы тока производим по следующей формуле:
Ih
=
Соответственно:
Ih =
Для сети в нормальном режиме с изолированной нейтралью, R = ∞, Rh = 1000 Ом, Uф = 220 В расчёт силы тока производим по следующей формуле:
Ih
=
Соответственно:
Ih1
Ih2
(13,2)
Ih3
(19,4)
Ih4
(36,8)
Ih5
(51,1)
Ih6
(70,4)
Для сетей с изолированной нейтралью, обладающие большой емкостью:
Ih
=
Таблица 2. Результаты расчётов.
№ |
Режим нейтрали |
Параметры сети |
|||||||||||
ИН |
ЗН |
||||||||||||
3 |
Rиз, кОм |
0,7 |
1,9 |
4 |
7 |
8,8 |
11 |
17 |
22 |
1,9 |
8,8 |
22 |
|
Ih, мА |
178,1 |
134,7 |
94,3 |
66 |
55,9 |
47,1 |
33 |
26,4 |
220 |
220 |
220 |
||
Cрасч, мкФ |
0 |
0,2 |
0,3 |
0,6 |
0,9 |
1,5 |
|
|
0,1 |
0,3 |
0,9 |
||
Ih, мА |
0 |
13,2 |
19,4 |
36,8 |
51,1 |
70,4 |
|
|
380 |
380 |
380 |
||
Произведем экспериментальные замеры значений.
Рис. 1 – Экспериментальное измерение по Rиз с изолированной нейтралью. (нормальный режим)
Рис. 2 – Экспериментальное измерение по Rиз с заземлённой нейтралью. (нормальный режим)
Рис. 3 – Экспериментальное измерение по Cэксп с изолированной нейтралью. (нормальный режим)
Рис. 4 – Экспериментальное измерение по Cэксп с заземленной нейтралью. (нормальный режим)
Таблица 2.
№ |
Режим нейтрали |
Параметры сети |
||||||||||||||||||||
ИН |
ЗН |
|||||||||||||||||||||
3 |
Rиз, кОм |
0,2 |
1,5 |
3 |
6 |
8 |
10 |
15 |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
800 |
1000 |
1,5 |
8 |
20 |
|
|
Ih, мА |
221 |
164 |
127 |
75 |
65 |
56 |
40 |
29 |
7,5 |
3,8 |
2,3 |
1,92 |
1,4 |
1,2 |
0,9 |
0,7 |
229 |
229 |
229 |
|
||
Cэксп, мкФ |
0 |
0,1 |
0,25 |
0,5 |
1 |
1,85 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,5 |
1,85 |
|
||
Ih, мА |
0 |
12,8 |
44,3 |
63,7 |
122 |
193 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
224 |
224 |
224 |
|
||
А теперь произведем экспериментальные замеры при аварийном режиме.
Рис. 5 – Экспериментальное измерение по с изолированной нейтралью. (аварийный режим)
Рис. 6 – Экспериментальное измерение с заземленной нейтралью. (аварийный режим)
Таблица 3.
|
|
|
|
|
Фаза, замкнутая на землю |
|||||||||
I |
II |
III |
||||||||||||
Ih1 |
Ih2 |
Ih3 |
Ih1 |
Ih2 |
Ih3 |
Ih1 |
Ih2 |
Ih3 |
||||||
ИН |
220 |
∞ |
- |
0.2 |
0 |
321,5 |
321,5 |
321,5 |
0 |
321,5 |
321,5 |
321,5 |
0 |
|
ЗН |
220 |
∞ |
- |
0.2 |
151,4 |
148,4 |
148,4 |
164,3 |
148,6 |
164,3 |
155,8 |
155,8 |
146,7 |
|
График зависимости тока, проходящего через человека от сопротивления R.
Рис. 7 – График зависимости тока от R.
График зависимости тока, проходящего через человека от ёмкости C.
Рис. 8 – График зависимости тока от C.
Вывод:
В ходе лабораторной работы мы исследовали электробезопасность сетей трехфазного тока напряжением до 1000В в нормальном и аварийном режимах работы.
В сети с изолированной нейтралью при емкости фаз равной нулю с ростом сопротивления изоляции фаз ток, проходящий через человека, уменьшается.
В сети с изолированной нейтралью при сопротивлении изоляции фаз стремящемуся к бесконечности с ростом емкости фаз изоляции ток, проходящий через человека, увеличивается.
В сети с заземленной нейтралью ток, проходящий через человека, не зависит ни от сопротивления изоляции фаз, ни от емкости фаз.
При нормальном и аварийном режимах работы сеть с заземленной нейтралью опаснее, т.к. при прикосновении к одной из фаз через человека потечет ток, который не зависит от сопротивления и емкости фаз изоляции, а определяется только внутренним сопротивлением самого человека.
При аварийном режиме работы сети с изолированной нейтралью прикосновении к аварийной фазе не является опасным для человека.