Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Производственная безопасность. Ч. 2. Практикум
.pdf
.
Ответ: 1) 20 мА; 2) 220 мА.
Часть 3 Оценка опасности поражения током
Цель занятия: проанализировать опасность поражения током в
однофазных и трехфазных электрических сетях переменного тока напряжением
до 1000 В. Изучить технические способы защиты от данного поражения.
Задание и порядок выполнения
1. На основе формул, приведенных в методических указаниях решить
задачи.
2. Сделать соответствующие выводы.
Оценка опасности поражения током в трехфазных электрических сетях
с изолированной нетралью
1. В мастерской из-за большой влажности ухудшилась изоляция
проводов. Найти величину тока Ih,протекающего через тело человека,
прикоснувшегося к оголившемуся участку фазного провода (нарисовать схему).
Условия задачи:
а)Uс= 220В, R
б) Uс= 220В, R
=80 кОм, R
из1
=100 кОм, R
из1
=100 кОм.
из2
=80 кОм.
из2
Сравнить результаты вычислений условий а) и б)
2. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека,
прикоснувшегося к одному из фазных проводов электрической трехфазной сети
с изолированной нетралью (нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 220/380В,
R
из1
= R
из2
= R
=500 кОм.
из3
3. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека,
прикоснувшегося к одному из фазных проводов электрической трехфазной сети
с изолированной нетралью при замыкании одного фазного провода на землю
(нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 220/380В,
R
из1
= R
= 500 кОм, R
из2
= 100 Ом.
зам3
4. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека, коснувшегося
корпуса электроустановки при замыкании одного из фазных проводов
21
трехфазной сети с изолированной нетралью на корпус электроустановки
(нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 220/380В,
R
из1
= R
из2
= R
=500 кОм.
из3
5. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека,
прикоснувшегося к первому из фазных проводов электрической трехфазной
сети с изолированной нетралью. Сопротивление изоляции второго фазного
провода снизилась до значения 19 кОм (нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 220/380В,
R
из1
= R
= =500 кОм, R
из2
= 19 кОм.
из3
6. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека,
прикоснувшегося к одному из фазных проводов электрической трехфазной сети
с изолированной нетралью при замыкании одного фазного провода на корпус
электроустановки, электроустановка заземлена (нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 220/380В,
R
из1
= R
= =500 кОм,
из2
а) Rз= 4 Ом, б) Rз= 10 Ом
7. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека,
прикоснувшегося к одному из фазных проводов электрической трехфазной сети
с изолированной нетралью при замыкании одного фазного провода на корпус
электроустановки и замыкании фазы на землю (нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 220/380В,
R
из1
= R
= =500 кОм,
из2
Rз= 10 Ом,
Rзм= 100 Ом
8. Определить напряжение на корпусах заземленных
электроустановок при наличии замыкания разных фаз на корпуса
электроустановок. Каждая электроустановка имеет свое зазмление (нарисовать
схему).
Условия задачи:
Сеть 380/220В;
Rз1=10 Ом; Rз2=4 Ом;
Rиз1=Rиз2=Rиз3=500 кОм
Оценка опасности поражения током в однофазных сетях с заземленным
выводом и трехфазных 3-проводных электрических сетях
с заземленной нейтралью
22
1. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека, прикоснувшегося к
одному из фазных проводов электрической однофазной сети с заземленным
проводом (нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 380/220В,
Uл= 220В,
R0=8 Ом.
2. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека, прикоснувшегося к
заземленной электроустановке и наличие аварийного режима электроустановки
(нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 380/220В,
R0=8 Ом
Rз= 10 Ом
Оценка опасности поражения током в трехфазных 4-х проводных
электрических сетях с заземленной нейтралью (изолированной нейтралью)
1. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека, коснувшегося
корпуса электроустановки трехфазной 4-х проводной электрической сети
(нейтраль заземлена) при замыкании одного фазного провода на землю
(нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 380/220В,
R0= 4 Ом,
R
= 100 Ом
зам
2. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека, коснувшегося
корпуса электроустановки трехфазной 4-х проводной электрической сети
(нейтраль заземлена) при замыкании одного фазного провода на корпус
электроустановки, установка заземлена (нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 380/220В,
R0= 4 Ом,
Rз= 4 Ом
3. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека, коснувшегося
корпуса электроустановки трехфазной 4-х проводной электрической сети
(нейтраль изолирована от земли) при замыкании одного фазного провода на
землю (нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 380/220В,
R
= 100 Ом.
зам
23
,
R
U
4. Вычислить ток Ih, протекающий через тело человека, трехфазной
4-х проводной электрической сети с заземленной нейтралью при замыкании
фазы на корпус электроустановки (нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 380/220В,
R
= 1 Ом
ф.п.
R
= 1 Ом
нзп.
5. Определить напряжение на корпусах электроустановок при обрыве
нулевого защитного повода (НЗП) и наличии повторного заземления НЗП при
замыкании фазы на корпус электроустановки, находящейся за местом обрыва
НЗП(сеть с заземленной нейтралью, нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 380/220В,
Rн= 10 Ом
6. Определить напряжение на корпусе электроустановки в трехфазной
4-х проводной электрической сети (нейтраль заземлена) и наличии повторного
заземления НЗП при замыкании фазного провода на землю (нарисовать схему).
Условия задачи:
Сеть 380/220В,
R
= 100 Ом
зам
R
= 100 Ом
ннзп
Методические указания к выполнению задания
Известно, что электрическая энергия удобнее и безопаснее любой другой
из известных форм энергий. Однако при ее использовании существует
определенная вероятность поражения человека током.
Все случаи поражения человека током являются результатом замыкания
электрической цепи через тело человека, или, иначе говоря, результатом
прикосновения человека к двум точкам цепи, между которыми существует
напряжение.
Опасность такого прикосновения оценивается силой тока
(Ih),проходящего через тело человека. Величина силы тока определяется из
закона Ома по формуле (3.1):
(3.1)
где U- напряжение, под которое попал человек, В;
R – полное сопротивление участка цепи, элементом которой стал
человек.
24
Из формулы (3.1) видно, что сила тока зависит от двух величин –
напряжения и сопротивления. Степень поражения человека зависит от
величины тока протекающего через тело человека
Наиболее широко используются сети трехфазные четырехпроводные с
глухозаземленной нетралью и трехфазные трехпроводные с изолированной
нетралью.
Глухозаземленной нетралью называется нетраль трансформатора или
генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или
через малое сопротивление.
Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или
генератора, не присоединенная к заземляющему устройству, или
присоединенная через аппараты, компенсирующие емкостный ток в сети, или
другие аппараты, имеющие большое сопротивление.
Прикосновение к токоведущим элементам может быть однофазным
(однополюсным) и двухфазным (двухполюсным) (рис 13 а, б, в).
Рис.13 Прикосновение к токоведущим элементам
Однофазное включение – это прикосновение к одной фазе сети
(рис. 13. б, в).
При этом электрическая цепь тока, проходящего через человека,
включена в себя, кроме сопротивления тела человека (Rh), также
сопротивление пола (r
), сопротивление (rоб) и сопротивление
пол
заземления нейтрали источника тока (r0).
В случае прикосновения человека к фазному проводу трехфазной
сети с глухозаземленной нейтралью
25
,
0 обполh
ф
h
rrrR
U
(3.2)
,
3
обпол
из
h
ф
h
rr
r
R
U
,
*3
h
л
h
h
R
U
R
Uф
R
U
ф
ф
ф
Rиз
Rиз
Rиз
Uф
Uл
Ih
Rз
Iз
Ih
где Uф-фазное напряжение, В
Uл – линейное напряжение, В.
В случае прикосновения человека к фазному проводу трехфазной
сети с изолированное нейтралью ток рассчитывают по формуле
(3.3.)будет:
(3.3)
где, rиз – сопротивление изоляции проводов относительно земли.
Двухфазное включение – это одновременное прикосновение к двум
фазам электроустановки, находящейся под напряжением (рис 2.1а). При этом
человек находится под линейным напряжением, которое в √3 раза больше
фазного. Такое включение наиболее опасно. Силу тока, проходящего через тело
человека, определяют при этом соотношением:
(3.4)
где обозначения те же.
Рис. 14. Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью
26
Рис. 15 Трехфазная трехпроводная сеть с заземленной нейтралью
Часть 4 Анализ электробезопасности в трехфазных трехпроводных сетях
(лабораторный практикум)
Цель работы: Выяснить зависимость электробезопасности от режима
нейтрали, сопротивления изоляции фаз, защитного заземления,
сопротивления пола и обуви.
Содержание работы:
Определить на лабораторном стенде ток, протекающий через тело
человека, в зависимости от сопротивления изоляции проводов сети,
сопротивлений пола, обуви при наличии и отсутствии защитного заземления
электроустановки и заземления нейтрали.
Для двух режимов работы сети:
а) нормальный режим;
б) аварийный режим.
Отчѐт по работе должен содержать результаты измерений,
эквивалентные схемы к каждому опыту, краткие выводы.
Описание установки (стенда)
Сопротивление изоляции фаз « А» и «В» постоянно и равно 10кОм (R
= R
). Сопротивление изоляции фазы «С» меняется переключателем В6
изБ
(10кОм. 1кОМ, 0,1кОм, 0кОм).
Сопротивление изоляции материалов пола и обуви коммутируются
тумблерами 1 – 10.
В схеме применено 3-х фазное пониженное напряжение 19/11В при
реальном напряжении сети 380/220В. Поэтому для определения реальных
значений напряжений данные, полученные в экспериментах , надо умножить
на коэффициент К=20. Значения сопротивлений в схеме даны реальные и
пересчѐта не требуют.
изА
27
Uhр =K*Uh
Сопротивление изоляции проводов
Показания вольтметров (В)
Rиз1 кОм
Rиз2 кОм
Rиз3 кОм
V1A
V2B
V3C
10
10
10 10
10 1
10
10
0,1
10
10 0
Ihр = Uhр/Rh (Rh - сопротивление тела человека равно 1000Ом).
Тумблер В1 – включение сети;
Тумблер В2 – заземление нейтрали;
Тумблер В3 – заземление корпуса электроустановки;
Тумблер В4 – прикосновение человека к корпусу установки;
Тумблер В5 – замыкание фазы на корпус установки;
Тумблер В6 – изменение ступенями сопротивление изоляции фазы «С».
Для контроля состояния сопротивления изоляции проводов сети по
отношению к земле установлены три вольтметра (V1, V2, V3), включенные
по схеме «звезда» с заземлѐнной средней точкой (тумблер В7).
Для измерения поражающего напряжения (Uh), приложенного к телу
человека, используется ламповый вольтметр.
Опыт № 1. Непрерывный контроль сопротивления изоляции фаз в сети с
изолированной нейтралью.
Условия опыта: тумблеры В1 и В7 включены, вольтметры V1, V2, V3.
включены между фазами и землѐй. R1, R2 , R3 сопротивления изоляции фаз
Все остальные тумблеры должны быть отключены. Если сопротивление
изоляции всех проводов сети одинаковые, то каждый из вольтметров будет
показывать фазное напряжение сети. При снижении сопротивления изоляции
фазы «С» будет уменьшаться показание вольтметра V3, показания
вольтметров V1 и V2 будут увеличиваться. Полученные результаты занести
в таблицу 1.
Таблица 1
.
Опыт №2. Однофазное включение человека в сеть с изолированной
нейтралью.
Условия опыта: нейтраль сети изолирована (В2-«Откл.»), В7-«Откл.» R
=10кОм.
Сопротивление изоляции фазы «С» снижается до нуля. Человек, стоя на
мокром асфальте (Rп=0) и без обуви (Rоб=0), касается корпуса установки,
находящейся под напряжением. Тумблеры В4 и В5 в положении «Вкл.», корпус
электроустановки не заземлѐн (В3-«Откл.»). Милливольтметр В3-38 подключен
к гнезду «Измер.» и показывает напряжение прикосновения Uh.
28
из1
=R
из2
Результаты занести в таблицу 2. Начертить схему включения человека в
сеть.
Опыт№3. Определить влияние сопротивления пола и обуви на величину
поражающего тока (по выбору не более двух случаев).
Применение для покрытия пола материала с большим удельным
сопротивлением, а так же обуви с подошвой из хорошего изолирующего
материала может служить одной из радикальных мер повышения
электробезопасности (В4,В5) включены.
Условия опыта: нейтраль сети изолирована, корпус оборудования не
заземлѐн, сопротивление изоляции фазы «С» равно нулю.
а) Rоб=0, R
б) R
= 0, Rоб – по выбору.
пола
- по выбору.
пола
Измеренное напряжение прикосновения «Uh» занести в таблицу №2.
Опыт №4. Защитное действие заземления корпуса электроустановки.
Схему опыта №2 дополнить заземлением корпуса электроустановки, (тумблер
В3 включить). Происходит пробой изоляции фазы «А» на корпус
электроустановки и одновременно снижается сопротивление изоляции фазы
«С» (замыкание на землю).
Данные Uh занести в таблицу №2. Начертить схему включения человека в
сеть.
Опыт №5. Анализ опасности поражения током в трѐхфазной сети с
глухозаземлѐнной нейтралью.
Условия опыта: а) нейтраль заземлена (тумблер В2 в положении «Вкл»),
установка не заземлена (тумблер В3 – отключен).
Сопротивление изоляции фазы «С» меняется от 10кОма до нуля.
Сопротивления изоляции пола и обуви равны нулю. Человек касается
корпуса электроустановки (тумблеры В5 и В4 включены). Измерить
напряжение прикосновения (Uh) и снять показания амперметра.
б) нейтраль заземлена, корпус электроустановки заземлѐн (В3) включѐн.
Измерить напряжение прикосновения и снять показания амперметра.
Сопротивление изоляции фазы «С» меняется от 10кОм до нуля.
Сравнить результаты опыта 5(а) с результатами опыта 2, а результаты
опыта 5(б) с результатом опыта 4.
Результаты занести в таблицу 2. Начертить схему к этому опыту.
29
Таблица 2
№
№
опы
та
Сопротивление
изоляции, кОм
Пок
азан
ие
амп
ерм
етра
, А
Пока
зани
е В3-
38
(В)
Ток
Ih,
(А)
Пол
Обувь
Показание
вольтметров
, В
Rиз
А
Rиз
B
Rиз
C
I0
Uhр
Uре-
альн
ое
Ih
Мат
ериа
л
Rпо
ла,
кОм
Мат
ериа
л
Rоб
уви,
кОм
V1
/U
p
V2
/U
р
V3
/U
р
2
10
10
10 -
Мок
рый
асфа
льт
0
без
обув
и
0
10
10 1 - 10
10
0,1
-
10
10 0 -
3
10
10 0 -
Мок
рый
асфа
льт
0
10
10 0 -
10
10 0 -
без
обув
и
0
10
10 0 -
4
10
10
10 -
Мок
рый
асфа
льт
0
без
обув
и
0
10
10 1 -
10
10
0,1
-
10
10 0 -
5а
10
10
10
Мок
рый
асфа
льт
0
без
обув
и
0
10
10 1
10
10
0,1
10
10 0
5б
10
10
10
Мок
рый
асфа
льт
0
без
обув
и
0
10
10 1
10
10
0,1
10
10 0
Электрический ток является одним из наиболее распространенных
факторов, приводящих к тяжелым травмам со смертельным исходом. В то же
время большое число легких, не требующих врачебной помощи, травм от
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]