Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский государственный технологический университет

Лабораторная работа № 9

«Контроль сопротивления изоляции токоведущих частей

и заземляющего устройства»

Цель работы: ознакомиться с факторами, влияющими на опасность поражения человека электрическим током, нормативными вели-

чинами и приборами для их измерения; научиться измерять сопротивление растеканию электрического тока в заземляющих устройствах и сопротивление изоляции токоведущих частей (электропроводов, кабелей).

Приборы и оборудование: для измерения сопротивления изоляции приборы: М 101М, М 4124; для измерения сопротивления заземляющего устройства приборы: РНИ-1.1, М416, МС-08.

Выполнил:

студент факультета ТТЛП

группы ММЛ-5, V курса

Скорб С.Т.

Проверил:

Ладик Б. Р

Минск 2005

1. Общие положения

Анализ производственного травматизма показывает, что из общего числа несчастных случаев на производстве число электротравм составляет 0,5-1 %, однако среди несчастных случаев со смертельным исходом на долю электротравм приходится 20-40 %, что больше, чем по какой-либо другой причине.

Наземная электрическая изоляция различных токоведущих проводов (внутренние электрические сети, статорные обмотки электродвигателей, обмотки трансформаторов и т.п.) является основой обеспечения электробезопасности. Надежная и качественная электрическая изоляция может обеспечить 100 %-ную электробезопасность. Однако на практике электрическая изоляция может быть разрушена от механических повреждений, действия химически активной среды, повышенной температуры, неправильной эксплуатации электроустановок. При этом может появиться напряжение на корпусах, которые обычно не находятся под напряжением.

Согласно действующим Правилам, сопротивление изоляции между любым проводом и землей, а также между любыми проводами на участке, между двумя соседними предохранителями в распределительной сети напряжением до 1000В должно составлять не менее 0,5 МОм (500000 Ом).

При работе в производственном помещении особенно тщательно следует проверять пригодность выбранных проводов, способ их прокладки, осветительной арматуры, рубильников, электродвигателей и др. электрооборудования.

На практике изоляцию электрических машин напряжением свыше 1000 В рассчитывают по формуле

,

где R – сопротивление изоляции, МОм; U – напряжение, В; P – номинальная мощность, кВт.

Измерение сопротивления изоляции электрических установок производят после их монтажа, ремонта и периодически в процессе эксплуатации не реже одного раза в помещениях с повышенной опасностью и не реже двух раз в год в особо опасных помещениях.

Различают два вида поражения электрическим током: электрические травмы, результатом которых являются внешние поражения тела – ожоги, электрические знаки, электрометаллизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия, и электрический удар, связанный с поражением всего организма.

Степень поражения электрическим током определяется силой тока и путем его прохождения.

Установлено, что переменный ток величиной 0,1 А и более смертелен для человека. Величина силы тока, проходящего через тело человека, зависит в первую очередь, от приложенного напряжения и сопротивления тела человека. Сопротивление тела человека колеблется от 1000 до 100000 Ом. Для расчетов принимают величину 1000 Ом.

В табл. 9.1 приводится зависимость сопротивления тела человека от тока и приложенного напряжения.

Таблица 9.1 Зависимость сопротивления тела человека от

приложенного напряжения

Показатели	Зависимость величин
Ток, проходящий через человека, мА	1,0	6,0	65	75	100	250
Приложенное напряжение, В	6,0	18	75	80	100	175
Сопротивление тела человека, кОм	6,0	3,0	1,15	1,065	1,0	0,7

В зависимости от класса помещений по опасности поражения электрическим током устанавливается величина безопасного напряжения, при котором не требуется специальных мер защиты. Для помещений с повышенной опасностью U = 36 В, в особо опасных помещениях U = 12 В, для помещений без повышенной опасности U = 220 В. Эти величины напряжений учитывают при устройстве местного освещения, работе с ручным электроинструментом.

Наиболее опасно прохождение тока через органы дыхания и сердце. Так, отмечено, что по пути "рука - рука" через сердце проходит 3,3 % общего тока, "левая рука - ноги" – 3,7 %, "правая рука - ноги" – 6,7 %, "нога - нога" – 0,4 %, "голова - ноги" – 6,8 %,"голова - руки" – 7 %.

Корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников и др. металлические нетоковедущие части оборудования могут оказаться под напряжением при замыкании одной из фаз на корпус. Если корпус при этом не имеет контакта с землей, то прикосновение к нему также опасно, как и прикосновение к фазе.

Для предотвращения поражения от электрического тока при прикосновении к нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением, применяют различные меры защиты: заземление, зануление, защитное отключение, выравнивание потенциалов.

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью применяется защитное заземление. Защитное заземление выполняют путем преднамеренного соединения корпусов оборудования с землей. Чаще всего это стержни из угловой стали, забитые в землю вертикально и соединенные между собой под землей приваренной к ним стальной полосой (рис. 9.1).

В качестве естественных заземлителей можно также использовать водопроводные трубы и любые другие металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих газов, жидкостей, а также трубопроводов, покрытых изоляцией).

Рис. 9.1. Схема заземляющего устройства:

А – расположение заземлителей в плане

Согласно ПУЭ, для электроустановок напряжением до 1000 В при изолированной нейтрали трансформатора (генератора) сопротивление защитного заземления должно быть не более 4 Ом.

В случае пробоя одной из фаз электросети на корпус электродвигателя благодаря защитному заземлению напряжение, под которое может попасть человек, прикоснувшись к корпусу, значительно снижается. На корпусе электрического двигателя появляется напряжение, равное произведению тока замыкания на землю I₃ и сопротивления заземлителя R₃:

.

Ток однофазного замыкания на землю в сети напряжением до 1000 В обычно не превышает 10 А. Следовательно, напряжение на корпусе заземленного оборудования при замыкании составит:

.

Поэтому ток I_чел, проходящий через тело человека, тем меньше, чем меньше сопротивление заземлителя:

.

Такой ток является безопасным для человека.

2. Экспериментальная часть

Результаты измерений и выводы заносятся в таблицы 2 и 3.

Таблица 2 Результаты измерения сопротивления заземлителей

Номер заземлителя	Величина сопротивления, Ом	Выводы о качестве заземления (допустимо, недопустимо)
1	5,65	Недопустимо
2	4,8	Недопустимо
3	2,9	Допустимо

Таблица 3 Результаты измерения сопротивления изоляции проводов

Сопротивление изоляции жил кабеля относительно друг друга, МОм							Сопротивление изоляции жил кабеля относительно земли, МОм	Вывод о качестве изоляции (допустимо, недопустимо)
–	1	2	3	4	5	6
1	–	0,5	100	500	0	0,2	0,02	Недопустимо
2	0,5	–	100	400	0,5	0,7	0,5	Допустимо
3	100	100	–	500	100	500	200	Допустимо
4	500	400	500	–	400	500	400	Допустимо
5	0	0,5	100	400	–	0,2	0,01	Недопустимо
6	0,2	0,7	100	400	0,2	–	0,2	Недопустимо

Выводы по работе: при проведении лабораторной работы выявлены недопустимые значения сопротивления жил кабеля относительно земли.