7

3.3.2017

Лабораторная работа N15

Исследование условий электробезопасности при эксплуатации оборудования класса I, подключенного к сети с заземленной нейтралью

Цель работы:

Исследование опасности поражения электрическим током и эффективности средств защиты при работе с электронным оборудованием класса I, питающимся от сети переменного тока с заземленной нейтралью.

Содержание работы:

1.Исследовать зависимость напряжения прикосновения и время его воздействия от режима работы трехфазной электрической сети с занулением.

2.Оценить эффективность зануления в различных режимах работы.

3. Сделать выводы о влиянии параметров сети, параметров электрооборудования и зануления на условия электробезопасности.

Основные положения.

Электронное оборудование относится к классу I, если оно имеет по крайней мере рабочую изоляцию и элемент для заземления или зануления. Если электронное оборудование имеет провод для подключения к электрической сети, этот провод должен иметь дополнительную зануляющую жилу, соединяющую металлические нетоковедущие части оборудования с занулящим контактом в сетевом разъеме.

Как правило, электронноеоборудование питается от сети переменного тока с заземленной нейтралью. Трехфазная четырех проводная сеть с заземленной нейтралью состоит из трех фазных проводников и четвертого проводника, соединенного с нулевой точкой источника питания, которая заземлена.¹

В качестве защитного средства от поражения человека электрическим током в такой сети применяется зануление.

Зануление- это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей (корпусов) электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением, снулевым защитным проводником(НЗП). Назначение зануления состоит в преобразовании случайного замыкания фазного провода на металлический корпус в однофазное короткое замыкание. Защитное действие от поражения током проявляется в снижении напряжения прикосновения при аварийной ситуации²и в кратковременности действия этого напряжения прикосновения из-за срабатыватывания токовой защиты, отключающей сеть от потребителя.

Величина тока короткого замыкания I_кззначительно больше номинального рабочего тока нагрузки I_ном, что обеспечивает срабатывание аварийного выключателя (АВ), либо перегорание сетевых предохранителей, и отключение поврежденного потребителя от сети. Отношение токов I_кз/I_ном нормируется для обеспечения необходимого быстродействиясистем аварийного отключения.При использовании предохранителя это соотношение должно быть более 3, а при использовании аварийного выключателя - более 1,4.

Шкала номинальных токоввАв плавких вставках силовых пpедохpанителей в сетях до 1000 В

0,15; 0,25; 1; 2; 3; 5; 6; 10; 16; 20;

25; 40; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 225; 260;

300; 350; 430; 500; 600; 700; 850; 1000

Эффективность зануленияопределяется значениемнапряжения прикосновения U_пр, существующим на корпусе в аварийном режиме (пока не сработала система защитного отключения) идлительностью времени срабатывания токовой защитыt_защ. Система защиты занулением считается эффективной, если при существующем в момент аварийной ситуации значении U_пр, имеет местоt_защ.t_доп(U_пр), где максимальное допустимое время срабатывания токовой защиты t_допявляется функцией напряжения прикосновения и определяется ГОСТ 12.1.038-82 (табл.1)

таблица 1

tдоп,с	0,08	0,1	0,2	0,3	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	>1,0
Uпр,В	650	500	250	165	100	85	70	65	55	50	36

Напряжением прикосновения U_пр является разность потенциалов между потенциалом корпуса прибора, на который произошло замыкание фазного провода, и потенциалом места, на котором стоит человек. Под потенциалом места обычно подразумевается потенциал земли, который могут иметь металлические стенды, касающиеся труб центрального отопления, токопроводящие или влажные полы и т.п., имеющие гальваническую связь с нулевой точкой трехфазной цепи.

Рис.1

Из схемы подключения корпусов 1,2,3 к НЗП (рис.1) видно, что потенциалы корпусов определяются потенциалом НЗП в месте своего зануления. При отсутствии тока в НЗП на этом проводе нет падения напряжения и все корпуса имеют потенциал нулевой точки источника питания. В аварийном режиме (например, при соприкосновении металлического корпуса 2 с одним из фазных проводов в точкекз, см. рис. 1) по участку НЗП между местом подключения аврийного корпуса к НЗП и нулевой точкой 0 источника питания протекает значительный ток короткого замыкания³I_кзПри этом имеет место изменение потенциала вдоль НЗП. Как следствие, корпуса 1 и 2 будут иметь потенциал НЗП в точке их зануления.Т.е. в аврийном режиме в одном из корпусов комплекса аппаратуры потребителя, подключенной к этому же НЗП, на всех корпусах аппаратуры возникнет напряжение прикосновения, определяемое распределением потенциала вдоль нулевого защитного проводника относительно земли. Это напряжение будет зависеть от места подключения соответствующего корпуса.