37

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики

(технический университет)”

Подлежит возврату

№ 0000

Безопасность жизнедеятельности

Методические указания по выполнению

лабораторных работ

для студентов всех направлений и специальностей

МИРЭА

Москва 2010

Составители: В.С. Розанов, А.В. Трубицын

Редактор В.К. Монаков

Методические указания содержат описание четырех лабораторных работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» и предназначены для студентов всех направлений и специальностей всех форм обучения МИРЭА.

Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.

Рецензенты: А.Ф.Монахов,

Э.Б. Самгин

© МИРЭА, 2010

Общие указания

Настоящие указания являются руководством для студентов при выполнении лабораторных работ по курсу "Безопасность жизнедеятельности". Кафедрой установлен следующий порядок выполнения работ:

1. Перед началом практической работы в лаборатории студенты прослушивают инструктаж по технике безопасности, знакомятся с инструкцией по безопасности пребывания в лаборатории и выполнения лабораторных работ и расписываются в контрольном листе по технике безопасности.

2. Студенты знакомятся с теорией и методами исследования параметров безопасности по рекомендованной литературе, лекциям и настоящему руководству, и, по указанию преподавателя, приступают к выполнению лабораторной работы.

3. Результаты, полученные студентами в процессе измерений по каждой выполненной лабораторной работе, проверяются и утверждаются преподавателем. Тетради черновых записей бригады с указанными на них фамилиями студентов и утвержденными числовыми результатами экспериментов должны представляться студентами на зачет совместно с чистовыми отчетами по лабораторным работам.

4. Отчет по лабораторным работам составляется индивидуально каждым студентом. В отчет включаются принципиальные схемы, результаты измерений и расчетов, графики по полученным данным, выводы по сопоставлению измеренных значений параметров с расчетными.

В заключение приводятся выводы по каждой выполненной лабораторной работе и письменные ответы на контрольные вопросы. Более подробные требования к оформлению и содержанию отчетов приведены в конце каждого раздела по выполнению лабораторной работы.

5. По материалам лабораторных работ студенты сдают зачет после выполнения всех работ.

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРООПАСНОСТИ

ТРЁХФАЗНЫХ СЕТЕЙ.

1. Цель работы

Изучить используемые в промышленности трехфазные схемы питания потребителей. Ознакомиться с возможными вариантами однофазных включений человека в электрическую сеть и методикой оценки опасности таких включений. Изучить критерии электробезопасности.

2. Сведения из теории

Для питания электропотребителей используется два вида трехфазных сетей: а) с изолированной от земли нейтралью источника питания; б) с заземленной нейтралью.

Опасность поражения человека при однофазном прикосновении в сети с изолированной нейтралью обусловлена распределенными по длине линий параметрами - активной (g_из) и емкостной (b) проводимостями проводов относительно земли.

где R_из - сопротивление изоляции фазного провода относительно земли, Ом;

ω = 2πf - угловая частота сети, рад/с (f = 50 Гц);

C_ф - емкость фазного провода относительно земли, Ф.

Ток через тело человека с сопротивлением Rh замыкается по этим проводимостям на источник питания с фазным напряжением U_ф (рис. 1а). В сети с заземленной нейтралью ток, протекающий через тело человека, замыкается в основном по цепи через сопротивление рабочего заземлителя R₀ (рис. 2а).

Рис.1. Трехфазная сеть с изолированной нейтралью (IT):

а - однофазное прикосновение человека;

б - сопротивление изоляции фаз относительно земли

Рис.2. Трехфазная сеть с заземленной нейтралью (TT):

а - однофазное прикосновение человека;

б - сопротивление изоляции фаз относительно земли

Для расчета тока через тело человека I_h используются следующие формулы:

1. В сети с изолированной нейтралью в симметричном режиме, когда сопротивления изоляции и емкости всех трех фаз относительно земли одинаковы

, (1)

где R_из - сопротивление изоляции фазного провода относительно земли, Ом;

R_h - сопротивление тела человека, Ом;

С_ф - емкость фазного провода относительно земли, Ф;

ω - частота сети, рад/с.

Частные случаи этого режима:

а). Емкости проводов незначительны (С_ф —> 0 при малой длине поводов)

(2)

б). Сопротивление изоляции очень высокое ( Rиз —> ∞ )

(3)

2. В сети с изолированной нейтралью в несимметричном режиме при прикосновении к фазе ”а”

(4)

где g_a, g_b, g_c - проводимости изоляции фаз, См;

g_h - проводимость тела человека, См.

3. В сети с заземленной нейтралью (рис. 16) приближенное значение тока (не учитывается составляющая тока через I_h, определяемая активной и емкостной проводимостями проводов относительно земли)

(5)

Правила устройства электроустановок ограничивают значение R_o. В сети с напряжением 380/220 В это сопротивление не должно быть более 4 Ом.

Для оценки опасности полученных в результате расчетов значений тока I_h необходимо воспользоваться критериями электробезопасности, которые установлены ГОСТ 12.1.038-82 (см. таблицу 2):

1. Предельно-допустимые значения напряжений прикосновения, U_{пр. доп}., В;

2. Предельно-допустимые значения токов через человека, I_h.доп., мА;

3. Длительность протекания тока через человека, t_доп., С.