Министерство образования и науки российской федерации

_______________

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТНОГО ЗАНУЛЕНИЯ

Методические указания к лабораторной работе № 6

по курсу «Безопасность жизнедеятельности»

ПЕНЗА 2013

УДК

П

Работа содержит необходимую терминологию, теоретические основы, методики определения параметров. В заключении даны контрольные вопросы для самостоятельной проверки усвоения теоретического материала.

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей и форм обучения, а также могут быть использованы для выполнения научно-исследовательских студенческих работ.

Ил. 2, табл. 2, библиогр. 3 назв.

Автор-составитель:к.т.н., доцент Д.П. Грузин.

Научный редактор:д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Техносферная безопасность» Н. Н. Вершинин

Рецензент:д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Защита в чрезвычайных ситуациях» ПФ РГУ ИТП В. А. Казаков

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ 3

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 4

II.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 6

2.1. Описание лабораторного стенда 6

2.2. Содержание работы 8

2.3. Порядок выполнения работы 9

2.4. Содержание отчета 11

Контрольные вопросы и примеры 12

Литература 13

Приложение 1 14

Приложение 2 14

Приложение 3 15

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе № 6

по курсу «Безопасность жизнедеятельности»

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТНОГО ЗАНУЛЕНИЯ

Цель работы– Оценкаэффективности действия защитного зануления в трехфазной пяти-проводной сети с заземленной нейтралью напряжение до 1000 В.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В настоящее время основной системой электроснабжения потребителей напряжением до 1000 В в России является система с глухозаземленной нейтралью. Одним из эффективных средств защиты человека от поражения электрическим током при такой системе электроснабжения является защитное зануление.

Защитное зануление– преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником (PEпроводник)) металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус.

Замыкание на корпусслучайный электрический контакт между токоведущими частями электроустановок (фазный провод) и открытыми проводящими частями электроустановки (металлический корпус).

Нейтраль – общая точка соединенных в звезду обмоток (элементов электрообрудования).

Глухозаземленная нейтраль– нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных сетях постоянного тока.

Принцип действия защитного зануленияоснован на превращении замыкания фазы на корпус в однофазное короткое замыкание, т.е. замыкание между фазным и нулевым защитным проводником с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание элементов защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети. В качестве элементов защиты используются плавкие предохранители (Пр.) и автоматические выключатели, устанавливаемые в цепь питания потребителей энергии. Принципиальная схема зануленного электрооборудования показана на рис. 1.

Если корпус электроустановки не занулен(в точкек(рис.1)разрыв), и он оказался в контакте с фазным проводником, то прикосновение человека к такому корпусу равносильно прикосновению к фазному проводнику.В этом случае ток, проходящий через человека (I_h), будет определяться по формуле (без учета реактивных составляющих, что характерно для молопротяженных сетей и при отсутствии падения напряжения на сопротивлении основания, на котором стоит человек ):

(1)

где U_ф– напряжение фазы;R_h=1000 Ом – сопротивление тела человека;R_об– сопротивление обуви человека, Ом;R_пол– сопротивление пола, Ом;R₀сопротивление заземления нейтрали, Ом.

Рис.1. Принципиальная схема зануления

Если же корпус электроустановки занулен, то при замыкании на него фазного проводника (рис.1) образуется контур, состоящий из электрической цепи источника тока, фазного и нулевого защитного проводников. Такой контур принято называть петлей «фаза-нуль». Ток короткого замыкания в этом контуре зависит от напряжения в источнике и полного сопротивления петли «фаза-нуль», в которую входят сопротивления – обмотки силового трансформатора, фазного и нулевого проводников, контактов автоматических выключателей, пускателей и т.п. При этом напряжение (U_з) на корпусе зануленного оборудования до момента срабатывания токовой защиты определяется по формуле:

(2)

где I_к.з.– ток короткого замыкания;Z_н.п.– полное сопротивление нулевого провода, принимаемое равным активному сопротивлению нулевого проводаR_н.п..

Ток, проходящий через тело человека (Ih) в момент касания к корпусу зануленного оборудования, находящегося под напряжением определяется по формуле:

(3)

где U_з– напряжение на корпусе зануленного оборудования;R_h=1000 Ом – сопротивление тела человека;R_об– сопротивление обуви человека, Ом;R_пол– сопротивление пола, Ом.

Эффективность действия защитного зануления определяется соотношением величины тока протекающего через тело человека и временем протекания этого тока (временем срабатывания токовой защиты).