Содержание отчета о лабораторной работе

Представить в виде таблиц обработанные результаты измерений, привести принципиальные схемы, поясняющие сущность выполненных экспериментов. Сделать заключение, обобщающее выводы по разделам выполненной работы.

Лабораторные работы по теме «электробезопасность»

Прежде чем начать выполнение работы, каждый студент должен пройти инструктаж по охране труда. Инструктаж по охране труда проводит преподаватель перед началом лабораторных работ, после чего студент расписывается в журнале инструктажа.

Приступать к выполнению лабораторной работы можно после ознакомления с описанием и с разрешения лаборанта.

Особые указания.

Питание стенда осуществляется от сети трехфазного тока напряжением 380 В, опасным для жизни человека.

При случайном появлении напряжения на корпусе лабораторного стенда электробезопасность обеспечивается занулением установки.

Подача напряжения осуществляется включением тумблера «Сеть», при этом должны загореться лампочки сигнализации наличия напряжения.

После окончания работы выключить стенд тумблером ,,Вкл-Выкл’’

При обнаружении неполадок отключить стенд от сети и сообщить лаборанту.

Теоретическая часть

1. Причины производственного электротравматизма

Электротравма – травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги.

Электротравмы составляют около 30% общего числа всех травм на энергодобывающих производствах; среди всех отраслей промышленности на них приходится 2,5% всех травм.

Анализ смертельных несчастных случаев на производстве показывает, что на долю поражений электрическим током приходится до 40%, а в энергетике – до 60%. Большая часть смертельных случаев, обусловленных поражением электрическим током (80%), приходится на электроустановки напряжением до 1000 В [ ].

Причины электротравматизма подразделяются на 4 вида [ ]:

– технические;

– организационно-технические;

– организационные;

– организационно-социальные (рис.1).

Рис. 1. Причины электротравм

2. Классификация сетей. Схемы включения человека в сеть

Электроустановки, и в том числе электрические сети, по условиям электробезопасности разделяют на два класса: до 1 кВ и вы­ше 1 кВ [ ].

Подача электроэнергии к потребителям осуществляется, как правило, по линиям высокого напряжения (более 1 кВ), которое затем понижается с помощью трехфазных трансформаторов до напряжения менее 1 кВ. От вторичных обмоток трансформаторов питаются местные электросети промышленного и бытового назначения.

Вторичные обмотки трехфазных трансформаторов, соединенные в звезду, образуют общую точку – нейтраль. Если нейтраль присоединена к заземлителю непосредственно или через малое сопротивление (рис. 2), то ее называют глухозаземленной. Проводник, присоединенный к глухозаземленной нейтрали, называют нулевым (обозначается буквой N₀ если он рабочий, и PEN, если рабочий и защитный одновременно). Наряду с этим нейтраль может быть изолированной от земли (рис. 3), т. е. не присоединенной к заземлителю или присоединенной через большое сопротивление. Таким образом, трехфазная сеть до 1 кВ в зависимости от режима нейтрали источника тока, а также от наличия нулевого проводника может быть четырехпроводной с глухозаземленной нейтралью (см. рис. 2) или трехпроводной с изолированной нейтралью (см. рис. 3).

Рис. 2 Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью: а и б – однофазное прикосновение; в – двухфазное прикосновение; ОН – осветительная нагрузка; СН – силовая нагрузка

На обмотках трансформатора, а также между каждым фазным проводником А, В, С и землей (или нулевым проводником N) действует фазное напряжение U_ф , а между фазными проводниками – линейное U_л. В четырехпроводной сети приняты следующие номинальные значения: U_л/U_ф: 220/127, 380/220, 660/380 В, а в трехпроводной –U_л: 36, 42, 127, 220, 380, 660 В.

Рис. 3 Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью: a, б – однофазное прикосновение; в – двухфазное прикосновение

Распределенные по длине проводников А, В, С, N активное сопротивление изоляции и емкость каждого из них относительно земли на схемах сетей условно представлены сосредоточенными элементами R и С с соответствующими индексами. Индуктивной составляющей сопротивления изоляции обычно пренебрегают по причине ее незначительности.

В случае прикосновения человека к фазному проводу сети или к корпусу оборудования, например при пробое изоляции (вариан­ты а и б на рис. 2 и 3), через тело человека на землю проходит ток, который затем через землю, сопротивления изоляции провод­ников и заземление нейтрали (при ее наличии) возвращается к ис­точнику питания (обмоткам трансформатора). Такое прикоснове­ние называется однофазным. Реже на практике реализуется двухфазное включение человека в цепь тока (вариант в).

Тяжесть поражения зависит от значения тока, пути протекания его через тело человека, длительности воздействия, индивидуальных особенностей человека и некоторых других факторов.

Допустимые значения тока проходящего через человека по пути «рука – рука» или «рука – ноги», и напряжения прикосновения (напряжения, приложенного непосредственно к телу челове­ка) и в зависимости от продолжительности воздействия τ указа­ны в ГОСТ 12.1.038-82. Некоторые значения этих величин применительно к производственным электроустановкам напряже­нием до 1 кВ приведены ниже.

τ, с 0,01-0,08 0,1 0,2 0,3 0,5 0,7 1,0 Более 1,0

U_пр, В 650 500 250 165 100 70 50 36

I_h, мА 650 500 250 165 100 70 50 6

Указанные значения , и τ позволяют оценивать опасность поражения и разрабатывать средства защиты (зануление, защитное заземление, защитное отключение и др.).

Анализ опасности электрических сетей сводится к определе­нию тока, проходящего через тело человека:

, (1)

где – напряжение между точками 1 и 2, с которыми соприкасается человек непосредственно или через некоторые промежу­точные элементы; – сопротивление в цепи тела человека.

При двухфазном прикосновении:

и . (2)

В этом случае ток определяется линейным напряжением и сопротивлением и практически не зависит от режима нейтрали сети. Достаточное увеличение (например, при использовании диэлектрических перчаток) позволяет избежать поражения. В противном случае Ом и при В достигнет значения 380 мА, что при τ > 0,1 с весьма опасно.

При однофазном прикосновении, если человек обут и стоит на каком-либо основании:

, (3)

где , и – сопротивления тела человека, обуви и основания соответственно.

Ток , зависит от сопротивления и параметров электрической сети. Ниже получены зависимости для вычисления в трехфазных сетях напряжением до 1 кВ с различным режимом нейтрали.