Лабораторная работа №2(1)
.DOCМинистерство образования Российской Федерации
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ "ЛЭТИ"
ИМЕНИ В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, 5.
Кафедра безопасности жизнедеятельности
______________________
«__» ____________2004 г.
ОТЧЁТ
по лабораторной работе №2
Исследование условий безопасности в трехфазных четырехпроводных сетях с заземленной нейтралью
|
Студенты группы 9811 ________________
|
Кокорин В.С. Закусов С.Б. Жильцова Д.Н. |
2004
Цель работы: изучить способы защиты от поражения током.
Исследуемые закономерности. В работе количественно оценивается напряжение, под которым окажется человек при однофазном прикосновении к исправной и неисправной сети, изучаются опасности, возникающие при заземлении корпусов приемников электроэнергии, изучаются принципы действия зануления корпусов и рассматриваются различные случаи выноса опасного потенциала при неправильном выполнении зануления.
Экспериментальная установка. Работа выполняется на лабораторном стенде № 2, имитирующем трехфазную четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью напряжением 380/220 В.
|
Элемент |
Имитирует |
|
R0 = 4 Ом |
Сопротивление заземления нейтрали О источника электроэнергии. |
|
ra, rb, rc |
Сопротивления изоляции фаз сети (5 или 150 кОм). |
|
Rзам |
Сопротивление замыкания фазы “с” на землю (50 или 100 Ом). |
|
Rповт = 10 Ом |
Повторное заземление нулевого провода. |
|
Н |
Осветительная нагрузка. |
|
Rз |
Сопротивление заземления корпуса К3 (4 Ом или 100 Ом). |
Принципиальная схема:
Нормальная работа:
Протокол измерений и краткие выводы.
|
Значения сопротивлений |
Напряжения фаз и корпусов относительно земли, В. |
|
|||||||||
|
ra, кОм |
rb, кОм |
rc, кОм |
Rзам, Ом |
Rз, Ом |
Uс-з |
Ub-з |
Ua-з |
Ur1 (U0) |
Ur2 |
Ur3 / Uпр |
Примечание |
|
Оценка напряжений при однофазном прикосновении. |
|||||||||||
|
5 |
5 |
5 |
0 |
0 |
24 |
24 |
23 |
0 |
0 |
22,3 |
Рис. 2. |
|
150 |
150 |
150 |
0 |
0 |
23,9 |
24,2 |
22,5 |
0 |
0 |
22,2 |
|
|
150 |
150 |
150 |
50 |
0 |
12,4 |
31,1 |
30,6 |
10 |
10 |
30 |
Рис. 3 |
|
150 |
150 |
150 |
100 |
0 |
22 |
25 |
24 |
1 |
0,8 |
23,5 |
Рис. 4. |
|
Наблюдение: чем меньше сопротивление замыкания фазы “с” на землю, тем существенно опаснее напряжение прикосновения к фазе “а”. |
|||||||||||
|
Оценка опасности заземления корпусов электроприемников. |
|||||||||||
|
5 |
5 |
5 |
0 |
4 |
32,5 |
33 |
10 |
12,2 |
|
10 |
Рис. 5. |
|
5 |
5 |
5 |
0 |
100 |
25 |
25,8 |
20,2 |
2 |
|
20 |
Рис. 6. |
|
Наблюдение: защитное заземление корпуса может быть весьма опасным, особенно в случае, если сопротивление заземления больше R0, а на заземленный корпус замыкается фаза. |
|||||||||||
|
Изучение действия принципа зануления. |
|||||||||||
|
Наблюдение: при замыкании фазы “а” на зануленный корпус К1 убедились в автоматическом снятии напряжения со стенда. |
|||||||||||
|
Вынос потенциала при неисправном или неправильно выполненном занулении. |
|||||||||||
|
Неисправность 1. Замыкание на зануленный корпус 1 через дополнительное сопротивление, имитирующее увеличение длины питающих проводов. |
|||||||||||
|
5 |
5 |
5 |
0 |
0 |
23,2 |
24 |
23,5 |
16,3 |
16,2 |
|
|
|
Наблюдение: убедились в наличии опасных потенциалов на корпусах 1 и 2. |
|||||||||||
|
Неисправность 2. Выключатель нагрузки установлен не в фазном а в нулевом проводе. |
|||||||||||
|
Состояние “выключено”. |
23 |
24 |
23,5 |
0 |
23 |
|
|
||||
|
Состояние “включено” |
|
|
|
5 |
11,2 |
|
|
||||
|
Неисправность 3. Корпуса К1 и К2 занулены, а корпус К3 — заземлен. Фаза “а” замкнута на корпус К3. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
32 |
33 |
10 |
12 |
12 |
10 |
Рис. 7. |
|
|
|
|
|
100 |
24,8 |
25 |
21 |
1,5 |
1,5 |
20 |
Рис. 8. |
|
Неисправность 4. Обрыв цепи заземления нейтрали источника при замыкании одной из фаз на землю. |
|||||||||||
|
Без включеноого повторного заземления. |
50 |
0 |
0 |
42 |
41,5 |
23,5 |
23,1 |
|
Рис. 9. |
||
|
С включенным повторным заземлением. |
50 |
0 |
7,1 |
34,8 |
34,8 |
15 |
15 |
|
Рис. 10. |
||
|
Уменьшение напряжения на зануленных корпусах происходит благодяря цепи повторного заземления. |
|||||||||||
Оценка напряжений при однофазном прикосновении.
Оценка опасности заземления корпусов электроприемников.
Изучение действия принципа зануления.
Вынос потенциала при неисправном или неправильно выполненном занулении.
Неисправность 1.
Неисправность 2.
Причина возникновения большого потенциала на корпусе 2 в том, что он заземляется той частью нулевого провода, которая отключена выключателем S5, потому распространяется потенциал источника питания по “висящим” проводам.
Небольшой потенциал на корпусе 1 — это падение напряжения на сопротивлении R0.
Неисправность 3.
Неисправность 4.
Заключение.
В трёхфазных четырехпроводных сетях с заземленной нейтралью действенной защитой от поражения током при замыкании фазы на корпус является зануление корпусов электроприборов. Опасна установка выключателя нагрузки не на фазном, а на нулевом проводе, особенно при отсутствии или повреждении повторного заземления нулевого провода. В таких сетях заземление корпусов электроприборов неэффективно и лишь увеличивает вероятность поражения током. Но в любом случае при однофазном прикосновении ток, протекающий через тело человека, опасен для жизни, поэтому указанные выше меры не отменяют контроль изоляции сетей, правила техники безопасности при работе с электроприборами и т.д.