Санкт-Петербургский

Государственный электротехнический университет

Отчет

по лабораторной работе №2

«Исследование условий электробезопасности в трёхфазных четырехпроводных сетей с заземленной нейтралью»

Выполнил: XXX

Группа:0331

Факультет КТИ

Санкт-Петербург

2000г.

Цель работы: изучить способы защиты от поражения током.

Общие сведения. Трехфазные четырехпроводные сети с заземленной нейтралью — наиболее часто применяемый в на­родном хозяйстве вид электрических сетей. Такие сети име­ют большое экономическое преимущество: наряду с трехфаз­ными приемниками напряжением 380 В (станки, насосы, вен­тиляторы и пр. силовое оборудование) от них могут получать питание без применения трансформаторов и однофазные при­емники напряжением 220 В (сети освещения, переносные потребители и т. п.). С точки зрения электробезопасности дан­ная сеть является не лучшей, так как в ней может создавать­ся целый ряд опасных ситуаций. Именно в таких сетях воз­никает большинство электротравм.

К наиболее опасным относится режим однофазного при­косновения, когда человек касается какой-либо токоведущсй части (нарушает правила техники безопасности) или корпуса приемника электроэнергии, не зная о том, что в нем есть не­исправность типа замыкания фазы на корпус (здесь он пра­вил техники безопасности не нарушает). Такой режим показан на рис. 1, где через а, b, с, 0 обозначены фазные провода и нулевой провод сети, R₀ — сопротивление заземления ней­трали 0 источника электроэнергии, r_а, r_b, r_с — сопротивления изоляции фаз, R_h = l кОм — сопротивление тела человека, O₁—точка с потенциалом земли. В сетях напряжением 380/220 В согласно действующим нормам R<4 Ом, т. е. всегда сопротивление R₀ существенно меньше сопротивлений изоляции фаз. Поэтому в этих сетях токами утечки через изо­ляцию можно пренебречь, полагая, что в основном контур тока I_h проходящего через тело человека, замыкается через сопротивление R₀. Тогда в этом контуре напряжение, прило­женное к телу человека (напряжение прикосновения) будет так как R_h>>R₀, т. е. в сетях с глухим заземлением нейтрали сопротивление изоляции не ограничивает величину напряже­ния прикосновения. Ток через тело человека в режиме одно­фазного прикосновения всегда будет опасным для жизни:

Если в сети есть неисправности изоляции типа замыканий на землю, то опасность режима однофазного прикосновения возрастает. В качестве примера на рис. 2 приведена векторная диаграмма напряжений для случая прикосновения чело­века к фазе а при замыкании фазы с на землю через сопро­тивление R_зам. Здесь напряжение смещения нейтрали опреде­ляется выражением и соответственно напряжение прикосновения будет т. е. опасность режима возрастает по сравнению с (1).

Защитное заземление корпусов приемников электроэнер­гии, выполненное с соблюдением требований к заземляющему устройству (R_э<4 Ом), из-за влияния цепи заземления нейтрали R₀ в этих сетях оказывается неэффективным (рис.3):

т. е. всегда напряжение прикосновения к корпусу неисправ­ного приемника будет больше допустимого; при этом опас­ные потенциалы относительно земли появляются и на нулевом проводе. Опасность режима существенно повышается, когда в качестве заземлителей используют батареи отопления, водо-

проводные трубы или другие металлические конструкции, слу­чайным образом связанные с землей (R₃>100 Ом).

Действенной мерой защиты от поражения током в режиме замыкания фазы на корпус является зануление — электриче­ская связь корпуса с нулевым проводом. При занулении за­мыкание фазы на корпус приводит к однофазному короткому замыканию. Ток короткого замыкания I_к. ₃, протекающий по петле «фаза—нуль», должен вызывать срабатывание макси­мальной защиты и отключение поврежденного приемника. В случае неправильного выполнения зануления могут воз­никнуть различные опасные для жизни людей ситуации, изу­чаемые в настоящей лабораторной работе.

Начальные условия:

U_c=22,5 U_b=23 U_a=23

R_зам1=50 (Ом) R_зам2=100 (Ом)

R_з1=4 (Ом) R_з2=100 (Ом)

Общий вид схемы Начальная установка схемы