- •Исследование электробезопасности трехфазных сетей переменного тока напряжением до 1000 в
- •1. Краткие теоретические сведения
- •Действие тока на организм человека
- •Включение человека в электрическую цепь
- •Защита от поражения электрическим током
- •2. Описание лабораторного стенда
- •Экспериментальная часть
- •При изменении сопротивления изоляции сетевого провода:
- •При изменении ёмкости сети относительно земли:
- •3. Исследование эффективности защитного заземления электроустановки.
- •4. Исследование эффективности защитного зануления.
- •Заключительная часть:
- •Контрольные вопросы
Включение человека в электрическую цепь
Вероятность и степень опасности поражения человека электрическим током зависит от того, каким образом произошёл контакт, т.е. включение человека в электрическую цепь. Включение может быть однофазным и двухфазным.
Однофазное включение представляет собой прикосновение человека к токоведущей части одной из фаз электроустановки, находящейся под напряжением. Иногда это может быть контакт с токопроводящими частями электроприбора (например металлическим корпусом) на которых присутствует электрический ток, в результате пробоя одной из фаз сети. При этом степень опасности поражения человека зависит от того, в сеть с какой схемой нейтрали (нулевой точки) подключен электроприбор. На практике пользуются одной из двух схем: 1. Сеть с изолированной нейтралью (нулевой точкой) и 2. Сеть с глухозаземлённой нейтралью (нулевой точкой).
При прикосновении человека к корпусу электроустановки (КЭ) на который произошло замыкание фазы в сети с изолированной нейтралью (рис 1), тело человека подвергается воздействию напряжения, величина которого зависит от параметров сети.
Чем меньше сопротивление изоляции (RА, RB, RC) и чем больше ёмкость в сети относительно земли (СА, СВ, СС), тем больше опасность поражения электрическим током.
Если ёмкость сети СА = СВ = СС = 0, а сопротивление изоляции (активное сопротивление) RА = RB = RC = R0, то сила тока, проходящего через тело человека, может быть определена по формуле:
Iчел = 3 Uф / 3Rчел + Ro = Uл / √3 (Rчел + (Rо / √3))
где Uф – фазное напряжение (≈ 220 В); Uл – линейное напряжение (380 В);
Rчел – сопротивление тела человека; Rо – сопротивление изоляции.
В случае когда ёмкость сети СА = СВ = СС = С, а RА = RB = RC = ∞, то силу тока проходящего через человека можно вычислить по формуле:
Iчел = √3 Uф / Rчел √ 3/ (Rчел ω С) -2 +9
где ω – частота переменного тока.
При заземлённой нейтрали (нулевой точке) сети напряжение отдельных фаз по отношению к земле остаются практически постоянными и равными фазному напряжению. При прикосновении человека к корпусу электроустановки, находящейся под напряжением (рис 2), образуется цепь поражения: тело – обувь – пол – земля – рабочее заземление – нейтраль. Напряжение, приложенное к телу человека, представляет собой часть фазного напряжения. В этом случае ток идущий через тело человека, не зависит ни от емкостных токов, ни от токов утечки, поскольку ёмкость и проводимость зашунтированы глухим соединением нейтрали с землёй. Ток проходящий через тело человека можно вычислить по формуле:
Iчел = Uф / Rчел
В этой формуле сопротивлением рабочего заземления, обуви и пола пренебрегаем.
Сопротивление заземления в основном зависит от электрического сопротивления тех слоёв земли, в которых расположены заземляющие электроды (заземлитель). Сопротивление защитного заземления нормируется, оно не должно превышать установленной нормы.
Для электроустановок включенных в сеть до 1000 В величина сопротивления заземления рассчитывается по формуле:
Rз = Uпр / Io ≤ Ом
где Uпр – напряжение прикосновения; Io – сила тока.
В аварийном режиме значения предельно допустимого уровня напряжения прикосновения и тока определяются согласно ГОСТ 12.1.038-82 (см. приложение 2).