Лабораторная работа №81
.docМинистерство образования РФ
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"
Лабораторная работа по теме:
Исследование условий безопасности в трехфазных сетях
Кафедра БЖД
Преподаватель:
Студенты: Королева А.
Клестова Д.
Группа: 9851
Санкт-Петербург,
2004 г.
Цель работы:
Исследование условий электробезопасности в режимах однофазного прикосновения человека к фазному проводу трехфазной сети (прямой контакт) или к поврежденному корпусу электрооустановки (непрямой контакт)
Общие сведения:
Опасность поражения человека при прямом или косвенном контактах определяется значением тока Ih, протекающего через него.
Предельно допустимые значения напряжения и тока в аварийном режиме работы производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралями и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать для 50 Гц при продолжительности воздействия свыше 1 с, соответственно – 20 В и 6 мА. Эти значения соответствующим отпускающим токам.
Предельно допустимые значения Uh и Ih при аварийном режиме работы бытовых электроустановок напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц при продолжительности воздействия более 1 с не должны превышать 12 В и 2 мА.
Исследуемые закономерности:
В данной работе предлагается исследовать зависимость величин напряжения прикосновения и тока, протекающего через тело человека, от состояния электрической изоляции и емкости фазных проводников относительно земли, от индуктивности компенсирующего дросселя, от сопротивлений заземления нейтрали источника электроэнергии и сопротивления защитного заземления корпуса.
Задание 1
Трехпроводная сеть с изолированной нейтралью, прямой контакт: (параметры задаются например 220 В, 50 Гц, 0.1 мкФ, 100 кОм). Провести расчет напряжения прикосновения и тока через тело человека, который стоит на цементном полу. Определить исходя из предельно допустимых значений Uh, Ih (20 В, 6 мА) для производственных условий:
сопротивление фазных проводов относительно земли при заданных значениях емкости фаз;
емкость фаз относительно земли и длину кабеля (наружный и внутренний диаметр задаются, например – 1 и 2 см.) для определенного значения сопротивлений фаз, при которых прямой контакт с фазным проводом не допустим;
При условии, что человек стоит на сухом цементном полу
Задание 4
Пятипроводная сеть с заземленной нейтралью, непрямой контакт (параметры задаются, например 220 В, 50 Гц, 0.01 мкФ, 1 МОм, заземление корпуса отсутствует). Провести расчет напряжения прикосновения и тока через тело человека. Определить исходя из предельно допустимых для бытовых условий значений Uh и Ih (12 В, 2 мА), требуемое дополнительное сопротивление и вид пола на котором может находится человек, чтобы в случае отказа (несрабатывания) защиты он не пострадал.
Задание 1, 1 схема:
Ток через тело человека:
Ток безопасен.
Напряжение:
При сопротивлении R < 16000 кОм – напряжение безопасно.
Задание 1, 2 схема:
Расчет длины кабеля (наружный и внутренний диаметр 1см и 2 см):
Ток:
Напряжение:
Задание 4:
Ток, проходящий через тело человека:
Напряжение:
Сопротивление R должно быть больше 43 кОм, чтобы обеспечивать безопасный ток и напряжение.
В качестве пола подойдет сухой асфальт, бетон или цемент. Любой паркет. Не мокрый линолеум или мрамор. Для бытовых условий лучше всего подойдет паркет – и красиво, и безопасно.
Выводы:
Для обеспечения безопасности при работе с электроустановками в производственных и бытовых условиях необходимо обеспечить защиту человека за счет пола, имеющего достаточно большое сопротивление. Необходимо учитывать влажность помещения.
Справочные данные:
Дополнительное сопротивление изоляции человека, стоящего на полу, при площади ступней ног 400 см2 может быть определено из следующей таблицы (значения приведены в кОм):
Материал пола |
Пол сухой |
Пол влажный |
Пол мокрый |
Асфальт |
2000 |
10 |
0.8 |
Бетон |
2000 |
0.9 |
0.1 |
Цемент |
400 |
3 |
0.5 |
Дерево |
30 |
3 |
0.3 |
Паркет |
1900 |
670 |
160 |
Земля |
20 |
0.8 |
0.3 |
Кирпич |
10 |
1.5 |
0.8 |
Ксилолит |
100 |
10 |
0.5 |
Линолеум |
1500 |
50 |
4 |
Метал |
0.01 |
0 |
0 |
Мрамор |
1250 |
46 |
1 |
Таблица 1. Дополнительное сопротивление изоляции
Предельно допустимое напряжение прикосновения и ток Ih, проходящий через тело человека:
Применение |
Род и частота тока |
Нормируемая величина |
Продолжительность воздействия |
|||||||
0,01 – 0,08 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1,0 |
> 1 |
|||||
При аварийном режиме производственных электроустановок |
~ 50 Гц |
Uпр, В Ih, mA |
550 650 |
340 400 |
160 190 |
105 125 |
60 50 |
20 6 |
||
Uпр, В Ih, mA |
650 650 |
500 500 |
400 400 |
250 250 |
200 200 |
40 15 |
||||
При аварийном режиме бытовых электроустановок |
~ 50 Гц |
Uпр, В Ih, mA |
220 220 |
200 200 |
100 100 |
50 50 |
25 25 |
12 2 |
Таблица 2. Предельно допустимое напряжение прикосновения