- •Общие положения
- •Классификация электрических сетей по режиму нейтрали
- •Лабораторная работа № 1
- •1.2 Экспериментальная часть
- •Исходные данные для расчета величины электрического тока
- •1.3. Отчет по лабораторной работе № 1
- •1.4 Контрольные вопросы к лабораторной работе № 1
- •Лабораторная работа № 2 Исследование потенциальной опасности трехфазных сетей переменного тока с глухозаземленной нейтралью
- •2.1 Теоретическая часть
- •2.2 Экспериментальная часть
- •2.3 Отчет по лабораторной работе № 2
- •2.4. Контрольные вопросы к лабораторной работе №2
- •Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств электроустановок (кроме воздушных линий)
- •Приложение 2
Лабораторная работа № 1
Исследование потенциальной опасности трехфазных сетей
переменного тока с изолированной нейтралью
Цель работы: изучение электрической опасности трехфазных сетей переменного тока с изолированной нейтралью для человека: определение влияния емкости, сопротивления изоляции фаз, тела человека и защитного заземления.
1.2 Теоретическая часть
Рассмотрим потенциальную опасность для человека при соприкосновении с токоведущей частью одной фазы трехфазной сети с изолированной нейтралью. Такая возможная ситуация представлена на рис.1.1. При соприкосновении с фазой С ток замыкается через землю на фазы В и А через сопротивления ,изоляции фаз от земли, а такжеемкости фази. Как сопротивления, так и емкости условно показаны на схеме сосредоточенными; в действительности они распределены равномерно по длине электрической сети.
А
В
С
U R R R
C C C
Рис. 1.1. Схема прикосновения человека к одной фазе
В кабельных и разветвленных воздушных сетях большой протяженности емкость проводников относительно земли значительна.
Емкостное сопротивление изоляции
(1.1)
где ƒ-частота тока, Гц.
С возрастанием емкости сопротивления емкостные уменьшаются, т.е. при С → ∞, → 0, и они как бы шунтируют активные сопротивления изоляции. При больших значениях сопротивлений изоляции ( = = =; → ∞) и при равенстве емкостей ( = = = С) ток, протекающий через человека, определяется по формуле
(1.2)
где С – усредненная емкость фаз, Ф;
–сопротивление тела человека, Ом.
Емкость кабельной сети зависит от марки кабеля, условий его прокладки (в земле, кабельных каналах, лотках и.т.д) и длины кабеля. Обычно емкость сети находится в пределах 0,5–1,5 мкФ.
Для электрических сетей небольшой протяженности емкость проводов относительно земли мала, тогда
(1.3)
Из последнего выражения видно, что в сети с изолированной нейтралью условия безопасности зависят, в основном, от сопротивления изоляции фаз относительно земли: чем лучше изоляция фаз, тем меньше ток, протекающий через человека.
Наиболее опасным для человека является двухфазное включение в сеть (рис. 1.2), при котором
(1.4)
А
В
С
Рис. 1.2. Схема прикосновения человека к двум фазам
Одним из основных защитных мероприятий от поражения человека электрическим током является защитное заземление корпусов электроустановок. Оно представляет собой преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Его назначение – устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения человека к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением. Значение сопротивления защитного заземления зависит от характеристики электроустановки (приложение 1).
В случае пробоя изоляции на корпус заземленной электроустановки при обслуживании ее человеком (рис. 1.3) стекание тока в землю будет происходить, в основном, через заземлитель, сопротивление которого значительно меньше, чем сопротивление человека.
А
В
С
R
\
RI
Рис. 1.3. Схема действия защитного заземления
Величина тока, протекающего через человека, в этом случае с некоторыми допущениями может быть определена по формуле
(1.5)
Совместный анализ уравнений (1.3 и 1.5) показывает, что опасность поражения в случае наличия защитного заземления значительно снижается.