- •Лабораторная работа № 12 Действие электрического тока на человека в жилых и учебных помещениях
- •Краткая теория
- •1)Заземленная нейтраль
- •3) Компенсированная нейтраль
- •4)Защитное заземление
- •5)Защитное зануление. Принцип действия
- •Экспериментальная часть Задание 1 Определение силы электрического тока через тело человека при прямом прикосновении его к частям, находящимся под напряжением
- •Задание 2
- •Задание 3 Действие защитного зануления
- •Защитное действие устройства автоматического отключения питания при сверхтоках
- •Задание 5
- •Задание 6 Действие устройства защитного отключения
- •Контрольные вопросы:
- •Приложение1 Подготовка и проведение измерений с помощью электронногомультиметра
4)Защитное заземление
Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей всех нетоковедущих металлических частей электроустановки, не находящихся под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением в результате пробоя изоляции.
Следует различать рабочее заземление и защитное заземление. Рабочее заземление - соединение нейтрали с землей, определяющее режим заземленной нейтрали. Защитное заземление - соединение корпусов и других деталей с заземлителем. Заземлителями могут служить труба, уголковая сталь, швеллер, полосовая сталь, лист железа, помещенные во влажную землю (а также арматура железобетонных конструкций, стальные опоры ЛЭП и др.).
Переходное сопротивление устройства заземления должно быть не более 2 Ом в подземных условиях угольных шахт, в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных. В других случаях не более 4 Ом, на опорах ЛЭП не более 10 Ом.
Соединение корпусов с заземлителем осуществляется стальным проводом, сечением не менее 24 мм, в земле стальной шинкой сечением 50-120 мм, медным проводом сечением не более 25 мм.
При соединении предпочтительнее сварка.
Передвижные электроприемники заземляются через заземляющую жилу кабеля, питающего электроустановку.
Принцип действия защитного заземления - снижение напряжения прикосновения корпуса до безопасной величины за счет малого сопротивления заземлителя (рис. 4).
Рис. 13.5. Принцип действия защитного заземления
Напряжением прикосновения называется напряжение на какой-либо токопроводящй части электроустановки в момент прикосновения к ней человека. Напряжение прикосновения обусловливает величину тока через тело человека. В аварийных ситуациях это напряжение может быть опасным
Для снижения напряжения прикосновения необходимо обеспечить эффективное заземление или зануление электроустановки.
прикосновения КЗ 3 '
При малом сопротивлении заземления (Яз = 2 Ом) напряжение на корпусе электроаппарата в случае пробоя изоляции будет невелико, большая часть тока замыкания Ь пойдет через заземлитель, а не через тело человека (Яц = = 1000 Ом), включенного параллельно сопротивлению заземления.
5)Защитное зануление. Принцип действия
Занулением называется преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок с нулевым, многократно заземленным проводом.
Нулевой защитный провод имеет сечение в два раза меньшее, чем нулевой рабочий провод. Нулевой рабочий провод используется в 4-проводных сетях с несимметричной нагрузкой (например, бытовой).
Назначение защитного зануления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу, оказавшемуся под напряжением.
Принцип действия - превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание и отключение его максимальной токовой защитой (плавкими вставками, автоматами и др).
Зануление осуществляет 2 защитных действия:
быстрое автоматическое отключение поврежденного участка,
снижение напряжения прикосновения за счет заземления.
Область применения - трехфазные четырехпроводные сети до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, в однофазных двухпроводных сетях переменного тока; в трехпроводных сетях постоянного тока - с глухозаземленной средней точкой.
Для схемы зануления необходимы: нулевой защитный проводник, глухое заземление нейтрали и повторное заземление нулевого защитного провода (рис. 13.6).
Нулевой защитный провод снижает сопротивление цепи короткого замыкания и обеспечивает тем самым достаточно большой ток замыкания для надежного срабатывания максимальной токовой защиты.
Глухое заземление нейтрали обеспечивает малое напряжение прикосновения.
Повторное заземление нейтрали обеспечивает малое напряжение прикосновения для удаленных электроприемников.
Рис. 13.6. Защитное зануление
Защитное отключение. Принцип действия
Назначение защитного отключения - обеспечение автоматического отключения электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека током. Меры защиты - быстрое отключение участка сети.
Устройство защитного отключения (УЗО) включает в себя прибор защитного отключения и исполнительный орган - автоматический выключатель.
Прибор защитного отключения - совокупность отдельных элементов, которые воспринимают входную величину, реагируют на ее изменение и при заданном ее значении дают сигнал на отключение выключателя.
Исполнительный орган - автоматический выключатель.
УЗО применяются в электроустановках, где по каким-либо причинам трудно обеспечить эффективное заземление или зануление, где высока вероятность прикосновения людей к токоведущим частям (передвижные электроустановки, ручной электроинструмент).
УЗО делятся на следующие типы, реагирующие на:
потенциал корпуса,
ток замыкания на землю,
напряжение нулевой последовательности,
ток нулевой последовательности,
напряжение фазы относительно земли,
оперативный ток,
комбинационные устройства.
Устройства, реагирующие на потенциал корпуса
УЗО с реле напряжения УЗО с предохранителем Рис. 13.7.
При возникновении опасных напряжений на корпусе электроустановки срабатывает реле напряжения РН (рис. 6), включенное между корпусом и землей, размыкает свой нормально замкнутый контакт РН в цепи питания отключающей катушки ОК, которая отключает электроустановку от сети.
В другом варианте (рис. 6) при появлении опасного напряжения на корпусе электроустановки срабатывает реле напряжения РН, замыкает свой контакт, вызывая короткое замыкание и перегорание предохранителя, обесточивая тем самым электроустановку.
Рис.13.8.
Устройства, реагирующие на ток замыкания на землю. При возникновении опасных напряжений на корпусе электроустановки (рис. 7) возникает ток утечки, срабатывает реле тока РТ, включенное между корпусом и землей, размыкает свой нормально замкнутый контакт в цепи питания отключающей катушки ОК, которая отключает электроустановку от сети.
Рис. 13.9. УЗО, реагирующие на напряжение нулевой последовательности
Снижение сопротивления или пробой изоляции одной из фаз является причиной возникновения несимметричного режима токов и напряжений, появляется напряжение нулевой последовательности, которое можно использовать для отключения электроустановки. Реле напряжения РН включаются между землей и нулевой точкой, образованной либо тремя большими сопротивлениями (рис. 13.9.а), либо тремя конденсаторами.
Если вторичные обмотки трансформатора включить последовательно (рис. 13.9 в), то реле напряжения РН, включенное в такую цепь, будет реагировать на напряжение нулевой последовательности, возникающее при несимметричном режиме.
Рис. 13.10. УЗО, реагирующие на ток нулевой последовательности
В симметричном режиме ток отсутствует, так как
В несимметричном режиме (снижение или пробой изоляции) возникает ток нулевой последовательности, срабатывает реле тока РТ, подается команда на отключение электроустановки.