Eremina.Osnovi electrobezopasnosti

2

УДК 621.313 О-75

Основы электробезопасности: методические указания по выполнению лабораторных работ / сост. Е.А. Еремина. – 2-е изд. – Саяногорск; Черёмушки: Сибирский федеральный университет; СаяноШушенский филиал, 2012. – 44 с.

Печатается по решению Редакционно-издательского совета филиала

© СШФ СФУ, 2012

Редактор Т.К. Дедова

Подп. в печать 30.06.2006. Бумага тип. №1. Офсетная печать. Усл. печ. л. 2,55. Уч.-изд. л. 2,2. Тираж 51 экз. Заказ 143.

Сибирский федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал СФУ РХ, г. Саяногорск, пгт. Черемушки, д. 15.

Отпечатано на ризографе Саяно-Шушенского филиала СФУ РХ, г. Саяногорск, пгт. Черемушки, д. 15.

3

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Лабораторные стенды являются действующими электроустановками, отдельные элементы которых находятся под напряжением. Поэтому при определенных условиях, возникающих из-за нарушения установленных правил, лабораторные стенды могут стать источником поражения человека электрическим током и других видов травматизма. Положение усугубляется еще и особенностью монтажа элементов лабораторного стенда, предусматривающего максимальную доступность учащихся к приборам и пускорегулирующей аппаратуре, создающего дополнительные опасности при выполнении лабораторных работ.

Тело человека обладает электропроводностью, а поэтому при соприкосновении с двумя неизолированными элементами установки, находящимися под напряжением, через тело человека проходит электрический ток. Достигнув опасных значений, этот ток приводит либо к сильным ожогам (электрическая травма), либо к тяжелым поражениям нервной, сердечной и дыхательной систем организма человека (электрический удар). Последствия поражения электрическим током бывают тяжелыми и могут привести к смертельному исходу. Поэтому в лаборатории учащиеся должны соблюдать исключительную осторожность и следующие меры безопасности:

1.В лаборатории необходимо быть предельно дисциплинированным и внимательным; беспрекословно выполнять все указания преподавателей и лаборантов; находиться непосредственно у исследуемой лабораторной установки.

2.Запрещается подходить к другим установкам, распределительным щитам и пультам и делать на них какие-либо включения или переключения; включать схему под напряжение, если кто-нибудь касается ее неизолированной токоведущей части; производить какиелибо пересоединения в схеме, находящейся под напряжением; оставлять без наблюдения лабораторную установку или отдельные приборы под напряжением.

3.При перемещениях движков и рукояток пускорегулирующей аппаратуры необходимо следить за тем, чтобы рука была в соприкосновении только с изолированной рукояткой.

4.Одежда учащегося не должна иметь коротких рукавов, свободно свисающих концов шарфов, косынок, галстуков и т.п., а прическа или головной убор должны исключать возможность «свисания» прядей волос.

5.Если схема содержит конденсаторы, то после ее отключения

4

необходимо разрядить конденсаторы, замкнув накоротко их выводы.

6.При работе с лабораторной установкой, находящейся под напряжением, учащиеся должны стоять на изоляционных резиновых ковриках, имеющихся у каждой лабораторной установки.

7.О всех замеченных случаях неисправности в работе установок

инарушении правил безопасности каждый учащийся должен немедленно доложить преподавателю.

8.Если произошел несчастный случай, лабораторную установку следует немедленно отключить, оказать пострадавшему первую помощь и сообщить об этом преподавателю.

Инструктаж по технике безопасности должен быть зафиксирован в специальном журнале, где каждый учащийся должен расписаться.

ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ, ОФОРМЛЕНИЮ И ЗАЩИТЕ ОТЧЁТОВ

Схемы опытов необходимо вычерчивать аккуратно в соответствии с требованиями ЕСКД. На схемах должны быть указаны маркировка входных концов и буквенное обозначение каждого элемента схемы, как на пульте управления.

Графики вычерчивают карандашом с помощью чертёжных инструментов на миллиметровой бумаге или прямо по тексту. На них должна быть нанесена равномерная масштабная сетка с отсчетом по осям координат, начиная с нуля. Для сопоставления характера кривых допускается чертить несколько кривых в одних координатных осях, при этом точки, относящиеся к разным кривым, нужно выделять специальными значками (например, *, л, ° и т.д.).

Экспериментальные и расчетные данные заносят в таблицы отчета. Размерность физических величин должна быть одинакова в таблицах и на графиках.

При оформлении расчётов сначала приводить формулу, затем подставлять числовые значения всех величин, входящих в формулу, и только после этого приводить результат с указанием размерности.

По результатам работы сделать выводы. Их содержание должно объяснять природу исследуемых явлений и устанавливать взаимосвязь между различными параметрами и величинами. Следует избегать описательного характера выводов, повторяющего графическую зависимость. Отчет оформлять на стандартных листах бумаги размером 210 x 297 мм. Каждый студент защищает отчет по графику, установленному

5

преподавателем. В случае отсутствия отчета или его небрежного оформления студент не допускается к занятию.

Состав отчёта: название работы, цель работы, порядок выполнения работы, схемы опытов, паспортные данные испытуемой машины, таблицы экспериментальных и расчетных данных, графики, расчеты, выводы.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящем Руководстве описаны базовые эксперименты, выполняемые на комплекте типового лабораторного оборудования «Основы электробезопасности». В ходе их воспроизводится работа устройств, обеспечивающих безопасность электроустановок, с одновременной регистрацией параметров электромагнитных процессов в них.

Комплект типового лабораторного оборудования предназначен для проведения лабораторных работ по специальностям «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», «Безопасность технологических процессов и производств (по отраслям)» и другим инженерным специальностям.

Аппаратная часть комплекта выполнена по блочному (модульному) принципу и содержит:

-спроектированные с учебными целями натурные аналоги элементов электрической системы;

-источники питания;

-измерительные преобразователи и приборы;

-составной лабораторный стол с встроенными контейнерами для хранения проводников и методических материалов, рамами для установки необходимых в эксперименте функциональных блоков.

Питание комплекта осуществляется от трехфазной электрической сети напряжением 380 В с нейтральным и защитным проводниками. Потребляемая мощность В-А, не более 200.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ НА СТЕНДЕ

РЕ - защитный проводник (заземляющий, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы управления потенциалов);

N - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;

F1, F2, F3 - аппараты зашиты от токов КЗ (предохранители, автоматические выключатели и т. п.);

RA, RВ, RC, - сопротивления изоляции фазных проводов относительно земли;

6

СА, СВ, СС, - ёмкости фазных проводов относительно земли; Uл - линейное напряжение;

Uпр - напряжение прикосновения; Uш - шаговое напряжение;

Ih - ток через человека;

Iз - ток замыкания на землю;

Rh - сопротивление тела человека;

R0 - сопротивление заземляющего устройства; Rиз - сопротивление изоляции относительно земли;

Rобуви- сопротивление обуви;

Rпола- сопротивление пола;

Rп- сопротивление повторное; RN- сопротивление;

Rзам- сопротивление замыкания на землю; ρ - удельное сопротивление грунта.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПАСНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ В ТРЁХФАЗНЫХ СЕТЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Цель лабораторной работы

Исследовать опасность поражения электрическим током в трёхфазных сетях переменного тока напряжением до 1000 В.

Подготовка к работе

Повторить теоретический материал: виды сети, режим нейтрали, режимы работы сети, схемы включения человека в цепь тока, анализ опасности поражения электрическим током в трёхфазных сетях переменного тока напряжением до 1000 В. Подготовить в рабочей тетради таблицы для занесения результатов опыта и координатную сетку для построения графиков.

7

Общие положения

Глухозаземленная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в 2-х проводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных сетях постоянного тока.

Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, неприсоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных устройств.

Замыканием на землю называется случайное электрическое соединение токоведущей части непосредственно с землей или нетоковедущими проводящими конструкциями и предметами, не изолированными от земли.

Замыкание на землю, как это следует из определения, представляет собой резкое снижение сопротивления изоляции одной из фаз электроустановки относительно земли. При однофазном прикосновении к токоведущим частям это повлияет на значение тока, проходящего через тело человека.

Наибольшая опасность поражения при замыкании на землю существует в сети с изолированной нейтралью, так как если при наличии в сети замыкания на землю человек касается одной из исправных фаз, то он окажется под напряжением, близким к линейному напряжению источника питания.

Так как в этом случае человек попадает под напряжение в

3 раз больше фазного, замыкание на землю в сети с изолирован-

ной нейтралью представляет большую опасность (практически такую же, как и при двухфазном прикосновении).

Замыкание на землю всегда сопровождается растеканием тока в грунте, а это приводит к возникновению нового условия поражения – включения под напряжение шага.

Наиболее характерные варианты (схемы включения) попадания человека под напряжение в сетях переменного и постоянного тока представлены на рис. 1.1 - 1.5.

Все случаи поражения человека током являются результатом замыкания электрической цепи через тело, или, иначе говоря, результатом прикосновения человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует напряжение. Опасность такого прикосновения, оцениваемая как известно значением тока Ih, проходящего через

8

тело человека, или напряжением, под которым оказывается человек, т.е. напряжением прикосновения Uпр, зависит от ряда факторов: схемы включения человека в электрическую цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли, а также от значения емкости токоведущих частей относительно земли и т. п.

Таким образом, указанная опасность не является однозначной: в одних случаях прикосновение человека к фазе сети будет сопровождаться прохождением через него малых токов и окажется без последствий, в других - токи могут достигать больших значений, способных вызвать смертельное поражение человека. Зависимость опасности поражения током от указанных факторов необходимо знать при оценке той или иной сети по условиям техники безопасности, при выборе и расчете соответствующих мер защиты и, в частности, заземления, зануления, защитного отключения, а также устройств контроля изоляции и пр.

Uc

Порядок выполнения работы

1. Соедините гнезда защитного заземления «» устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника G1. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений на рис. 1.6. Выберите диапазон измерений соответственно ожидаемому результату. В табл. 1.1 приведён перечень используемой аппаратуры.

9

2. Для электрической сети с изолированной нейтралью измерить значение тока Ih, проходящего через человека при прикосновении к проводу сети в период нормальной работы Rзам =∞.

2.1. Оцените опасность прикосновения к фазному проводу для случаев:

- при разных значениях R (когда С постоянна):

RА = RВ = RС = RН, СА = СВ = СС = 0.

Результаты измерений занесите в табл. 1.2.

Uc

Рис. 1.2. Однополюсное прикосновение в сети с заземлённым полюсом

Uc

Ih

Rиз Rиз

Рис. 1.3. Двухполюсное прикосновение

10

R0

Рис. 1.4. Однофазное прикосновение в трёхфазной сети

I h/

Ih//

Рис. 1.5. Двухфазное прикосновение