Eremina.Osnovi electrobezopasnosti

		21
				3 мультиметра
Р1	Блок мультиметров		508.2	О...1ОООВ;
				0...10А;
				0...20МОм

Результаты измерений занесите в табл. 2.2;

б) напряжения прикосновения Unp = f (x) (вольтметр включать между гнездом «О» и гнездами, соответствующими расстоянию х).

Результаты измерений занесите в табл. 2.2;

										Таблица 2.2
(ρ = 100)
X,м	0,8	1,6	2,4	3,2	4	4,8	5,6	6,4	7,2	8	10,4	12
ϕосн
Unp

в) шагового напряжения Uш = f (x) (вольтметр включать между соседними гнездами, соответствующими расстоянию х ).

Результаты измерений занесите в табл. 2.3.

Ток стекания в землю контролируйте с помощью амперметра блока Р1. Ток не должен превышать 0,5 А!

(ρ=100)					Таблица 2.3
Х,м	0,8 - 1,6	0,8 - 3,2	0,8 - 4,8	3,2 - 4		8 - 8,8
Uш, В

Постройте зависимости ϕосн = f (x), Unp = f (x), Uш = f (x) и сделайте вывод.

5.При заданном расстоянии х, модели заземлителя А6, снимите

спомощью вольтметра блока Р1 зависимости от сопротивления грунта

ρ:

а) потенциала основания электрооборудования ϕосн = f (ρ) (вольтметр включать между гнездом « » и гнездами, соответствующими расстоянию х);

б) напряжения прикосновения Unp = f (ρ) (вольтметр включать между гнездом «О» и гнездами, соответствующими расстоянию х);

22

Рис. 2.2. Электрическая схема соединен ия

23

в) шагового напряжения Uш = f (ρ) (вольтметр включать между соседними гнездами, соответствующими расстоянию х).

Ток стекания в землю контролируйте с помощью амперметра блока Р1. Ток не должен превышать 0,5 А!

Результаты измерений занесите в табл. 2.4.

(для Uпр х = 1,6;		для Uш		х = 1,6 - 3,2)			Таблица 2.4
ρ, Ом м		20		40	100	300	700
ϕосн, В
Unp, В
Uш, В

Постройте зависимости ϕосн = f (ρ), Unp = f (ρ), Uш = f (ρ) и сделайте вывод.

6.Отключите источник G1 и замените в электрической схеме модель А6 заземлителя с полусферическим электродом (код 325) на модель А6 заземлителя с вертикальным трубчатым электродом (код

326).

7.Включите источник G1 и вновь снимите вышеупомянутые зависимости.

8.Еще раз отключите источник G1 и замените в электрической схеме модель А6 заземлителя с вертикальным трубчатым электродом (код 326) на модель А6 заземлителя с протяженным трубчатым электродом на поверхности (код 327).

9.Вновь включите источник G1 и в третий раз снимите вышеупомянутые зависимости. По завершении эксперимента отключите источник G1 и питание блока мультиметров Р1.

10.Сделайте вывод о влиянии на электробезопасность типа заземлителя, удельного сопротивления грунта в котором он заложен и расстояния от заземлителя до места установки защищаемого электрооборудования.

Контрольные вопросы

1.Условия попадания человека под напряжение.

2.Что такое "напряжение шага"?

3.Что такое "напряжение прикосновения"?

4.Как влияет удалённость человека от заземлителя на:

24

-напряжение шага;

-напряжение прикосновения.

5.Как рассчитывается "напряжение шага"?

6.По какому закону распределяется потенциал в зоне растекания при одиночном заземлителе?

7.В каком случае групповой заземлитель эффективнее?

8.Как зависит шаговое напряжение от величины шага?

9.Что такое поле растекания, электротехническая земля?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Цель лабораторной работы

Оценить зависимость сопротивления тела человека и тока, протекающего через него, от приложенного напряжения.

Подготовка к работе

1.Повторить теоретический материал: виды поражений электрическим током, электрическое сопротивление тела человека, влияние значения тока, продолжительности прохождения, пути, частоты на исход поражения.

2.Подготовить в рабочей тетради таблицы для занесения результатов опыта и координатную сетку для построения графиков.

Общие замечания

Воздействие электрического тока на организм человека

Количество электрических травм в общем числе невелико, до 1,5%. Для электрических установок напряжением до 1000 V количество электрических травм достигает 80%.

Причины электрических травм

Человек дистанционно не может определить, находится установка под напряжением или нет.

25

Ток, который протекает через тело человека, действует на организм не только в местах контакта и по пути протекания тока, но и на такие системы как кровеносная, дыхательная и сердечнососудистая.

Возможность получения электрических травм имеет место не только при прикосновении, но и через напряжение шага и через электрическую дугу.

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает термическое воздействие, которое приводит к отекам (от покраснения до обугливания); электролитическое (химическое); механическое, которое может привести к разрыву тканей и мышц.

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

1.Род тока (постоянный или переменный; электрический ток частой 50 Гц более опасен).

2.Величина силы тока и напряжения.

3.Время прохождения тока через организм человека.

4.Путь или петля прохождения тока.

5.Состояние организма человека.

6.Условия внешней среды.

Величина тока и напряжения

Основным фактором, влияющим на исход поражения человека электрическим током, является величина тока, которая согласно закону Ома зависит от величины приложенного напряжения и сопротивления тела человека. Эта зависимость не является линейной, так как при напряжениях около 100 В и выше наступает пробой верхнего рогового слоя кожи, вследствие чего электрическое сопротивление человека резко уменьшается (становится равным rвн), а ток возрастает. Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.

Род и частота электрического тока

Воздействие на человека постоянного и переменного тока различно: переменный ток промышленной частоты опаснее постоянного тока того же значения. Случаев поражения в электроустановках постоянным током в несколько раз меньше, чем в аналогичных установках переменного тока; при более высоких напряжениях (более 300 В) постоянный ток более опасен, чем переменный (из-за интенсивного электролиза). С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока че-

26

рез человека, а следовательно повышается опасность поражения. Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50 до 1000 Гц; при дальнейшем повышении частоты опасность поражения уменьшается и полностью исчезает при частоте 45 - 50 кГц. Эти токи сохраняют опасность ожогов. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится практически заметным при 1 - 2 кГц.

Пороговые ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный токи

Обычно человек начинает ощущать раздражающее действие переменного тока промышленной частоты 50 Гц при величине 0,6 - 1,5 мА и постоянного тока 5 - 7 мА. Эти токи называются ощутимыми пороговыми токами. Они не представляют опасности для человека, и человек может самостоятельно отключиться от цепи.

При переменных токах 5 - 10 мА раздражающее действие электрического тока становится более сильным, появляется боль в мышцах и непроизвольное их сокращение. При токах 10 - 15 мА боль в мышцах становится такой сильной, что человек уже не в состоянии самостоятельно освободиться от действия тока (не может разжать руку, отбросить от себя провод и т.д.). Переменные токи 10 - 15 мА и выше и постоянные токи 50 - 80 мА и выше называются неотпус-

кающими токами.

Переменный ток 25 мА и выше (в зависимости от того, где человек прикоснулся к токоведущим частям, в зависимости от пути прохождения тока) воздействует на мышцы грудной клетки, что может привести к параличу дыхания и вызвать смерть человека.

Электрический ток около 100 мА и более при частоте 50 Гц и 300 мА и более при постоянном напряжении за короткое время (1 - 2 сек) поражает мышцу сердца человека и вызывает его фибрилляцию. Эти токи называются фибрилляционными.

Токи более 5 А вызывают паралич сердца и дыхания, минуя стадию фибрилляции сердца. При длительном протекании тока (несколько секунд) – тяжелые ожоги, разрушение тканей организма человека.

Ощутимый ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека ощутимые раздражения.

Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат провод.

Фибрилляционный ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека фибрилляцию сердца.

Наименьшие значения этих токов называются пороговыми.

27

Пороговые значения ощутимого, неотпускающего, фибрилляционного токов, полученные в результате экспериментальных исследований, приведены в табл. 3.1.

				Таблица 3.1
Реакция	Переменный ток		Постоянный ток,
	50 Гц		мА
Ощутимый	0,6	- 1,6	5	– 7
Неотпускающий	10	- 15	50	– 80
Фибрилляционный	80 - 100		300

Сопротивление тела человека

Факторы, приводящие к уменьшению сопротивления тела человека: увлажнение поверхности кожи; увеличение площади контакта; время воздействия.

Сопротивление рогового (верхнего слоя кожи) от 10 до 100 кОм. Сопротивление внутренних тканей 800 - 1000 Ом. Расчетная величина RЧЕЛ = 1000 Ом.

Порядок выполнения работ

1. Подключите с помощью сетевого шнура устройство для исследования сопротивления тела человека (код 341 на лабораторном стенде) к трехпроходной электрической сети 220 В и включите на его лицевой панели выключатель «СЕТЬ».

Перечень аппаратуры приведен в табл. 3.2.

			Таблица 3.2
Обозна-	Наименование	Тип	Параметры
чение			(предельные)
	Устройство для исследования	341	0...7В~;
	сопротивления тела человека		0,03 А

2.Оперируя кнопками на поле «ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ» по индикатору выставьте требуемые напряжение U и его частоту f.

3.Приложите ладони рук порознь к двум электродам с площадью контактной поверхности S = 1250 мм и с верхнего индикатора считайте величину тока Ih, протекающего через тело человека.

28

Рассчитайте электрическое сопротивление тела человека Zh = U/Ih и сделайте вывод.

Результаты измерений занесите в табл. 3.3.

							Таблица 3.3
Uпр, В	0	2	3	4	5	6		7
Ih, А
Zh, Ом

Варьируя частоту f напряжения генератора снимите зависимость от нее тока, протекающего через тело человека, Ih(f).

Рассчитайте зависимость электрического сопротивление тела человека Zh(f) = U/ Ih(f).

Результаты измерений занесите в табл. 3.4 .

Таблица 3.4

f

Ih, А

Zh, Ом

4.Приложите ладони рук порознь к двум электродам с площадью контактной поверхности S = 2500 мм2 и снимите аналогично ранее снятым зависимости сопротивления тела человека и тока, протекающего через него, от приложенного напряжения.

5.По завершении эксперимента отключите питание устройства для исследования сопротивления тела человека (код 341 на лабораторном стенде).

6.По результатам работы постройте графики и сделайте вывод.

Контрольные вопросы

1.В чем заключается действие электрического тока на организм человека?

2.Каковы причины и последствия электротравм?

3.Каковы условия поражения электрическим током?

4.Что является причиной электрического ожога?

5.Какие факторы определяют опасность поражения электрическим током?

6.Чем определяется электросопротивление тела человека?

7.Как влияет величина тока на исход поражения?

29

8. Как влияет длительность воздействия тока на исход пораже-

ния?

9.Какое значение имеет путь прохождения тока через тело че-

ловека?

10.Как влияет род и частота тока на исход поражения?

11.Каковы предельно допустимые уровни тока и напряжения?

12.Первая помощь пострадавшим от электрического тока.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

НАТУРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАНУЛЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Цель лабораторной работы

Ознакомится с назначением, принципом действия и областью применения зануления.

Подготовка к работе

1.Повторить теоретический материал: назначение, принцип действия и область применения зануления, назначение отдельных элементов схемы зануления.

2.Подготовить в рабочей тетради таблицы для занесения результатов опыта и координатную сетку для построения графиков.

Общие замечания

Защитным занулением в электроустановках напряжением до 1 кВ называется преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Нулевой защитный проводник – защитный проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.

30

Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) – проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока.

Заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземляющий проводник – проводник, соединяющий заземляющую точку с заземлителем.

Заземлитель – проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Напряжение на заземляющем устройстве – напряжение,

возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.

Сопротивление заземляющего устройства – отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

Защитное зануление применяют в 3х фазных сетях до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.

Принципиальная схема зануления представлена на рис. 4.1.

	Uф		L1
	U ф	U a	L
			2
	U ф	Iк	L3
		I к
			PEN
		BA
	R0		Rn

Рис. 4.1. Принципиальная схема защитного зануления в сети с глухозаземленной нейтралью

1 - корпус потребителя электроэнергии;

Ro - сопротивление заземления нейтрали источника тока; Rn – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; ВА - автоматический выключатель с защитой