Лаба 1

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра безопасности жизнедеятельности

отчет

по лабораторной работе № 1

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Тема: Исследование условий электробезопасности в трехфазных цепях с изолированной и компенсированной нейтралью

Студенты гр. 5209		Хабибулин А.Р. Соловьев В.А. Дерий И.
Преподаватель		Демидович О.В.

Санкт-Петербург

2018

Цель работы.

Исследование опасности при однофазном прикосновении человека, режимов однофазного прикосновения и изучение основных принципов защиты от поражения электрическим током, опасности при аварийных режимах работы сети.

Основные теоретические положения.

Исследуемые закономерности: в работе исследуется зависимость напряжения, под которым оказывается человек в режиме однофазного прикосновения, от состояния изоляции и величины емкости фаз сети относительно земли, изучить принцип работы защитного заземления и ознакомиться с принципом действия устройств компенсации емкостной составляющей тока утечки.

Экспериментальные результаты.

Рис. 1. Экспериментальная схема.

Стенд имитирует трехфазную сеть, работающую в режиме с изолированной или компенсированной нейтралью. Переменные резисторы Ra, Rb, Rc и конденсаторы Ca, Cb, Cc имитируют сопротивления изоляции и емкости фаз сети относительно земли. их значения 2, 10, 50, 250, 500 кОм, ∞ и 0; 0,1; 0,3; 0,5; 1,0; 10 мкФ устанавливаются переключателями S8-S13. Выключателем S7 устанавливается режим замыкания фазы b на землю через сопротивление Rзам = 100 Ом.

Однофазное прикосновение человека имитируется подключением резистора Rh = 1 кОм к фазе а сети или корпусу приемника электроэнергии (переключатель S4); выключателем S5 выполняется замыкание фазы а на корпус электроприемника.

Обработка результатов эксперимента.

1. Исследование зависимости условий электробезопасности от состояния изоляции и величины емкости фаз сети относительно земли

Параметры сети					Результаты измерений						Результаты расчета
Сф, Ф	Ra, Ом	Rb, Ом	Rc, Ом	Uo, B		Uа-з, В	Ub-з, В	Uс-з, В	Uпр, В	Uпр.расч., В
1E-07	2000	2000	2000	8		15	34	34	15	10,81
1E-07	10000	10000	10000	17		7	40	42	7	4,34
1E-07	50000	50000	50000	23		3	45	47	3	1,89
1E-07	250000	250000	250000	23		3	45	47	3	1,68
1E-07	500000	500000	500000	23		3	45	47	3	1,68
3E-07	2000	2000	2000	8		15	34	35	15	10,92
3E-07	10000	10000	10000	17		9	38	43	9	5,58
3E-07	50000	50000	50000	22		7	41	48	8	4,74
3E-07	250000	250000	250000	22		8	41	49	8	4,85
3E-07	500000	500000	500000	23		8	41	49	8	4,87
5E-07	2000	2000	2000	8		15	33	35	15	11,12
5E-07	10000	10000	10000	16		11	35	43	12	7,27
5E-07	50000	50000	50000	21		11	37	48	11	7,37
5E-07	250000	250000	250000	21		12	37	48	12	7,60
5E-07	500000	500000	500000	21		12	37	48	12	7,63
0,000001	2000	2000	2000	8		16	31	35	16	11,93
0,000001	10000	10000	10000	13		16	39	41	17	11,08
0,000001	50000	50000	50000	16		18	29	45	18	11,98
0,000001	250000	250000	250000	16		18	29	45	18	12,27
0,000001	500000	500000	500000	16		18	28	45	18	12,30
0,00001	2000	2000	2000	7		19	28	35	19	17,62
0,00001	10000	10000	10000	9		22	25	38	22	17,84
0,00001	50000	50000	50000	10		22	24	39	22	17,89
0,00001	250000	250000	250000	10		22	24	39	22	17,90
0,00001	500000	500000	500000	10		22	24	39	23	17,90

Рис. 2. Экспериментальные зависимости напряжения при различных емкостях.

Расчет значения напряжения прикосновения осуществляется по формуле:

2. Замыкание фазы В на землю.

Параметры сети					Результаты измерений
Сф, мкФ	Ra, кОм	Rb, кОм	Rc, кОм	Uo, B		Uа-з, В	Ub-з, В	Uс-з, В	Uпр, В
0,5	50000	50000	50000	24		44	4	46	44

Напряжение прикосновения становится больше фазного.

3. Изучение принципа действия защитного заземления. Непрямое прикосновение.

Расчетная формула:

Рис. 3. Экспериментальные зависимости напряжения при различных схемах.

4. Ознакомление с принципом компенсации ёмкостных токов утечки.

Схема: “Случай полной компенсации”

1). Устанавливаем режим однофазного прикосновения к сети с изолированной нейтралью.

2). Измеряем напряжение прикосновения U_пр при и произвольном равном значении сопротивлений изоляции фаз.

3). Включаем реактор L с регулируемой индуктивностью. Измеряем напряжение U_пр при трёх значениях индуктивности реактора.

Значение индуктивности	Uпр,B
L1	3
L2	1
L3	0

Векторные диаграммы:

0

0

0

0

U_a

U_a

U_a

U_a

U_c

U_c

U_c

U_c

U_b

U_b

U_b

U_b

0

U_a

U_c

U_b

0

U_a

U_c

U_b

Рис 1

Рис 2

Рис 3

Рис 4

Рис 5

Рис 6

0

0

U_a

U_a

U_c

U_c

U_b

U_b

Рис 7

Рис 8

Защитный режим:

Выводы.

1) При сопоставлении графиков выделим закономерность протекающих процессов: при увеличении ёмкостей фаз C_ф напряжение прикосновения становится больше с каждым разом.

2) Из полученных результатов эксперимента видно, что в случае прикосновения человека корпусу он оказывается под напряжением прикосновения значительно меньше фазного. Хотя при увеличении сопротивления защитного заземления (от 0,1 кОм до 100 кОм) напряжение прикосновения возрастает (от 0,5 В до 10,5 В). И это не странно: например, бесконечное увеличение сопротивления защитного заземления уже будет эквивалентно полному его отсутствию. Следовательно, не стоит его делать слишком большим.

3) При подключении реактора L с регулируемой индуктивностью нам удалось существенно снизить напряжение прикосновения.