Исследование условий электробезопасности в трёхфазных четырёхпроводных сетях с заземлённой нейтралью

Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет

им. В.И. Ульянова-Ленина

“ЛЭТИ”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                   кафедра БЖД

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчёт по лабораторной работе N2

“Исследование условий электробезопасности в трёхфазных четырёхпроводных сетях с заземлённой нейтралью ”

 

 

 

               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                             Студентка группы 1231  Коржова О.А.

 

                                                                              Преподаватель:           Демидович О.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2004

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

 

№	Значения сопротивлений					Напряжения фаз и корпусов
	Ra, кОм	Rb, кОм	Rc, кОм	Rзам, Ом	Rз, Ом	Uа-з, В	Ub-з, В	Uc-з, В	Uk1, U0	Uk2	Uk3, Uпр
1	5	5	5			23	25	24,5	0	0	23
	150	150	150			23	25	24,5	0	0	23
2				50		31	32	12,5	10,5		31
				100		24,5	26	22,5	1		24
3					4	9,5	33,5	33,5	12,5		10
					100	21	26,5	26	2		20,5

 

 

Векторные диаграммы для оценки напряжений при однофазном прикосновении:

 

 

 

 

 

При замыкании фазы С на землю:

 

 

 

 

Векторные диаграммы для оценки опасности заземления корпусов электроприёмников:

 

 

    

 

Неисправность 1: неправильно выбрана установка срабатывания аппаратов защиты от коротких замыканий. В этом режиме защита от КЗ не срабатывает, и опасные напряжения присутствуют.

 

№	Значения сопротивлений					Напряжения фаз и корпусов
1	Ra, кОм	Rb, кОм	Rc, кОм	Rзам, Ом	Rз, Ом	Uа-з, В	Ub-з, В	Uс-з, В	Uk1, U0	Uk2	Uk3, Uпр
								16.5	16.5

 

 

Неисправность 2: выключатель нагрузки установлен не в фазном, а в нулевом проводе. Напряжения занулённых корпусов К1 и К2 относительно земли уменьшаются  в 2 раза

при включении повторного заземления нулевого провода.

 

№	Значения сопротивлений					Напряжения фаз и корпусов
	Ra, кОм	Rb, кОм	Rc, кОм	Rзам, Ом	Rз, Ом	Uа-з, В	Ub-з, В	Uс-з, В	Uk1, U0	Uk2	Uk3, Uпр
								17	25
								11	12

 

 

Неисправность 3: для случая, когда корпуса К1 и К2 занулены, а К3 заземлён.

 

№	Значения сопротивлений					Напряжения фаз и корпусов
	Ra, кОм	Rb, кОм	Rc, кОм	Rзам, Ом	Rз, Ом	Uа-з, В	Ub-з, В	Uс-з, В	Uk1, U0	Uk2	Uk3, Uпр
					4			25	25
					100			18,5	18,5

 

 

 

 

 

 

Векторные диаграммы:

 

 

 

 

 

 

 

Неисправность 4: для случая, когда произошёл обрыв цепи заземления нейтрали источника при замыкании на землю одной из фаз при:

                           1) включённом                           и

                           2) выключенном повторном заземлении  нулевого провода.

 

 

№	Значения сопротивлений					Напряжения фаз и корпусов
	Ra, кОм	Rb, кОм	Rc, кОм	Rзам, Ом	Rз, Ом	Uа-з, В	Ub-з, В	Uс-з, В	Uk1, U0	Uk2	Uk3, Uпр
				100	100				1,5	1,5	21
				100	100				1	1	23,5

 

 

 

 

 

Вывод: выполнив эту работу, мы убедились, что

 при однофазном прикосновении  Uпр>Uф;

 при увеличении Rз опасный потенциал на корпусе уменьшается, а Uпр увеличивается;

 при неисправности  №1 возникают опасные потенциалы  на занулённых корпусах;

 при неисправности  №2 опасный потенциал возникает  только на К2, т.к. он соединён  с

 фазой;

 при включении повторного  заземления потенциал распределяется  между К2 и землёй.

             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель работы: изучить способы защиты от поражений током.

 

Общие сведения

    Трёхфазные четырёхпроводные  сети с заземлённой нейтралью  – наиболее часто применяемый  в народном хозяйстве вид электрических  сетей. Такие сети имеют большое  экономическое преимущество: наряду  с трёхфазными приёмниками напряжением 380 В  (станки, насосы, вентиляторы и прочее силовое оборудование) от них могут получать питание без применения трансформаторов и однофазные приёмники напряжением 220 В (сети освещения, переносные потребители и т.п.). С точки зрения электробезопасности данная сеть является не лучшей, т.к. в ней может создаваться целый ряд опасных ситуаций. Именно в таких сетях возникает большинство электротравм.

    К наиболее  опасным относится режим однофазного  прикосновения, когда человек касается  какой-либо токоведущей части или корпуса приёмника электроэнергии, не зная о том,  что в нём есть неисправность типа замыкания фазы на корпус . Ток через тело человека в режиме однофазного прикосновения всегда будет опасным для жизни:

            

Ih = Uпр / Rh = Uф / Rh

 

    Если в сети есть неисправности изоляции типа замыканий на землю, то опасность режима однофазного прикосновения возрастает.

    Защитное заземление  корпусов приёмников электроэнергии, выполненное с соблюдением требований  к заземляющему устройству (Rз < 4 Ом) , из-за влияния цепи заземления нейтрали R0 в этих сетях оказывается неэффективным :

 

Uпр = Uф*Rз / (Rз + R0) ~ Uф / 2 ,

 

 т.е. всегда  напряжение  прикосновения к корпусу неисправного  приёмника будет больше допустимого; при этом опасные потенциалы относительно земли появляются и на нулевом проводе. Опасность режима существенно повышается, когда в качестве заземлителей используют батареи отопления, водопроводные трубы, или другие металлические конструкции, случайным образом связанные с землёй (Rз > 100 Ом).

    Действенной мерой  защиты от поражения током  в режиме замыкания фазы на  корпус является зануление –  электрическая связь корпуса  с нулевым проводом.  При занулении  замыкание фазы на корпус приводит  к однофазному короткому замыканию. Ток короткого замыкания Iк.з. , протекающий по петле ‘фаза – нуль’ , должен вызывать срабатывание максимальной защиты и отключение повреждённого приёмника . В случае неправильного выполнения зануления могут возникнуть различные опасные для жизни людей ситуации, изучаемые в настоящей лабораторной работе.