Министерство образования РФ
Пермский государственный технический университет
Кафедра безопасности жизнедеятельности и
рудничной вентиляции
Оценка эффективности действия защитного заземления при аварийных режимах работы электрических установок
Методические указания к учебно - исследовательской лабораторной работе
Пермь2002
Составители :НА. Трофимов,
УДК 658.382
Оценка эффективности действия защитного заземления при аварийных режимах работы Электрических установок Метод, указания по выполнению учебно-исслед. лаборат. работы / Сост. Н. А-Трофимов, Пермский государственный технический
университет. Пермь, 2002.23 с.
Приведены необходимые теоретические сведения о растекании тока в земле и действии защитного заземления, нормировании параметров защитного заземления, методах и аппаратуре для измерения сопротивления защитного заземления. Дана принципиальная электрическая схема лабораторного стенда и указан порядок выполнения лабораторной работы.
Предназначены для студентов всех технических специальностей.
Табл.3. Ил.7. Библиогр.: 6 назв.
Рецензент канд. техн. наук
Цель работы - изучить принцип действия защитного заземления, оценить его эффективность в аварийных режимах работы трехфазной трёхпроводной сети напряжения до 1000 В и научиться измерять его сопротивление.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Исследование характера изменения величины потенциалов точек почвы в поле растекания тока.
2. Определение величины тока однофазного замыкания на землю.
3. Измерение величины сопротивления защитного заземления разными методами.
4. Оценка эффективности защитного заземления.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Широкая автоматизация производственных процессов сопровождается увеличением энерговооруженности с применением электрической энергии различных параметров. Воздействие электрического тока на организм человека может иметь серьезные последствия для здоровья. И хотя злектротравмы (травмы, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги) составляют лишь незначительную часть общего числа случаев производственного травматизма, количество смертельных электропоражений в общем числе смертельных травм велико.
Действие на организм человека электрического тока одних и тех же параметров зависит от обстановки: ток, не оказавший заметного воздействия на человека в одних условиях, может привести к трагическим последствиям в других. Опасность поражения электрическим током усугубляется тем, что он не может быть обнаружен при помощи органов чувств.
Защита людей от поражения электрическим током в условиях производства достигается различными способами, одним из которых является защитное заземление.
Назначение, сущность и область применения защитного заземления
Защитное заземление предназначено для защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.
Оно представляет собой преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом (в дальнейшем землей) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Соединение металлических нетоковедущих частей оборудования с землей осуществляется с помощью заземляющего устройства, представляющего собой совокупность конструктивно объединенных заземляющих проводников и заземлителей. Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляющие части с заземлителем, представляющим собой проводник или совокупность металлически соединенных проводников, находящихся в соприкосновении с землей.
В качестве заземляющих проводников рекомендуется использовать проводники, специально предназначенные для этой цели, а также металлические строительные, производственные и электромонтажные конструкции.
Применяют естественные и искусственные заземлители. В качестве естественных заземлителей используют электропроводящие части строительных и производственных конструкций и коммуникаций /I/:
а) проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей;
б) обсадные трубы скважин;
в) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящихся в соприкосновении с землей;
г) свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле;
д) рельсовые пути магистральных неэлектрофицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.
В качестве искусственных заземлителей рекомендуется применять /2/:
а) углубленные заземлители - полосы или круглая сталь, укладываемые горизонтально на дно котлована по периметру фундаментов;
6} вертикальные заземлители - стальные стержни или угловая сталь (длина стержневых электродов должна быть 4,5-5 м, электродов из угловой стали - 2,5-3 м);
в) горизонтальные заземлители - круглая сталь в стальные полосы.
Количество, геометрические размеры и способ расположения заземлителей должны обеспечить при данном сопротивлении грунта необходимую величину сопротивления заземления.
Принцип действия защитного заземления заключается в снижении напряжения до малого значения между защищаемым элементом оборудования, оказавшимся под напряжением, и землей.
Согласно Правилам устройства электроустановок /I/ и ГОСТ 12.1.030-81 /3/ заземление электроустановок необходимо выполнить:
1. При номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока - во всех случаях.
2. При номинальных напряжениях выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока при работах в условиях (помещениях) с повышенной опасностью и особо опасных по ГОСТ 12.1.013-78 /4/.
3. При всех напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных (установках) помещениях.
Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих пяти условий, создающих повышенную опасность:
сырости, когда относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %;
высокой температуры, когда температура воздуха длительно (свыше суток) превышает +35 °С;
токопроводящей пыли, когда по условиям производства в помещениях выделяется токопроводящая технологическая пыль в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т. п.;
токопроводящях полов - металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т. п.;
возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.
Помещения особо опасные характеризуются наличием одного из следующих трех условий, создающих особую опасность:
особой сырости, когда относительная влажность воздуха близка к 100 %,
химически активной или органической среды (в таких помещениях постоянно или в течение длительном времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образующие отложения или плесень, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования);
одновременным наличием двух и более условий, свойственных помещениям с повышенной опасностью.
Остальные помещения относятся к помещениям без повышенной опасности.
Заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников, ручных инструментов и т. п.; приводы электрических выключателей и разъединителей, каркасы и ограждения щитов, пультов и шкафов и т. п.
Растекание тока в земле
При замыкании одной из фаз электроустановки на заземленный корпус электрооборудования ток замыкания растекается в земле с элементов заземляющего устройства. При этом возникает опасность поражения человека током, так как между корпусов оборудования и землей, а также между отдельными точками грунта, где могут находиться люди, возникают напряжения. Чтобы определить степень
опасности поражения людей электрическим током при замыкании на
землю, т. е. величину тока, проходящего через человека, находящегося вблизи места замыкания на землю или касающегося заземленного корпуса электрооборудования, рассмотрим закон распределения потенциалов на поверхности земли при растекании в нем тока.
Форма заземлителя может быть очень сложной. Состав, а следовательно, электрические свойства грунтов, как правило, неоднороден, особенно если учесть слоистое строение грунта. Поэтому закон распределения потенциалов в электрическом поле заземлителя описывается сложной зависимостью.
Чтобы упростить картину электрического поля и его анализ, сделаем следующие допущения: заземлитель имеет форму полусферы; грунт (земля) однородный и изотропный; удельное сопротивление грунта во много раз больше удельного сопротивления материала заземлителя (металла).
Если другой электрод находится достаточно далеко, то линии тока вблизи исследуемого заземлителя направлены по радиусам от его центра. При этом линии тока перпендикулярны как к поверхности самого заземлителя, так и к любой полусфере в грунте, концентричной с ним (рис.1).
Рис.1. Растекание тока замыкания на землю
в грунте через полусферический заземлитель
Стекающий с заземлителя ток создает в грунте с удельным электрическим сопротивлением ρ электрическое поле напряженностью Ε. Величину этой напряженности можно определить на основании закона Ома:
,
где j - плотность электрического тока в зоне растекания в земле.
Поскольку грунт однородный и изотропный, ток распределяется по поверхности электрических полусфер равномерно. Поэтому плотность тока в любой точке, находящейся на расстоянии x от заземлителя, определяется как отношение тока замыкания на землю Jз, к площади поверхности полушара радиусом X :
(2)
Эта поверхность является эквипотенциальной.
Выделив на расстоянии х от заземлителя элементарный слой толщиной dх, получим падение напряжения в этом слое:
DU=Edx (3)
Потенциал произвольно выбранной точки А, т. е. ее напряжение относительно другой бесконечно удаленной точки, обладающей нулевым потенциалом, найдем из выражения
(4)
Решая совместно уравнения (I, получим
(5)
Если приравнять
,
то получим уравнение гиперболы:
Такое распределение потенциалов объясняется формой проводника - грунта, поперечное сечение которого возрастает пропорционально квадрату расстояния от центра заземлителя.
Точки, лежащие на поверхности грунта, имеют тем меньший потенциал, чем дальше они находятся от заземлителя: в пределе потенциал удаленных точек грунта стремится к нулю. Те точки поверхности грунта, потенциал которых может быть принят равным нулю, называются электротехнической землей. Плотность тока в электротехнической земле также может быть принята равной нулю.
Зона земли, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю, называется зоной растекания тока замыкания на землю.
Принято считать, что электротехническая земля в зависимости от свойств грунта начинается с расстояния 10-20 м от заземлителя, так как на этом расстоянии и далее потенциал грунта не превышает нескольких процентов от потенциала заземлителя.
Таким образом, при полушаровом заземлителе потенциал точек на поверхности земли изменяется по гиперболе. Если пренебречь точками, расположенными в непосредственной близости от заземлителя, полученная зависимость может быть с некоторым приближением использована для изучения поля растекания и при других заземлителях (стержень под уголок).
Во всех случаях максимальный потенциал будет иметь сам заземлитель. На поверхности заземлителя, где расстояние от центра равно rз, потенциал или напряжение заземлителя относительно земли
(6)
здесь Rз - сопротивление растеканию тока.
Если какая-либо точка электрической цепи оказывается в контакте с заземлителем, вследствие чего через заземлитель протекает ток Iз, потенциал заземлителя φз сообщается и данной точке. Это обстоятельство, благодаря которому в результате, контакта с заземлителем любая точка электрической цепи может создать свой потенциал
(напряжение относительно земли) до величины IзRз, используется для целей безопасности. Мера защиты такого рода называется защитным заземлением.
Определение величины тока однофазного замыкания на землю
Электрическим замыканием на землю называется случайное электрическое соединение токоведущей части непосредственно с землей или нетоковедущими проводящими конструкциями, или предметами, не изолированными от земли.
Током замыкания на землю называется ток, проходящий через место замыкания на землю.
Рис.2. Схема измерения; величины тока однофазного замыкания на землю
Величина тока однофазного замыкания на землю в общем случае зависит от режима нейтрали (изолированная или глухозаземленная нейтраль), мощности, протяженности и конструкции сети (воздушная или кабельная), состояния
изоляции и емкости проводов и т. п.
Некоторые параметры электрических сетей в процессе их эксплуатации изменяются. Поэтому определить величину тока однофазного замыкания на землю аналитическим путём довольно трудно. На практике обычно величину тока замыкания на землю определяют путем измерения с помощью амперметра, включенного в заземляющий провод непосредственно через трансформатор тока (рис.2).
В целом токи замыкании на землю в сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В обычно невелики. В установках и помещениях без повышенной опасности, с нормальными условиями среды этот ток не превышает нескольких ампер; в особо опасных помещениях он пожег достигать десятков ампер.
Напряжения прикосновения и шага
Напряжение прикосновения - напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.
Рис.3. Напряжение прикосновения к заземленным нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением
Для человека, стоящего на грунте и касающегося заземленного корпуса, оказавшегося под напряжением (рис. 3), напряжение прикосновения
Uпр= φр - φн , (7)
где φр, φн - соответственно величины потенциалов руки и ног.
Так как человек касается корпуса, то потенциал корпуса (напряжение его относительно земли)
φк = φр
На рис.3 показаны два корпуса потребителей (I и 2), присоединенных к заземлителю Rз. Потенциалы всех корпусов одинаковы, так как корпуса электрически связаны между собой заземляющим проводником, сопротивление которого мало. Для упрощения анализа падением напряжения в заземляющих проводниках ввиду его малости будем пренебрегать и считать, что Uк=Uз, т. е. напряжения корпуса и заземлителя относительно земли равны между собой.
Как видно на рис.3, потенциалы ног человека зависят от его
местоположения относительно заземлителя. По мере удаления от заземлителя потенциалы ног человека уменьшаются (φ1 > φ2).
Следовательно, по мере удаления от заземлителя напряжение прикосновения в соответствии с выражением (7) возрастает (Uпр2>Uпр1) и у корпуса потребителя, находящегося за пределами зоны растекания тока, оно равно напряжению корпуса относительно земли, так как человек стоят на земле, где потенциал ног равен нулю.
В общем случае напряжение прикосновения может быть определено из выражения
Uпр = α1α2Uз, (8)
где α1 - коэффициент напряжения прикосновения, учитывавший форму потенциальной кривой (зависит от формы и конфигурации заземлителя и положения точки, в которой он определяется относительно заземлителя), α1=0,1...0,75;
α2 - коэффициент, учитывающий падение напряжения в дополнительных сопротивлениях цепи человека (сопротивление обуви и сопротивление опорной поверхности ног растеканию тока или сопротивление пола).
Напряжение шага - напряжение между двумя точками цепи тока, которые находятся одна от другой на расстоянии шага (0,8 м) и на которых одновременно стоит человек.
Рис.4. Напряжение шага
Человек, находящийся в зоне растекания, оказывается под напряжением шага, если его ноги находятся в точках А и В с разными потенциалами (рис.4):
Uш=φA- φB, (9)
Как видно из рис.4, по мере удаления от заземлителя величина напряжения шага уменьшается (Uш1>Uш2). Человек, находящийся вне зоны растекания тока замыкания на землю, вообще не попадает под напряжение шага, так как потенциалы обеих ног человека равны нулю.
В общем случае напряжение шага так же, как и напряжение прикосновения, может быть выражено через напряжение заземлителя:
Uш = β1β2Uз, (10)
где β1, - коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой, β1 = 0,10...0,15;
β2 - коэффициент, учитывающий падение напряжения в дополнительных сопротивлениях цепи (сопротивление обуви и сопротивление пола).
Нормирование параметров защитного заземления
Поскольку заземление должно обеспечивать безопасность при прикосновении к нетоковедущим частям, случайно оказавшимся под напряжением, то величина напряжений прикосновения не должна превосходить предельно допустимых уровней:
Uпр≤ Uпр. д, (11)
"пр.3
Согласно ГОСТ 12.1.038-82 предельно допустимый уровень напряжения прикосновения для установок переменного тока напряжением до 1000 В при продолжительности воздействия тока свыше 1 с принимается равным 36 В.
Исходя из приведенных условий, можно нормировать сопротивление заземления и коэффициенты напряжения прикосновения α1 и шага β1, учитывая величину тока замыкания на землю в данной установке.
Действующие Правила устройства электроустановок /I/ предусматривают расчет заземления исходя из заданных значений сопротивлений заземляющих устройств Rз.
Наибольшие допустимые величины Rз установлены ГОСТ 12.1.030-81: для установок с рабочим напряжением до 1000 В - не более 10 Ом, для установок с рабочим напряжением > 1000 В - не более 250/Iз Ом,
Если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1000 и выше 1000 В, то сопротивление заземления принимается не более 125/Iз
Расчетная сила тока замыкания на землю Iз, должна быть определена для той из возможных в эксплуатации схемы сети, при которой имеет наибольшее значение.
Измерение величины сопротивления защитного заземления
Сопротивление заземления складывается из сопротивления почвы растеканию тока в объеме между заземляющим устройством (заземлителем) и точками почвы с нулевым потенциалом, а также переходного сопротивления от заземлителя к почве и сопротивления заземляющих проводников. Два последних сопротивления обычно очень незначительны (порядка сотых долей) и при расчете не учитываются.
Сопротивление защитного заземления (заземляющего устройства) является его важнейшим параметром, „поэтому измерение должно выполняться весьма тщательно. Сопротивление заземления необходимо измерять в периоды наименьшей проводимости грунта: зимой при наибольшем его промерзании, летом при наибольшем просыхании.
Из всех известных методов измерения сопротивления заземляющих устройств наибольшее распространение получили:
1. Методы, определяющие сопротивление заземляющего устройства по величине растекавшегося электрического тока и падению напряжения на заземляющем устройстве. Наиболее известен среди них метод амперметра - вольтметра. При измерении этими методами используются приборы типа МС-07 или МС-08.
2. Компенсационные методы, основанные на уравновешивании падений напряжений на заземляющем устройстве и заданном калиброванном сопротивлении. Используются приборы типа М 1103, М 416, М 417, РНИ и др.
Все перечисленные методы независимо от принципа, положенного в основу
измерения, базируются на измерении параметров электрической цепи, создаваемой
в земле через измеряемое заземляющее устройство, вспомогательный заземлитель и зонд (рис.5).
Рис.5. Схема измерения сопротивления заземляющих устройств методом амперметра-вольтметра
Вспомогательный заземлитель (токовый электрод Т) необходим для создания замкнутой цепи электрического тока в земле. Для определения падения напряжения на заземляющем устройстве требуется еще один заземлитель, помещенный в зону нулевого потенциала в земле. Такой заземлитель называется зондом, или потенциальным электродом П.
При определении величины сопротивления защитного заземления
методом амперметра-вольтметра измеряют ток в цепи заземляющее устройство - токовый электрод и напряжение между заземляющим устройством и потенциальным электродом (см. рис.5) и вычисляют сопротивление заземляющего устройства из выражения
Rз=Uз/Iз (12)
Независимо от применяемого метода для получения достоверных результатов измерения необходимо соблюдение двух условий:
1. Между заземляющим устройством з и токовым электродом Т должна иметься зона нулевого потенциала БВ (см. рис.5). Несоблюдение этого условия и помещение токового электрода Т в зону растекания тока с заземляющего устройства привело бы к взаимному экранированию заземлителей и искажению результатов измерения.
2. Потенциальный электрод П должен помещаться в зону нулевого потенциала (хотя и необязательно между з и Т). Только при соблюдении этого условия можно измерить полное падение напряжения на заземляющем устройстве.
Выполнение условий, обеспечивающих точное измерение, не встречает затруднений при измерении сопротивления одиночного уединенного заземлителя, так как зона нулевого потенциала лежит в радиусе 20 м от заземлителя. При измерениях, сопротивления сложных заземляющих устройств расстояния между электродами выбираются по наибольшей диагонали заземляющего устройства (рис.6).
Рис.6. Схема расположения измерительных электродов
правила безопасности при выполнении работы
1. К выполнению лабораторной работы допускается лица, прошедшие инструктаж по безопасности труда.
2. Основным опасным производственным фактором является повышенное значение напряжения в электрической цепи, поскольку все оборудование стенда работает от сети переменного тока напряжением 380/220 В.
3. Перед включением стенда ознакомиться с данными методическими указаниями.
4. Выполнять только те измерения, которые указаны в методических указаниях.
5. При поломке переключателей или появлении признаков пробоя, или утечки токов на корпус (появление запаха, дыма, ощущение легкого покалывания в кончиках пальцев, касающихся корпуса или переключателей стенда и др.) немедленно обесточить стенд с помощью красной кнопки аварийного отключения.
6. После аварийного выключения стенда сообщить ведущим занятия преподавателю или лаборанту об аварийном выключении стенда и его причинах.
7. Не предпринимать никаких самостоятельных действий по устранению неисправности стенда.
8. Повторное включение стенда производить лишь с разрешения преподавателя, ведущего занятия.
9. По окончании необходимых измерений привести стенд в исходное состояние (обесточить, переключатели поставить в исходное положение и т. д.).
10. В случае даже кратковременного ухода всех студентов из лаборатории стенд обесточить.
Экспериментальная часть
Работы выполнятся на стенде, принципиальная электрическая схема которого показана на рис. 7.
Рис.7. Принципиальная электрическая схема стенда.
Стенд позволяет определять величину тока однофазного замыкания на землю, исследовать характер изменения величины потенциалов точек почвы в поле растекание тока и измерять величину сопротивления защитного заземления методом амперметра - вольтметра и компенсационным методом.
Определение величины тока замыкания на землю
1. Переключатель П4 поставить в положение 1.
2. Переключатель П3 "I замык." - "Контр. заземл." поставить в положение "I замык.".
3. Переключатель П2 "Растекание тока" - "I замык." поставить в положение "I замык.".
4. Автоматом "Ав." включить стенд. Загорание сигнальной лампы "Сеть" свидетельствует о подаче напряжения на стенд.
5. Переключателем "Уст. варианта" установить номер варианта, который высвечивается на индикаторе "Вариант". Номер варианта соответствует порядковому номеру лабораторных занятий.
6. Нажать кнопку “Кз”.
7. Снять показания с амперметра "А".
Исследование характера изменения величины потенциалов точек почвы в зоне растекания тока
1. Переключатель П2 "Растекание тока" - "I замык." установить в положение "Растекание тока".
2. Переключателем "Перекл. точек" включить замерную точку I. Номер замерной точки высвечивается на индикаторе "Точка".
3. Последовательно переводя переключатель П1 "Перекл. точек" в положения 1, 2, ...,7, снять показания с вольтметра V1 и занести их в табл.1.
Таблица I
Потенциалы точек почвы, В | Расстояние точек почвы от заземлителя, м | ||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | Х1 | Х2 | Х3 | Х4 | Х5 | Х6 | Х7 |
4. Переключатель "Перекл. точек" вернуть на первую точку.
5. Переключатель П2 "Растек. тока" - "I замык." поставить в положение " I замык.".
6. Расстояния х1...х7 определить по формуле (5), приняв удельное сопротивление грунта ρ) в соответствии с вариантом выполняемой работы по табл.2, и занести в табл.1. Величину тока замыкания на землю Iз принять равной величине, определенной экспериментально в первом опыте.
Таблица 2
Номер варианта | Слой земли | ρ, Ом м |
1 | Песок умеренно влажный | 80 |
2 | Глина | 40 |
3 | Песок умеренно влажный | 64 |
4 | Песок сильно увлажненный | 63 |
5 | Песок умеренно увлажненный | 65 |
6 | Песок умеренно увлажненный | 72 |
7 | Глина | 40 |
Измерение величины сопротивления защитного
заземления методом амперметра-вольтметра
1. Переключатель Пз "I замык." - "Контр. заземл." установить в положение "Контр. заземл.".
2. Снять показания вольтметра "V2" и амперметра "А" и записать в табл.3.
Таблица 3
Метод измерения | Показания | Величина сопротивления защитного заземления, Ом | |
вольтметра, В | амперметра, А | ||
3. Отключить стенд автоматом "Ав.".
Измерение величины сопротивления защитного заземления компенсационным методом
Замер производится с помощью прибора М 416, установленного в нижней части лабораторного стенда:
1. Переключатель П4, поставить в положение II.
2. Проверить правильность подключения прибора М 416 к клеммам Rх, Rв, Rз стенда.
Rx – (R1+ R2),
R3 – Rз,
Rв – Rп..
3. Включить автомат питания стенда. Загорание сигнальной лампы "Сеть" свидетельствует о подаче напряжения на стенд и прибор М 416.
4. Произвести замер сопротивления защитного заземления, для чего:
- нажать и удерживать кнопку, расположенную в нижнем левом углу прибора М416;
- одновременно вращением ручки реохорда стрелку прибора вывести на отметку "О" прибора;
- с отсчетного барабана снять показания и умножить на коэффициент делителя (xl. х5, х20 или x100).
5 Подученный результат записать в табл.3.
6 Выключить автомат питания стенда.
Оценка эффективности защитного заземления
1. Рассчитать величины силы тока, протекающего через человека, прикоснувшегося к оказавшемуся под напряжением корпусу оборудования, при разных значениях сопротивления изоляции.
Сила тока, протекающего через человека, при отсутствия или неисправности защитного заземления определяется по следующему выражению
, (13)
где Uф - фазное напряжение сети, В;
Rr - сопротивление тела человека, равное 1000 Ом;
Rиз - сопротивление изоляции сети, Ом.
Сила тока, протекающая через человека, прикоснувшегося к корпусу заземленного оборудования, определяется по следующему выражению
, (14)
Расчеты произвести при Rиз. равном 500, 250, 50 и 10 кОм.
2. Определить Uз и Цпр соответственно по формулам (6) и (8), приняв α2 равным единице, а α1 – любое в вышеуказанных пределах, сравнить последнее с предельно допустимым уровнем напряжения прикосновения.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Наименование лабораторной работы.
2. Цель работы.
3. Результаты измерений и расчетов в таблицах, необходимые расчетные формулы.
4. Закон (график) распределения потенциалов на поверхности грунта.
5. Графическая зависимость силы тока, протекающего через человека, от сопротивления изоляции сети при наличии и отсутствии защитного заземления.
6. Выводы об эффективности защитного заземления на основе анализа полученных результатов.
7. Индекс группы и подписи членов бригады.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что понимается под защитным заземлением? Какова область его применения?
2. Что рекомендуется использовать в качестве естественных и искусственных заземлителей?
3. В каких случаях необходимо выполнять защитное заземление?
4. Что понимается под электротехнической землей?
5. Что понимается под током замыкания на землю?
6. Что понимается под шаговым напряжением и напряжением прикосновения?
7. Что учитывают коэффициенты напряжения шага и прикосновения?
8. Что учитывается при нормировании сопротивления заземляющих устройств?
9. Какие существуют методы измерения сопротивления заземляющих устройств? Какова их сущность?
10. Какие условия необходимо соблюдать при измерении сопротивления заземляющих устройств?
11. На какие классы по степени поражения людей делятся помещения?
12. Что понимается под сопротивлением защитного заземления?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Правила устройства электроустановок. М., 19с.
2. СН 102-76. Инструкция по выполнению сетей заземления в электроустановках.
3. ГОСТ I2.I.030-8I. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.
4. ГОСТ I2.I. OI3-78. ССБТ. Строительство. Электробезопасность. Общие требования.
5. ГОСТ I2.I.038-82. ССЕГ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений и токов.
6. и др. Электробезопасность в машиностроении. М.: машиностроение, 1980.
Лицензия ЛР № 000 от 22.01.92
ТРОФИМОВ, Н. И. ЗАХАРОВ
ИВАНОВА
Подписано в печать 12.03.96
Формат 60x84/16. Объем 1,5 п. л.
Тираж 50. Заказ 43.
Редакционно - издательский отдел и ротапринт Пермского государственного технического университета
