064-179 - НУВГПep3.nuwm.edu.ua/348/1/064-179.pdf · «Електробезпека»...

1

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет водного господарства та

природокористування

Кафедра охорони праці і безпеки життєдіяльності

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт з дисципліни

«Електробезпека»

студентами за напрямом підготовки

6.170202 «Охорона праці»

Рекомендовано методичною комісією

за напрямом підготовки «Охорона праці»

Протокол 1 від 31 серпня 2012 р.

Рівне 2012

064-179

2

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни

«Електробезпека» студентами за напрямом підготовки 6.170202

«Охорона праці» /М.В. Бернацький, О.В. Богданенко.- Рівне: НУВГП,

2012 - 45с.

Упорядники: М.В. Бернацький, канд. техн. наук, доцент, О.В. Богданенко, асистент.

Відповідальний за випуск: В.Л.Филипчук, д. техн. наук, професор,

завідувач кафедри охорони праці і безпеки життєдіяльності.

©Бернацький М.В.,

Богданенко О.В. 2012

©НУВГП, 2012

3

Вступ

Лабораторні роботи з дисципліни «Електробезпека» призначені для практичного вивчення і закріплення знань в галузі електробезпеки при

експлуатації електричних мереж та й електрообладнання студентами,

які навчаються за напрямом підготовки 6.170202 «Охорона праці».

Правила виконання лабораторних робіт

Перед лабораторним заняттям студент повинен вивчити

рекомендований теоретичний матеріал та переписати хід роботи у

лабораторний зошит. В зошиті необхідно також зазначити умови

проведення дослідів, а також записати розрахункові формули та таблиці. Роботи в лабораторії виконуються студентами у складі робочих

бригад, за якими на весь час роботи закріплюється певне робоче місце. Дані методичні вказівки містять опис кожної лабораторної роботи,

вказівки до виконання математичного обчислення результатів експерименту, зміст звіту. Опису кожної лабораторної роботи передують короткі теоретичні відомості. Наприкінці роботи наведено перелік рекомендованої літератури. До виконання лабораторних робіт студенти допускаються після вивчення теоретичного матеріалу й опрацювання методичних вказівок до майбутньої роботи.

У межах часу, виділеного для проведення лабораторної роботи, студент зобов'язаний виконати необхідні дослідження, оформити письмовий звіт з лабораторної роботи і захистити її.

Заходи безпеки при проведенні лабораторних робіт

Забороняється приступати до виконання будь-яких

експериментальних досліджень без дозволу викладача

1. Перед експлуатацією лабораторних установок необхідно перевірити

їх приєднання до контуру заземлення лабораторії та дотримуватись вимог НАОП 1.1.10-1.01-97 «Правила безпечної експлуатації електроустановок» (р. 5,6,7).

2. Перед початком роботи перевіряється стан лабораторного стенду і вимірювальних приладів. Студент повинен: оглянути електричні провідники, що входять до комплекту стенду, живильні кабелі, пускові

4

кнопки та інші пристрої, електровимірювальні прилади, захисні засоби,

переконатися в наявності заземлення, у відсутності оголених дротів, не закритих клемних з'єднань. 3. Під час роботи студент зобов'язаний регулярно проводити огляд

обладнання і робочого місця. При виявленні поломок необхідно негайно

сповістити про це викладача. 4. Виконання робіт на лабораторному стенді виконувати відповідно до

порядку виконання лабораторної роботи згідно методичних вказівок до

виконання лабораторних робіт. 5. Виконання необхідних змін у лабораторному стенді (збірка електричної схеми експерименту) виконувати тільки на відключеному стенді. 6. По завершенні експерименту необхідно відключити живлення електрострумом лабораторного стенду.

Лабораторна робота 1

Вимірювання опору заземлюючих пристроїв і ізоляції

електропровідника

Мета роботи: визначити опір заземлюючих пристроїв, розрахувати

необхідну кількість додаткових заземлювачів, виміряти опір ізоляції електропровідника та оцінити отриманні результати шляхом

порівняння з нормами ПУЕ.

Загальні відомості

Усі випадки ураження людини струмом внаслідок електроудару

можливі лише при замиканні електричного кола через тіло людини або,

інакше кажучи, при дотику людини не менш ніж до двох точок кола, між якими існує деяка напруга. Небезпека такого дотику, оцінювана значенням струму, що

проходить через тіло людини, або ж напругою дотику, залежить від

ряду факторів: схеми замикання електричного кола через тіло людини,

напруги мережі, схеми самої мережі, режиму її нейтралі, ступеня ізоляції струмопровідних частин від землі, а також від значень ємності струмоведучих частин відносно землі і т. п.

Однією з основних причин нещасних випадків від електричного

струму є поява напруги на металевих конструктивних частинах

електрообладнання, які нормально не знаходяться під напругою, - на

5

корпусах, кожухах, огорожах і т. п.. Напруга на цих частинах може з'явитися як результат: пошкодження ізоляції струмопровідних частин

електрообладнання (внаслідок механічних пошкоджень, електричного

пробою, природного старіння); падіння проводу, що перебуває під

напругою, на конструктивні частини електрообладнання; замикання фази мережі на землю. Небезпека ураження струмом у цих випадках

усувається за допомогою захисного заземлення, занулення, захисного

відключення, вирівнювання потенціалу, подвійною ізоляцією, а також

завдяки застосуванню малих напруг і спеціальних захисних засобів -

переносних приладів і пристосувань. Захисним заземленням називається навмисне електричне з'єднання з

землею або її еквівалентом металевих струмопровідних частин, які можуть опинитися під напругою внаслідок замикання на корпус та з інших причин.

Принцип дії захисного заземлення - зниження напруги між корпусом,

які опинилися під напругою, і землею до безпечного значення. У випадку мережі з ізольованою нейтраллю безпека досягається

зниженням струму в тілі людини за рахунок шунтування опору людини

Rл = 1000 Ом опором заземленням Rз = 4 Ом (рис. 1). Із схеми заміщення вищенаведеної ситуації маємо:

л =вв

лз , (1)

де Iл- струм у тілі людини; Iв- струм витоку (визначається значенням

опору ізоляції електроустановки щодо землі).

З наведеного виразу видно, щo чим менше Rз, тим менше Iл. При пробої ізоляції на корпус у системі із глухозаземленою

нейтраллю наступає однофазне коротке замикання (КЗ). Струм

замикання викликає спрацьовування максимального струмового захисту

(МСЗ), що відключає ушкоджену ділянку (рис. 2). З малюнка видно, що

наявність невеликого опору заземлення трохи знижує напругу дотику

Uл у порівнянні з Uф за рахунок перерозподілу падіння напруги між

внутрішнім опором трансформатора, опором фазного провідника лінії Zл і опором нульового провідника Zо. Але, через велике значення струму

в колі, зниження напруги дотику недостатньо для захисту людини від

ураження електричним струмом. Тут захист забезпечується за рахунок

6

Рис. 1. Принципова схема захисного заземлення у мережі з ізольованою

нейтраллю

Рис.2. Принципова схема захисного заземлення у мережі з

глухозаземленою нейтраллю

швидкого відключення ушкодженої фази і залежить від правильності настроювання МСЗ. Як у першому, так і в другому випадках

ефективність захисного заземлення визначається значенням опору

заземлення, тому допустимі значення опорів заземлюючих пристроїв для різних видів електроустановок встановлені «Правилами устрою

електроустановок» (ПУЕ). Зазначені правила пропонують також і періодичний контроль опорів заземлюючих пристроїв.

7

Необхідно пам’ятати, що при виконанні захисного заземлення згідно

з ПУЕ слід виконувати такі вимоги:

1) заземленню підлягають металеві неструмопровідні частини

електрообладнання, які можуть опинитись під напругою при порушенні ізоляції;


електрообладнання в усіх випадках при напрузі 380 В та вище змінного

струму, 440 В та вище постійного струму;


електрообладнання при номінальних напругах 42 В, та вище змінного

струму, 110 В постійного струму в приміщеннях підвищеної небезпеки;

4) опір захисного заземлення в електроустановках до 1000 В не повинен перевищувати 10 Ом.

Заземлювальним пристроєм називають сукупність конструктивно

об’єднаних заземлювальних провідників та заземлювача. Заземлювач –

провідник або сукупність електрично з’єднаних провідників, які перебувають у контакті із землею, або її еквівалентом (рис. 3).

Рис.3. Схема розташування заземлювачів

1 – заземлювачі; 2 – заземлювальний провідник

ПУЕ обмежують найбільші опори заземлення: • для електроустановок напругою до 1000 В:

− при сумарній потужності генераторів або трансформаторів у мережі живлення не більше 100 кВт або 100 кВА – 10 Ом;

− в інших випадках – 4 Ом;

• для електроустановок напругою вище 1000 В:

− при ефективно заземленій нейтралі мережі живлення (напругах 110

кВ та вище і великих струмах замикання на землю) – 0,5 Ом;

2

1

l h

t

L

а

d

8

− при ізольованій нейтралі мережі живлення (напругах до 35 кВ

включно) та умові, що заземлювач використовується тільки для електроустановок напругою вище 1000 В – ≤ 10 Ом .

Порядок виконання роботи

У лабораторній роботі використовується стенд, на який виведені кінці проводів, з'єднаних із реальним заземлюючим пристроєм, зондом і допоміжним стержнем. Схема з'єднання наведена на панелі стенда. Робота виконується у такій послідовності:

1. Підключити прилад МС-08 відповідно до схеми установки.

2. Зробити регулювання приладу, для чого перемикач 2, розташований

на кришці приладу, установити в положення «регулювання», обертаючи

ручку 4 генератора з одночасним поворотом ручки реостата регулювання 3,

домогтися збігу стрілки індикатора з червоною рискою на шкалі приладу. 3. Зробити вимір опору заземлення (Rвим). Для цього, після регулювання приладу перемикач 2 перевести в положення «вимір х1», тобто на межу

1000 Ом. Обертаючи ручку з такою ж швидкістю, як і при регулюванні, зняти відлік. При незначному відхиленні стрілки приладу послідовно перейти на шкалу 100 Ом (× 0.1) чи на шкалу 10 Ом (× 0.01), при цьому, для одержання результатів виміру, необхідно помножити показання шкали

приладу на множник, який відповідає положенню перемикача. Порівняти

отриману величину опору із допустимим по нормах. 4. У випадку, якщо опір заземлюючого пристрою перевищує норму, необхідно визначити кількість додаткових стержнів, щоб опір нового заземлення відповідав нормам. Для цього необхідно заміряти опір ґрунту за схемою, наведеною на панелі стенда (Rвим.гр.). Затискувачі приладу МС-08 І1 і І2 приєднують до крайніх стержнів, а затискачі Е до відповідних внутрішніх стержнів. У цьому випадку прилад показує опір (в Ом) між двома внутрішніми стержнями. Питомий опір ґрунту визначається за формулоюі:

пит = 2 ∙ вим.гр , Ом·м, (2)

де а = 20 м - відстань між стержнями; Rвим.гр - показання приладу при

вимірі. Ом.

5. Порядок розрахунку заземлення електроустановок. Визначається розрахункове значення питомого опору грунту з урахуванням його

вологості за формулою:

роз = ∙ пит ,Ом, (3)

9

де k - коефіцієнт, що враховує стан землі під час виміру.

6. Визначається опір одиночного стержня довжиною 2.5 м за спрощеною

формулою:

- для кутника 50×50×5 мм

од = 0,318 ∙ роз,Ом, (4)


од = 0,298 ∙ роз,Ом, (5)


од = 0,292 ∙ роз,Ом, (6)

7. Визначається опір групи (nдод) кутників по формулі:

кут =од

"дод∙#в , Ом, (7)

де Rод - опір одиночного стержня, Ом; nдод - кількість додаткових стержнів, що треба встановити; ηв - коефіцієнт використання вертикальних

заземлювачів. 8. Щоб заземлюючий контур виконував свою захисну функцію,

необхідно, щоб Rзаг ≤ 4 Ом, тому визначаємо кількість додаткових

стержнів:

$дод ≥од&вим'()

(∙вим∙#в, (8)

9. Результати вимірювань і розрахунків заносяться в таблицю 1.

Вимірювання опору ізоляції провідника. Одним з основних методів захисту людини від ураження електрострумом при влаштуванні електроустановок є ізоляція струмоведучих частин, до яких вона може доторкнутися. При незадовільному стані ізоляції виникає небезпека одержання электротравм. Досвід показав, що стан ізоляції в процесі експлуатації в результаті впливу на неї зовнішніх факторів (підвищеної вологості, високої температури, агресивного середовища та ін.)

погіршується. Тому опір ізоляції повинен періодично контролюватися, що і передбачається існуючими правилами.

10

Таблиця 1

Розрахунок заземлення

з/п Rвим.гр Ом

Rвим.заг Ом

а, м

k ρ пит. Ом·м

ρ роз . Ом·м

Rод Ом

ηв nдод

шт.

1.

2.

3.

Контрольне випробування опору ізоляції електропроводів напругою

до 1000 В проводиться 1 раз у 3 роки.

Вимір опору ізоляції проводиться між кожною фазою і землею та між кожною парою фаз.


1. До початку виміру підготувати прилад і мережу. Для цього, не підключаючи провідника до досліджуваної мережі, обертають рукоятку,

що знаходиться в торцевій частині приладу, і звертають увагу на положення стрілки. Якщо перемикач границі виміру знаходиться в положенні «кΩ», стрілка повинна встановлюватися на "0" шкали

мегаомметра, а при положенні "MΩ" на "∞" тієї ж шкали. Відключити

мережу, для чого вмикач поставити в положення "відкл." і зняти плавкі запобіжники.

2. Приєднати до клем мегаомметра два проводи.

3. Зробити вимір опору ізоляції. При вимірі опору ізоляції фази "А" щодо фази "В" - проводи приладу

приєднуються до цих фаз в місці установки плавких запобіжників. При

вимірі опорів ізоляції проводу "А" щодо "землі" - один провід приладу

з'єднується з землею, інший на фазі "А".

4. Покази приладу занести в таблицю результатів (таблиця 2).

5. Оформити таблицю результатів роботи і порівняти отримані при

вимірах величини з нормами ПУЭ (НАОП 0.00-1.21-98 „Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів", ССБП 12.1.030-

81 „Электробезопасность. Защитное заземление, зануление", ССБП

12.2.003-91"Оборудование производственное. Общие требования".

11

Таблиця 2

Результати визначення величини опору ізоляції

Мережа Допустимий по

нормах ПУЭ,

МОм

Опір ізоляції проводу щодо

земл,і МОм

Опір ізоляції провыдника відносно один

одного

Мережа освітлення

0,5

А=0,5

В=0,3

С=0,8

АВ=0,4

ВС=0,6

АС=1

Визначивши опір ізоляції електропроводки та порівнявши з допустимим. значенням 0,5 Мом, ізоляцію фази В пошкоджена, тому її треба замінити.

Зміст звіту

1. Назва лабораторної роботи.

2. Мета роботи.

3. Короткі теоретичні відомості про небезпеку прямого дотику до

провідника трифазної мережі. 4. Результати експериментів та розрахунки.

5. Висновки.

Література

1. Кухровський П.П. Електробезпека на виробництві та в побуті. –

Хмельницький, 2005. -240 с. 2. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. – М.:

Атомиздат, 1984.

3. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках.

– М.: Энергия, 1979.

4. ДНАОП 0.00-1.32-01 Правила будови електроустановок.

Електрообладнання спеціальних установок.

12


Визначення крокової напруги

Мета роботи:

1. Експериментальна оцінка небезпеки замикання струмопровідників (заземлювачів) на землю шляхом дослідження закону розподілу

потенціалу у грунті поблизу місця замикання та визначення напруги

кроку.

2. Дослідження електричного поля заряджених електродів різних

розмірів і конфігурації, графічне зображення ліній рівного потенціалу електричного поля.

Короткі теоретичні відомості:

Стікання струму в землю відбувається тільки через провідник,

що знаходиться з нею в безпосередньому контакті. Провідник або група з’єднаних між собою провідників, що знаходяться в землі, називаються заземлювачем.

Електричним замиканням на землю називається випадкове електричне з’єднання струмоведучої частини безпосередньо з землею

або з заземленими частинами (рис. 1).

Рис. 1. Розтікання струму в грунті через напівсферичний заземлювач

А

І І

х

Uз

U

20 м 20 м

dx

13

Коли людина підходить до апарата з пошкодженою ізоляцією однієї з фаз, вона потрапляє під різницю потенціалів, UK = φ1 – φ2 що зветься крокового напругою. Довжина кроку - 0,8 м. Для підвищення безпеки

слід знижувати напругу торкання та крокову напругу.

Напруга кроку. Людина, яка опиняється в зоні розтікання струму, знаходиться під напругою, якщо її ноги стоять на точках грунту

з різними потенціалами. Напругою кроку (кроковою напругою)

називається напруга між двома точками електричного кола, що

знаходяться одна від одної на відстані кроку (0,8 м) і на яких одночасно

стоїть людина. На рис. 2 наведено розподіл потенціалів навколо

одиночного заземлювача. Напруга кроку Uк визначається як різниця потенціалів між точками 1 та 2, на яких стоять ноги людини:

Рис. 2. Розподіл потенціалів навколо одиночного заземлювача

Uк = φ1 – φ2 , (1)

Оскільки точка 1 знаходиться на відстані х від заземлювача, то її потенціал при напівсферичному заземлювачі дорівнює:

φ1 = Ізρ/2πх , (2)

Точка 2 знаходиться на відстані х + а, де а – відстань кроку людини

(рис.2). В такому випадку її потенціал становить

φ2 = Ізρ/2π(х + а) , (3)

Uз

Rз х

а

Uк = φ1 – φ2

φ2 φ1

2 1

14

Тоді:

, (4)

У випадку обриву проводу лінії електропередач забороняється наближатися до місця замикання проводу на землю в радіусі 8 м.

Виходити із зони розтікання струму необхідно кроками, що не перевищують довжини ступні. Якщо необхідно наблизитися до місця замикання проводу на землю, то для запобігання ураження кроковою

напругою необхідно вдягнути діелектричні калоші чи боти.

Опис лабораторної установки

Прилади та інструменти:

Електролітична ванна (дерев’яний ящик з вологим піском, вода), електроди розміром від 3-х до 5 см (найкращий напівсферичний

діаметром 1см , що дозволяє звести його до точкового (відстань до дна ящика буде достатньою в такому випадку); лабораторний

автотрансформатор, джерело живлення від 1,5 до 4,5 В; вольтметр;

міліамперметр; лінійки; міліметровий папір; 2 зонди (металічний

стержень) добре ізольований по всій довжині крім кінця. Лабораторна робота проводиться на моделі шляхом моделювання

замикання струмоведучого провідника на землю з наступним виміром

напруги дотику та кроку.

За програмою визначено, що розміри електролітичної ванни (ящику з піском) повинен дорівнювати 45 см на 45 см.

В моделі (рис. 3) максимальна відстань від заземлювача до точки

ґрунту, потенціал якої умовно можна прийняти таким, що дорівнює нулю, складає 43 см, що у реальних умовах відповідає 20 м. (при

напрузі 3,5 В) . Грунт – вологий пісок, що має значний питомий опір в Ом×м. (орієнтовно 700 Ом×м).

Вимір струму, що стікає в землю, виконується за допомогою

міліамперметра. Виміри потенціалу точок ґрунту та напруги дотику

виконуються за допомогою окремого вольтметра. У моделі застосовується понижена напруга. Всі вимірювані напруги

необхідно перераховувати для наведення результатів вимірів до

реальної напруги замикання на землю.

( )axx

aI

axx

IU

ззк

+⋅⋅⋅

⋅⋅=

+−⋅

⋅

⋅=

π

ρ

π

ρ

2

11

2

15

Рис 3. Схема моделі:

1- ящик з піском; 2 – електроди розміром 3 – 5 см; 3 –джерело змінної напруги; міліамперметр, вольтметр.

Опис установки:

У вологий пісок вставляються металеві електроди або лише один

сферичний електрод, які підключаються до джерела живлення змінного

струму певної напруги. У вологому піску встановлюється деякий

розподіл потенціалу. Лінії струму подібні до силових ліній

електростатичного поля. Вимірюється різниця потенціалів двох любих

точок, що знаходяться в просторі між електродами (по програмі –

замкнений контур). Якщо обидва зонди знаходяться в двох точках

рівного потенціалу (різниця потенціалів = 0), то струм між ними не проходить. Якщо не дорівнює нулю, то струм проходить. Чим більша різниця потенціалів, тим більший струм. Поверхня електроду є еквіпотенціальна поверхня.

Порядок виконання роботи. Вказівки до її виконання

Перевірити модель на справність: для цього зонди встановити в

любих точках недалеко від електродів і подивитись на покази

міліамперметра.

1

А 2

V

3

16

1. За міліамперметром визначити струм Iз, що стікає на землю. За поданою напругою визначити опір заземлювача Rз

* =+

, , (5)

2. Виміряти потенціали точок грунту, усунених від заземлювача на відстані 0...42 см. Встановити один зонд вертикально проти середини

електродів. Другим зондом торкаючись поверхні піску знайти інші точки того ж потенціалу вище і нижче середньої точки. Струм повинен

бути відсутнім (див. покази міліамперметра). Провести лінію, що

відповідає еквіпотенціальній поверхні. 3. На міліметровому папері в масштабі накреслити установку з

піском і електроди. За допомогою лінійок, що наклеєні на бортах ящика, і рухомої лінійки визначити координати точок ліній рівного потенціалу

і перенести їх на міліметрову папір. Результати занести у таблицю (1).

Відстань на моделі Lм перерахувати на реальну відстань LР, а напруги

на моделі φм- на реальні напруги φР.

4. Використати розділ програми «Електрик» - крокова напруга для перевірки експерементальних даних з даними в реальних умовах для відповідного струму замикання

LР=к · Lм , φР=U

UР φм, (6)

к – коефіцієнт пропорційності моделі реальним даним.

В програмі Elcut «отримано наступний розподіл потенціалів для реальних умов на віддалі 20 м і на віддалі 43 см.

17

5. Побудувати залежність розподілу потенціалів точок фунту за мірою вилучення від заземлювача, визначивши на графіку модельовані та реальні відстані.

Таблиця 3

Потенціал точок грунту

Відстань на моделіі Lм, см 0 3 ... 39 42

Потенціал грунту на моделі φм, В ...

Реальна відстань Lp, м 0 1,43 ... 18,56 20

Реальний потенціал грунту φР, В ...

6. За графіком потенційної кривої послідовно переміщуючись від

заземлювача на ширину кроку, визначити потенціали точок ґрунту, на яких знаходяться ноги людини. Ширину кроку прийняти такою, щоб

дорівнювала 0.8 м. Обчислити напругу кроку та струм, що проходить крізь тіло людини.

Напругу кроку слід обчислювати до кроку, при якому напруга та струм, що проходить крізь тіло людини, не буде представляти небезпеку

для людини.

Результати занести у таблицю 4.

Таблиця 4

Розрахунок напруги кроку

Номер кроку 1 2 3 ...

Відстань ніг від заземлювача, м 0/0,8 0,8/1,6 1,6/2,4 ...

Потенціал ближньої ноги, В

Потенціал дальньої ноги, В

Напруга кроку, В

Струм, що проходить крізь тіло

людини, мА

7. Аналіз отриманих результатів. Оцінити відстань від заземлювача, за якої струм, що проходить крізь

тіло людини під час впливу напруги дотику, не буде представляти

небезпеку для людини.

За отриманими результатами (табл.4) виділити небезпечну для людини зону у полі розтікання струму та вказати цю зону на графіку

18

зміни потенціалу точок ґрунту. Порівняти отриману небезпечну зону з зоною, де напруга кроку не перевищує 20 В.

потенціалу заземлювача буде дещо менше від дійсного через вплив струмового електроду Д. Тому потенціальний електрод необхідно

змістити дещо ближче до струмового, потенціал якого відмінний від 0 і дорівнює потенціалу, наведеному на заземлювачі струмовим

електродом.
















Визначення питомого опору грунту

Мета роботи: здобути практичні навички при вимірюванні питомого опору ґрунту, вивчити прилад М 416 та методику вимірювань за методом 4-х електродів.

19

Короткі теоретичні відомості

Для більш точного розрахунку та проектування заземлюючих

пристроїв необхідно знати фактичний питомий опір ґрунту. Питомим

опором ґрунту називають електричний опір куба ґрунту із гранею 1 м.

Питомий опір ґрунту вимірюється в Ом×м.

Питомий опір грунту залежить від складу, щільності, вологості і температури ґрунту. Він не є постійним, а змінюється на протязі року

під дією головним чином вмісту вологи і температури грунту (зимою,

літом, весною, осінню). Фактори впливу враховуються при вимірюванні питомого опору грунту сезонними коефіцієнтами і коефіцієнтами, які враховують стан землі при вимірюваннях, з тим щоб необхідний опір

заземлюючих пристроїв зберігався в любий сезон і при любій вологості землі, тобто при неблагоприємних умовах.

Вимірювання питомого опору грунту проводимо методом 4-х

електродів. Вимірювання слід проводити в теплий період року.

При пропусканні струму через крайні електроди, між середніми виникає різниця потенціалів U. Значення U в однорідній землі прямо пропорційні питомому опору ρ і струму I і обернено пропорційні відстані a тобто:

- =./

012 , (1)

або =012+

= 2вим , (2)

де Rвим – покази приладу М416

Чим більше значення a, тим більший об’єм землі охоплюється електричним полем електродів. Тому змінюючи a можна отримати

значення питомого опору грунту в залежності від відстані між

електродами. При однорідній землі значення ρ не буде змінюватися при

зміні відстані (зміни будуть при різній вологості грунту).

Рис. 1. Схема приладу М416

3 124

5

6

20

Прилад М416 призначений для вимірювання опору заземлюючих

пристроїв, активних опорів, а також для визначення питомого опору

грунту. Межі вимірювання приладу М416 від 0.1 до 1000 Ом ( шкала 5

проградуйована від 0 – 10), він розрахований для роботи при

температурі навколишнього повітря від -25°С до +60°С та відносній

вологості до 95%. Принцип дії приладу базується на компенсаційному

методі вимірювання з використанням допоміжного заземлення і потенційного електроду (зонда). Реохорд має цифрову шкалу, що дає змогу безпосередньо визначити вимірювальний опір.

Для підключення опору, який вимірюється, допоміжного

заземлення та зонду на приладі є чотири затискачі. Для грубих

вимірювань опору заземлення затискачі з'єднують перемичкою і прилад

підключають до вимірюваного об'єкту за схемою де використовують допоміжний стержень і зонд.

Підготовка приладу М416 до роботи:

− встановити прилад на рівній поверхні, відкрити кришку,

увімкнути живлення; − для того щоб перевірити прилад необхідно встановити перемикач

1 в положення 2 "Контроль 5 Ом". Натиснути і тримати кнопку 4 та обертаючи ручку 3 "Реохорд" добитися встановлення стрілки

індикатора 5 на нульову поділку. На шкалі реохорда при цьому має бути

показ 5 ± 0.35 Ом;

− при вимірюваннях прилад треба розміщувати безпосередньо

близько від обладнання, оскільки при цьому на результат вимірювань менше впливає опір провідника, з'єднаного з затискачами 6.

Методика проведення вимірювань приладом М416

Вимірювання проводять в такому порядку:

Перемикач 1 встановлюють в положення «×1»; натискають на кнопку 4 і, обертаючи «Реохорд» 3 для збільшення чутливості до

найбільшого значення, встановлюють стрілку індикатора на нульову

поділку; результат вимірювання дорівнює добутку показань реохорда на множник . Якщо вимірюваний опір більший 10 Ом, перемикач 1

встановлюють у положення «×5», «×20» або «×100» і виконують вимірювання аналогічно.

21

Порядок виконання роботи:

1. Для визначення питомого опору грунту забивають в землю на прямій лінії 4 стержні (електроди) на відстані l один від одного.

Глибина l1 забивки стержнів повинна бути не більше 1/20 відстані l

(рис. 2) але не менше 0,5 м. При грунті з високим питомим опором

точність вимірювання можна підвищити зменшивши опір

заземлювачів в грунті шляхом зволоження грунту коло стержнів 2. Усі з’єднання виконувати гнучким мідним дротом перерізом

1,5...2,5 мм з надійною ізоляцією.

3. Перемикач приладу М416 встановити в положення “×1”.

4. Натиснувши кнопку 4, обертаючи ручку 3 “Реохорд”, домогтися максимального наближення стрілки індикатора до нуля.

5. Результат вимірювання дорівнює перемноженню показань шкали реохорда на множник.

Питомий опір грунту, в який забиті стержні, визначити з формули:

1

24

ln

xâè ì

R l

l

d

ρ π⋅

= Ом·м , (3)

де Rх – опір вимірюваного заземлення, Ом; l1 – глибина забивки

стержнів (заземлювачів), м; d – діаметр стержня, м; l – відстань між

стержнями, м, (приймаємо 20 м).

6. Опір вимірюваного заземлення Rx визначаємо методом

випробувального (контрольного) електроду (зонду) . Для цього електрод

(кутник, стержень) діаметром 4- 5 см заглиблюють в землю так, щоб

його верх знаходився на глибині 0,6 – 0.7 м від рівня землі і вимірюють опір електроду. Схема взаємного розміщення зонду і додаткових

електродів (рис. 3).

Користуємось даними наближених значень опорів вертикальних

електродів, визначаємо наближене значення питомого опору грунту.

Електрод Опір, Ом 1 2

Вертикальний, кутникова сталь, стержень, труба

ρ/l, де l – довжина електроду в м.

22

1 2

Полосова сталь шириною 40

мм або кругла сталь діаметром

20 мм

2ρ/l, де l – довжина полоси

в м.

7. Знаходимо питомий опір ґрунту на глибині занурення труби за формулою

d

l

lR

4ln

73,2=ρ , (4)

де ρ – питомий опір ґрунту, Ом×м; R – виміряний опір заземлення, Ом;

l – глибина занурення труби, м; d – діаметр труби, м.

8. Встановити відповідність здобутих результатів до характеристик ґрунту, заповнити таблицю 1 результатів вимірювання.

Таблиця 1

Наближені значення коефіцієнтів сезонності

Тип заземлювача Кс1 Кс2 Кс3

Стержневі заземлювачі довжиною 2,5...З м 2 1,5 1,4

Протяжні заземлювачі на глибині 0,8 м 3 2 1,6

Значення коефіцієнта Кс1 використовують при найбільшій кількості

опадів, які випали в час перед вимірюванням. Значення коефіцієнта Кс2

використовують при середній кількості опадів. Значення коефіцієнта Кс3

використовують у випадку найменшої кількості опадів, які випали за

час перед вимірюванням.

23

Таблиця 2

Значення питомих електричних опорів різних ґрунтів і води

Ґрунт, вода Г

лина

Суглинок

Пісок

Супісок

Торф

Чорнозем

Садова

земля

Кам

’янис-

тий

Скелястий

Межі коливання

8...

...70

40...

...150

400...

...700

150...

...400

10...

...30

9...

...53

30...

...60

500...

...800

104...

...107

Таблиця 3

Результати визначення питомого опору грунту

Місце

виміру

Назва

приладу

Відстань між

електродами,

м Опір

за

приладом

, Ом

ρ ґрунту,

Ом×м

Коефіцієнт сезонності

Питомий

опір

ґрунту,

Ом×м

Рис. 2 Схема визначення питомого опору грунту за методом

чотирьох електродів

М

а а а

0.1

до 1 м

24

Рис. 3 Взаємне розміщення контрольного зонду x і двох додаткових

електродів – T – струму і n – потенціального для визначення опору

розтіканню контрольного зонду















x

T

n

20

20

мм

20 мм

25


Визначення опору розтікання струму різних заземлювачів

Мета роботи: дослідження кульового і стержневого заземлювача методом фізичного моделювання його електричного поля


В лабораторній роботі відтворюється в масштабі явище розтікання струму в землі від заглиблених в неї металевих провідників, які використовуються для заземлення тих чи інших точок електричних

пристроїв. Опором провідників – заземлювачів нехтують, а визначають опір, який зустрічає струм при його розтіканні в землі від заземлювача. У електроенергетичних пристроях при коротких замиканнях на

землю довільних точок електричного кола, які у нормальних умовах не повинні мати контакт з землею, при пошкодженні ізоляції провідників електричної системи відносно землі виникають великі струми короткого

замикання, які будуть проходити через заземлювачі, землю і місце ушкодження електричного кола. Падіння напруги на поверхні землі навколо заземлювача залежить від значення струму короткого

замикання і від опору заземлення. Основою заземлюючого пристрою є заземлювач, що представляє

собою систему провідників, які знаходяться в контакті з землею і призначені для відведення струму в землю. Опір, який зустрічає струм

при розтіканні в землі від заземлювача, називають опором заземлювача. Опором самих провідників заземлюючих пристроїв, як правило,

нехтують через малу величину. Падіння напруги біля заземлювача залежить від величини струму і опору заземлювача. Для зменшення цієї напруги при неможливості зменшення струму необхідно зменшити

розміри заземлюючої системи або, якщо є можливість, збільшити

питому провідність грунту біля заземлювача. В данній лабораторній роботі досліджуються заземлювачі кульової і

циліндричної форм, будуються криві розподілу потенціалу по радіусу

від заземлювача. Розглянемо ідеальний напівсферичний заземлювач (рис.1).

26

Струм I розтікається від напівсферичного заземлювача радіально при

цьому на відстані R від заземлювача внаслідок симетрії поля густина струму δ буде однакова і нормальна до поверхні на півсфери:

22 R

I

πδ =

, Ом/м (1)

Опираючись на закон Ома в диференційній формі потенціал поля знаходиться по формулі:

CR

IRdE +

⋅⋅⋅=⋅−= ∫ γπ

ϕ2 , (2)

де γ - питома провідність грунту; R – поточна координата; С –

постійна інтегрування На великій відстані від заземлювача поле затухає, тобто при R = ∞

потенціал ϕ = 0, відповідно, С = 0.

Визначимо опір заземлення шару землі dR (рис. 1):

S

dRdr

з⋅

=γ

(3)

де S = 2⋅π⋅R2 – площа напівсферичної поверхні.

Звідси опір заземлення:

Рис. 1. Схема розтікання струму в землі при

напівсферичному заземлювачі.

27

∫ ∫∞ ∞ ∞

⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅−=

⋅⋅⋅==

0 0 002

2

1

2

1

2R R

ззRRR

dRdrr

γπγππγ (4)

Аналіз залежності (4) свідчить, що опір заземлення залежить від

радіусу і питомої провідності заземлюючого середовища. На рис. 1

вказана залежність rз = f(R).

Опір заземлення кульового заземлювача, що знаходиться на великій

глибині, коли впливом поверхні землі на картину ліній струму в зоні визначення опору можна знехтувати, дорівнює:

04

1

Rr

з⋅⋅⋅

=γπ

. (5)

Якщо ж врахувати вплив поверхні землі на картину ліній в зоні опору (рис. 2):

⋅+

⋅⋅⋅=

h

R

Rr

з2

14

1 0

0γπ

, (6)

де h – відстань від поверхні землі до середини кулі; R0 – радіус кулі..

Рис. 2. Схема по визначенню опору кульового заземлювача

Лабораторна установка:

Визначення опору розтікання заземлювачів і експериментальна побудова картини поля на електричній моделі виконується за допомогою лабораторної установки (рис. 3), яка складається з баку

заповненого водою, в який заглиблені кульовий і циліндричний

h

зr

а2R

l

3γссередовище

3γссередовище

28

заземлювачі – електроди, міліамперметра і вольтметра, реостата (змінний резистором опором 4,7 ком), джерела змінної напруги 10 В від

стабілізованого джерела живлення на піддіапазоні від 0 до 15 В, зонду з тонкої ізольованої проволоки.

Рис. 3. Схема лабораторної установки

Один кінець зонда може опускатись в воду на довільну глибину, а другий кінець підключений до вимірювальної схеми.

У якості заземлювача використовується металева куля радіусом 10 мм.

Порядок виконання роботи:

1. Між баком і кулею підтримується напруга 10 В.

2. Занурюємо кулю та стержень на глибину яка дорівнює його радіусу

в 1 см. Вимірюємо за допомогою міліамперметра струм розтіканню, а за допомогою зонду і вимірювальної схеми знімаємо криву розподілу потенціалу по поверхні води вздовж радіальної лінії від поверхні кулі до

стінки бака.

3. Знаючи опір заземлення (в досліді і теоретично), визначаємо струм

розтікання:

=+

, А (7)

4. Занурюємо кулю на глибину, що дорівнює половині висоти рівня води 20 см., повторюємо вимір .

5. Визначаємо опори заземлення в таблиці 1: дослідний та теоретичний.

h

Радіус кулі

10 В

м

V

29

Таблиця 1

Визначення опорів заземлення

Напруга живлення

U,

В

h,

см

Uд,

В

Uт,

В

I,

мА

Rд,

Ом

Rт,

Ом

10 10

10 20

10 50

Будуємо криві розподілу потенціалу на поверхні води вздовж

радіальної лінії при різних глибинах занурення в залежності від відстані від кулі або стержня від стінки баки при переміщення зонда: за значеннями в досліді і теоретично при питомій провідності води

γ=5.35×10-4

Ом/см.

6. Теоретично визначаємо опори заземлення і струм розтікання для кулі і стержня а результати порівняти з експериментальними даними

7. Зробити висновки по роботі.













5. ДНАОП 0.00-1.32-01 Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок.

30


Дослідження опору тіла людини електричному струму


Дослідження основних параметрів електричного опору тіла людини,

впливу частоти струму і площі електродів на величину електричного

опору тіла людини.

Загальні теоретичні відомості:

При експлуатації різних електроустановок часто трапляється дотик людини до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою. У

цьому випадку струм, що проходить через тіло людини, залежить від

параметрів електричного кола, фізіологічних факторів, параметрів мікроклімату робочої зони і навколишнього середовища, стану шкіри

людини в місці контакту.

Повний електричний опір тіла людини, включеного в електричне коло, спрощено можна представити наступною еквівалентною схемою

(рис.5.1):

Рис.1. Еквівалентна схема електричного опору тіла людини:

Ск і RК – ємнісна й активна складові опору шкірного покриву;

Таким чином, у випадку дотику людини до струмоведучих частин

електроустановок, що знаходяться під напругою, струм, що проходить через тіло людини, може бути визначений за виразом

,Ч

ПРЧ

Z

UI =

(1)

RK RK

CK CK

31

де UПР – напруга дотику; ZЧ – повний опір тіла людини, обумовлений

головним чином опором зовнішніх шарів шкіри: і опором підшкірних

внутрішніх тканин RВ.

Таким чином, виходячи з еквівалентної схеми, повний опір тіла людини визначається за формулою

ZЧ = 2ZK + RB. (2)

Опір тіла людини залежить також і від частоти струму. Графік

залежності повного електричного опору тіла людини від частоти струму

в діапазоні 20...100 Гц поданий рис..2.

Рис.2 – Залежність електричного опору тіла людини від частоти

струму в діапазоні 20…100Гц

Виходячи з вище викладеного, можна стверджувати, що найбільшу

небезпеку для людини має струм промислової частоти.

Лабораторна установка

Опір тіла людини електричному струму досліджується на універсальному лабораторному стенді (рис. 3), до складу якого входять генератор фіксованих частот діапазону 20 Гц – 150 кгц з регульованою

амплітудою вихідної напруги (рис.4), ряд дисків-електродів. Стенд дозволяє вимірювати електричний опір тіла людини залежно

від частоти струму.

32

Рис..3 – Дослідження опору тіла людини електричному

струму

33

Рис.5.4 - Схема дослідження опору тіла людини електричному

струму різної частоти (ГФЧ – генератор фіксованих частот; S1, S2 –

електроди; П1 – перемикач електродів)


Завдання 1. Дослідження залежності електричного опору тіла людини від частоти струму.

1. Установити перемикач діапазонів вольтметра ВЗ-38 в положення 30 В.

2. З'єднати кабель входу вольтметра В3-38 із гніздом “Г” на змінній

панелі стенда. 3. Установити ручки “рег. выходу” генератора на вертикальній панелі стенда в крайнє ліве положення.

4. Перемикачем “П1” підключити до схеми відповідні диски-

електроди.

5. Увімкнути базовий блок тумблером “сеть”. При цьому на блоці засвічуються індикатори, що свідчить про готовність стенда до роботи.

6. Перевести тумблер “сеть” вольтметра ВЗ-38 у включене положення. Стрілочний покажчик вольтметра повинен показувати “0”

В.

7. Установити частоту 20 Гц за допомогою перемикачів “частота”,

“множитель” на вертикальній панелі стенда. 8. Розташувати руки випробуваної людини на підключених дисках-

електродах.

9. Повільно обертаючи вправо ручку “рег. выходу”, встановити за завданням викладача струм у ланцюзі за міліамперметру вертикальної панелі стенда.

10. Записати показання вольтметра В3-38, зняти руки випробуваного з електродів.

34

11. Повернути ручку “рег. выходу” у крайнє ліве положення. 12. Результати досліду занести в табл.1.

13. Повторити експеримент згідно з п.7-12, встановлюючи частоту

відповідно до вимог табл.5.I.

14. Підключити перемикачем П1 наступний тип дисків-електродів. 15. Повторити експеримент згідно п.7-13.

Таблиця 1

Результати вимірів електричного опору тіла людини

Частота f, Гц

20

40

60

80

10

0

20

0

30

0

40

0

50

0

80

0

10

00

20

00

30

00

40

00

lg f 1,3

1,6

1,7

8

1,9

2,0

2,3

2,4

8

2,6

2,7

2,9

3,0

3,3

3,4

8

3,6

Площа дисків

лектродів

,

см2

S1=

25

U

I

Л

S2=

12,5

U

I

Л

Завдання 2. Дослідження залежності електричного опору тіла людини

від величини струму, що протікає у провіднику.

1. Виконати п.1-6 завдання 1 лабораторної роботи.

2. Установити відповідно до завдання викладача частоту за допомогою

перемикачів “частота” і “множитель”, розташованих на вертикальній

панелі стенда. 3. Розташувати руки випробуваного на підключених дисках-

електродах.

4. Повільно обертаючи вправо ручку “рег. выходу”, встановити за міліамперметром вертикальної панелі стенда струм, рівний 0,1 ма.

35

5. Записати показання вольтметра В3-38. Результати вимірів занести в табл.5.2.

6. Повільно обертаючи ручку“рег.выходу”, збільшити струм до 0,2 ма.

7. Записати показання вольтметра В3-38.

8. Продовжити вимір напруги за вольтметром В3-38 і фіксування отриманих даних для струмів, зазначених у табл.5.2.

Таблиця 2

Результати досліджень електричного опору тіла людини

Струм IЛ, мА 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Напруга U, В S1

S2

Опір R, кОм S1

S2

9. Використовуючи дані табл.5.1 і 5.2, побудувати графіки залежності: Z1 = φ(f) при S1 = 25 см

2,

Z2 = φ(f) при S2 = 12,5 см2,

Z1 = φ(I) при S1 = 25 см2,

Z2 = φ(I) при S2 = 12,5 см2.

10. Визначити опір тіла людини при постійному струму методом

графічної екстраполяції, використовуючи дані табл.5.1.

11. Знайти активний опір тіла людини, використовуючи вираз. 12. Розрахувати повний опір шкіри на частоті, заданої викладачем,

використовуючи дані табл.5.2, за виразом (2).

13. Визначити ємність зовнішнього шару шкіри за формулою:

.4,39 222

22

fRZ

ZRC

KK

KKK

−=

(3)

14. Занести в табл. 3 отримані значення основних параметрів електричного опору тіла людини по шляху проходження струму “рука-

рука”.

15. Зробити висновки.

36

Таблиця 3

Параметри електричного опору тіла людини при проходженні струму

по шляху “рука-рука”

Площа електродів,

см2

RЧ0,

кОм

ZЧ0,

кОм

RК,

кОм

Частота струму f = кГц

ZЧ,

Ом

ZК,

Ом

CЧ,

мкФ

S2 = 12,5

S1 = 25













5. ДНАОП 0.00-1.32-01 Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок.


Визначення напруги дотику в трифазних мережах


Визначити і оцінити небезпеку прямого доторкання до провідників трьохфазної мережі з ізольованою і заземленою нейтралями при різних

значеннях опорів і ємностей провідників відносно землі. Провести

порівняння небезпеки для двох режимів роботи мереж – нормальному і

37

аварійному, тобто при замиканні на землю фазного провідника і відмові захисного автоматичного відключення живлення.


Згідно Правил улаштування електроустаткування (ПУЕ) прямі доторкання – це електричний контакт людей зі струмопровідними

частинами, які знаходяться під напругою.

Важкість ураження людини електричним струмом визначається напругою дотику, тобто напругою між двома провідними частинами і землею при одночасному доторку до них людини.

Небезпека доторкання, що оцінюється струмом Ih, який проходить через тіло людини, або напруги дотику Uh , залежить від багатьох

факторів: схеми включення людини в електричну мережу, напруги

мережі, а також опорів ізоляції і ємностей фазних провідників відносно

землі. В даній роботі досліджується включення людини між фазним

провідником і землею.

Трьохфазні мережі напругою до 1000 В виконуються з ізольованою

або глухо заземленими нейтралями (рис. 1). В мережі з глухозаземленою нейтралю – нейтраль джерела живлення –

трансформатора або генератора приєднується безпосередньо до

заземлюючого пристрою.

Однополюсний дотик. Дотик людини до однієї з фаз виникає у

багато разів частіше, ніж двополюсний дотик.

Найбільш загальним випадком однополюсного дотику є дотик людини до однієї з фаз чотирьохпровідної мережі з ізольованою

нейтраллю. Струм Ih, що проходить крізь тіло людини, дорівнює

h

hhhhGYY

YYUGGUI

++

+==

3

3

0

0

,

(

(1)

де Uh - напруга, додана до тіла людини; U - фазна напруга в мережі; Y –

повна провідність ізоляції фази відносно землі; Y0 - повна провідність ізоляції нейтралі відносно землі; Gh - провідність тіла людини.

38

L1

L2

L3

а)

L

1

L2

L3

в)

N

PE

Рис.1 Трьохфазні мережі: а) трьох провідна з ізольованою нейтралю;

б) чотирьох провідна з глухозаземленою нейтралю;

в) п’ятипровідна з глухозаземленою нейтралю.

Слід пам'ятати, що формула (1) справедлива для мережі, у якій

повні провідності ізоляції усіх фаз рівні між собою.

L1

L2

L3

б)

PEN

39

Глухозаземлена нейтраль – нейтраль генератора або

трансформатора, приєднана до заземлювального пристроюю

безпосередньо або через малий опір (наприклад, через трансформатори

струму).

Лінійний (фазний) провідник – провідник, який у нормальному

режимі роботи електроустановки знаходиться під напругою і використовується для передавання і розподілу електричної енергії, але не є провідником середньої точки або нейтральним провідником.

Ізольована нейтраль – нейтраль генератора або трансформатора, не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана до нього через великий опір приладів сигналізації, вимірювання та інших подібних до

них пристроїв, наявність яких практично не впливає на струм замикання на землю.

Провідник – провідна частина, призначена для проведення електричного струму певного значення.

Ih

rh

L1

L2

L3

r1

C1

r2

C2

r3

C3

Рис. 2. Доторкання людини до фазного провідника мережі з ізольованою нейтраллю при нормальному режимі роботи

40

Рис. 4. Доторкання людини до фазного провідника чотирьох провідної мережі з глухо заземленою нейтраллю при аварійному режимі роботи


При виконанні роботи використовується макет, що дозволяє імітувати розглянуті в теоретичних відомостях мереж трифазного

струму з безпечним значенням фазної і лінійної напруги 12 В (рис.5).

Замість реально існуючих розподілених опорів ізоляції і ємностей

відносно землі в моделі трифазної мережі передбачені зосереджені опори (R1,R2,R3) і ємності (С1,С2,С3) змінюючи значення яких, можна отримати мережу з потрібними параметрами.

В схемі моделі імітується підключення людини до кожного фазного

провідника мережі і до нульового провідника. Опір тіла людини

встановлюється з трьох різних значень – 1, 5, 10 кОм.

Використовується цифровий вольтметр для контролю напруг фазних проводів відносно землі.

Для вимірювання струму, який проходить через людину

використовується міліамперметр, який включено між основою на якій

стоіть людина і землею.

Перед виконанням роботи всі кнопки віджаті, а напруга фаз не

повинна бути більше 12 В

rh

rзм

r0

Ih

Iз

L1

L2

L3

N

Iз

(1)

(2)

(3)

б)

41

Для визначення струму який проходить через людину при

доторканні до фазного провідника в мережі з ізольованою нейтраллю як

в нормальному так і в аварійному режимах роботи виконати

вимірювання при різних значеннях опору ізоляції провідників і опору,

що імітує опір тіла людини та основи.

Таблиця 1

Результати вимірювань імітації опру тіла людини

бригади 1 2 3

R1=R2=R3, кОм 10 25 50

Rh+Rосн, кОм 1 5 10

1.1. В мережі з ізольованою нейтралю при нормальному режимі

роботи:

а) ізолювати нейтраль (кнопка В3).

б) імітуємо доторкання людини до фазних провідників послідовним

натисканням кнопки В8 і визначаємо Ih. Покази занести в таблицю 2.

42

A B C N

RB

RA

B4

B6

B7

RN

Rh

Rш

mAВ8

В10

V

Кн1

В9

CN

B5

B3

B2

R3

CA

CB

Rc

CC

Тр

A B C

B11

Рис.5. Схема лабораторної установки

43

Таблиця 2.

Результати вимірювань

Мережа

з Режим

роботи

Оі.ф.п.,

кОм Оз,

кОм

Ih

r1 r2 r3 IL1 IL2 IL3 IN

1 ізольованою

нейтралю н

2 ізольованою

нейтралю а

3 глухозаземленою

нейтралю н

4 глухозаземленою

нейтралю а

Примітка: н- нормальний режим роботи; а –аварійний режим роботи.

Оі.ф.п – опір ізоляції фазних провідників; Оз – опір замикання; Ih – струм через людину при почерговому доторканні до провідників і нейтрального провідника.

1.2. При дослідженні мережі з ізольованою нейтраллю в аварійному

режимі роботи все виконується в послідовності попереднього пункту

1.1, але при вимірюванні струмів необхідно натиснути кнопку Кн1,

імітуючи замикання провідників на землю. Опір в місці контакту

провідника з землею імітуємо резистором 100 Ом.

2. Для визначення струму, що проходить через людину при доторканні

провідника з заземленою нейтралю в нормальному і аварійному

режимах роботи необхідно:

а) заземлити нейтраль – включити В3 та згідно завдання опори

ізоляції під’єднати;

б) імітуємо доторкання людини до фазних провідників послідовним

натисканням кнопки В8 і визначаємо Ih. Покази занести в таблицю 2.

Результати вимірювань занести в таблицю 2.

в) при вимірюванні струмів натиснути кнопку Кн1, імітуючи

замикання провідників на землю. Опір в місці контакту провідника з землею імітуємо резистором 100 Ом.

44

3. Оцінка небезпеки ураження струмом для мережі з ізольованою

нейтралю при однакових складових повного опору ізоляції фазних

проводів, тобто R1= R2 = R3 , С1=С2=С3.

3.1. Визначити Ih (r) для мереж із ізольованою нейтраллю

постійному значенні С.

Таблиця 3.

бригади 1 2 3

С1=С2=С3, мкФ 0 5 10

Доторкання фази людиною імітується підключенням опору Rh до

обраних фазних провідників. Змінюючи опори ізоляції відносно землі R1= R2 = R3 в

відповідності з таблицею 4 зняти залежність Ih = f(r). В табл.4 вказати

значення С1=С2=С3 при яких виконувались вимірювання.

Таблиця 4

Залежність струму через людину від опору ізоляції провідників трьохфазної мережі з ізольованою нейтралю

R1=R2=R3, кОм 10 25 50 С1=С2=С3,

мкФ.

Ih, мА

3.2. Виміряти залежність Ih (С) для мережі з ізольованою

нейтралю при постійному значенні R.

Встановити постійні значення опорів ізоляції провідників R1=R2=R3 у відповідності з таблицею 5.

Таблиця 5

бригады 1 2 3

R1=R2=R3, кОм 10 25 50

Змінюючи значення ємностей фазних провідників відносно землі в відповідності таблиці 6 зняти залежність Ih =f(С) побудувавши графікз кривими.

45

Таблиця 6

Залежність струму через людину від ємності провідників на землю

трьохфазної мережі з ізольованою нейтралю

С1=С2=С3, мкФ 0 5 10 R1=R2=R3,

кОм

Ih,мА









Хмельницький, 2005. -240 с2. Правила устройства электроустановок. –

М.: Атомиздат, 1986.

2. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. – М.: Атомиздат, 1984.

3. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. –

М.: Энергия, 1979.

4. НАОП 0.00-1.32-01 Правила будови електроустановок.


064-179 - НУВГПep3.nuwm.edu.ua/348/1/064-179.pdf · «Електробезпека»...

Documents

Transcript of 064-179 - НУВГПep3.nuwm.edu.ua/348/1/064-179.pdf · «Електробезпека»...