Описание лабораторного стенда

Факультет ИТ

Кафедра вычислительной техники

 

 

ОТЧЕТ

О выполнении лабораторной работы № 1

Исследование электроопасности трехфазных сетей.

 

Выполнили ст.________________

________________

________________

________________

________________

________________

Учебная группа: ______ИТВ-1-10

 

Москва, 2009

Лабораторная работа №1

Исследование электроопасности трехфазных сетей.

 

Цель работы

 

Изучить используемые в промышленности трехфазные схемы питания потребителей. Ознакомится с возможными вариантами однофазных включений человека в электрическую сеть и методикой оценки опасности таких включений. Изучить критерии электробезопасности.

 

Сведения из теории

 

Для питания электропотребителей используется два вида трехфазных сетей:

а) с изолированной от земли нейтралью источника питания;

б) с заземленной нейтралью.

 

Опасность поражения человека при однофазном прикосновении в сети с изолированной нейтралью обусловлена распределенными по длине линии параметрами - активной (g_из) и емкостной (b) проводимостями проводов относительно земли.

, ,

где R_из - сопротивление изоляции фазного провода относительно земли, Ом;

C_ф – емкость фазного провода относительно земли, Ф.

 

Ток через человека с сопротивлением R замыкается по этим проводимостям на источник питания с фазным напряжением U_ф (рис. 1а)

а) б)

Рис. 1 Схемы прохождения токов однофазного прикосновения в трехфазных

сетях с изолированной (а) и заземленной (б) нейтрального источника питания.

 

В сети с заземленной нейтралью ток через человека протекает по цепи, создаваемой в основном сопротивлением рабочего заземлителя Ro.

 

Для расчета тока через человека I_h используются следующие формулы:

1. В сети с изолированной нейтралью в симметричном режиме, когда сопротивления изоляции и емкости всех трех фаз относительно земли одинаковы

где R_из - сопротивление изоляции фазного провода относительно земли, Ом;

R_h - сопротивление человека, Ом

С_ф - емкость фазного провода относительно земли, Ф

ω - частота сети рад/c.

Частные случаи такого режима:

а) Емкости проводов незначительны (C_ф → 0 при малой длине проводов)

б) Сопротивление изоляции очень высокое (R_из → ∞)

 

2. В сети с изолированной нейтралью, в несимметричном режиме при прикосновении к фазе «а»

где g_a g_b g_c проводимости изоляции фаз, См;

g_h - проводимость тела человека, См.

 

3. В сети с заземленной нейтралью

 

Правила устройства электроустановок ограничивают значение Rо. В сети напряжением 380/220 В Rо = 4 Ом, и им в формуле моно пренебречь (R_h>>R_o).

Тогда

 

Для оценки опасности полученных в результате расчетов значений тока I_h необходимо воспользоваться критериями электробезопасности, которые установлены

ГОСТ 12.1.038-82.

1. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения, U_пр, В;

2. Предельно допустимые уровни токов через человека I_ｈ, мА;

3. Длительность протекания тока чрез человека t_доп , С.

Описание лабораторного стенда

 

Для проведения лабораторной работы используется стенд, на лицевой панели

которого изображена принципиальная схема и выведены органы управления. Фазное напряжение U_ф = 220 В.

 

Стенд моделирует два основных варианта однофазного прикосновения.

 

Параметры схем могут быть заданы с помощью переключателей выведенных на лицевую панель.

 

Переключатели R_a, R_b, R_c, C_a, C_b, C_c, изменяют значения сопротивлений изоляции и емкостей фаз соответственно.

 

Переключатель R_ｈ определяет величину сопротивления имитирующего тело человека.

 

Тумблер «Замыкание», переведенный в положение вверх имитирует пробой фазы на корпус электроустановки и одновременно, касание человека к этому корпусу, формируя тем самым режим однофазного прикосновения.

 

Перевод тумблера вниз размыкает цепь тока однофазного прикосновения.

 

Тумблер Ro задает режим нейтрали сети. При положении тумблера вверх нейтраль сети заземлена через сопротивление рабочего заземления, равное 4 Ом. При отключении тумблера Ro сеть имеет изолированную нейтраль.

 

Кнопка Сеть подает питание на моделируемый участок сети.