Определение влияния режима электрической сети и ее нейтрали на условия электробезопасности

Лабораторная работа №1

Изучение основных факторов, влияющих на тяжесть поражения человека электрическим током.

Цель работы:

1. Изучить основные факторы, влияющие на тяжесть поражения человека электрическим током.

2. Исследовать изменение сопротивления тела человека в зависимости от площади контакта при различной частоте электрического тока.

Порядок выполнения лабораторной работы:

С помощью сетевого шнура модуль «Устройство для исследования сопротивления тела человека» (код 341) подключают к трехпроводной электрической сети 220 В. Оперируя кнопками на поле «ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ», по индикатору выставляют требуемые напряжение U и частоту f. Ладони рук порознь прикладывают к двум электродам с площадью контактной поверхности S = 1250 мм2, и с верхнего индикатора считывают величину тока Ih, протекающего через тело человека. Затем ладони рук порознь прикладывают к двум электродам с площадью контактной поверхности S = 2500 мм2, и с верхнего индикатора считывают величину тока Ih, протекающего через тело человека. Снимают зависимость силы тока через тело человека от частоты тока, Ih(f). На основании полученных измерений производится расчет электрического сопротивления тела человека Zh = U/Ih при различной площади контактных поверхностей. Результаты измерений и вычислений необходимо занести в таблицу.

f, кГц	0,01	0,02	0,05	0,1	1,2
		0,22	0,4	0,28	0,3	1,23	2,1	6,4	9,2	12,6	12,6
	31,8	17,5		23,3	5,7	3,3	1,09	0,76	0,55	0,55
		0,4	0,33	0,47	0,52	1,15	2,6	7,5	9,5		13,3
	17,5	21,2	14,9	13,4	6,09	2,7	0,9	0,74	0,54	0,53

По завершении эксперимента питание «Устройства для исследования сопротивления тела человека» (код 341) отключают. В соответствии с данными таблицы следует построить зависимости тока через тело человека Ih=f(f) и электрического сопротивления тела человека Zh(f) = U / Ih(f) от частоты при различной величине контактной поверхности S. На основании расчетов нужно сделать вывод о влиянии площади контактной поверхности и частоты на сопротивление человека.

Вывод: мы выяснили основные факторы, влияющие на тяжесть поражения человека электрическим током. Самыми главными факторами являются площадь контактной поверхности и частота. При повышении частоты сопротивление человека значительно падает, поэтому сила протекаемого тока заметно возрастает. При изменении площади электродов сила протекаемого тока меняется незначительно. Скачки вызваны погрешностью измерений.

Лабораторная работа №2

Определение влияния режима электрической сети и ее нейтрали на условия электробезопасности

Цель работы:

оценить опасность поражения электрическим током в зависимости:

– от напряжения и схемы питания электроустановок;

– режима нейтрали электрической сети;

– сопротивления элементов электрической сети;

– условий включения человека в цепь;

– режима работы электрической сети.

Анализируя различные случаи прикосновения человека к проводам трехфазных электрических сетей, можно сделать вывод, что наиболее опасным является двухфазное прикосновение при любом режиме нейтрали. В этом случае ток, проходящий через тело человека I _ч, определяется линейным напряжением U _л, и сопротивлением его тела R_{т ч}. При этом линейное напряжение составляет

U _л=1,73 U _ф.

В трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью силу тока, проходящего через тело человека, при прикосновении к одной из фаз сети в период ее нормальной работы, определяют следующим выражением в комплексной форме:

где Z – комплекс полного сопротивления одной фазы относительно земли, Ом;

С – ёмкость изоляции провода относительно земли, Ф;

R_ч –сопротивление человека,Ом.

Ток в действительной форме составит:

где r – активное сопротивление изоляции, Ом;

ω – угловая частота, рад/с.

Если емкость проводов относительно земли мала, что обычно имеет место в воздушных сетях небольшой протяженности, то уравнение примет вид.

Если же емкость велика, а проводимость изоляции незначительна, что обычно имеет место в кабельных сетях, то сила тока, проходящего через тело человека, будет равна

где x _c – емкостное сопротивление изоляции, Ом.