Файл: Федеральное агентство связи ордена Трудового Красного Знамени Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»



Кафедра экологии, безопасности жизнедеятельности и электропитания

ОТЧЁТ ПО КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

По дисциплине:

«Безопасность жизнедеятельности»

Выполнил: Моисеев С. С.

Группа: УБСС 2102

Проверил: д. пед. н., к. техн. н., проф. Яблочников С. Л.

Москва

2023 г.

Задача №1

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СЕТИ С ЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

(аварийный режим)

В данной задаче необходимо: начертить схему трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью и подключенным оборудованием.

Требуется:

1. 
   Определить напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус:
   

а) при занулении оборудования (подключении корпусов к нулевому проводу);

б) с повторным заземлением нулевого провода.

2. 
   Определить ток короткого замыкания и проверить, удовлетворяет ли он условию ПУЭ для перегородки плавкой вставки предохранителя:
   

где Iн - ток плавкой вставки (проверить для следующих значений тока Iн = 20,30,50,100 А).

3. 
   Определить потенциал корпусов при замыкании фазы на корпус и обрыве нулевого провода (до и после места обрыва).
   
4. 
   Определить ток, проходящий через тело человека, касающегося оборудования при замыкании фазы на корпус:
   

а) без повторного заземления нулевого провода;

б) с повторным заземлением нулевого провода.

5. 
   Определить напряжение прикосновения на корпус установки при замыкании одной из фаз на землю (дать схему).
   
6. 
   Рассчитать заземляющее устройство, состоящее из n индивидуальных заземлителей, так чтобы Rз не превышало 4 Ом.
   
7. 
   Сформулировать выводы.
   

---

Таблица 1.1 - Исходные данные к задаче 1

Rn, Ом	Zп, Ом	Zн,Ом	Rзм,Ом	l,м	d,м	t,м	hз	вид грунта	ρ, Ом м
4	3,6	2,1	100	2	0,03	2,0	0,77	глина	60

для всех вариантов U_ф = 220В.


Рис. 1. 1. Схема зануления.
A, B, C, – фазные провода, N – нулевой рабочий проводник, PE – нулевой защитный проводник,

ПП1, ПП2, ПП3 – плавкие предохранители, ЭУ – электроустановка.

R₀ – сопротивление заземления нейтрали, R_п – сопротивление повторного заземления.


Решение.

При занулении, корпусá электрооборудования соединяются с нулевым проводом. Зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита и селективно отключается поврежденный участок сети. Зануление снижает потенциалы корпусов, появляющиеся в момент замыкания на корпус или землю.

При замыкании фазы на зануленный корпус ток короткого замыкания протекает по петле фаза – нуль.

1. Определим ток короткого замыкания А,

где Z_П – сопротивление петли фаза – нуль, учитывающее величину сопротивления вторичных обмоток трансформатора, фазного провода, нулевого провода, Ом;

U_Ф – фазное напряжение, В.



I_к.з = 61,1 А.

Условие ПУЭ (Правила устройства электроустановок) для перегорания плавкой вставки предохранителя:

I_к.з.≥ 3 I_Н ,

где I_Н – ток плавкой вставки (номинальное значение тока, при котором происходит срабатывание элемента защиты), проверить дляI_Н = 20; 30; 50; 100 А.

I_H1 = 20 A; I_к.з.≥ 3 ∙ 20 А; I_к.з.≥60 А; 61,1A> 60 A, I

---

_к.з.> 3 I_Н1; защитное устройство сработает.

I_H2 = 30A; I_к.з.≥ 3 ∙ 30 А;I_к.з.≥90 А; 61.1A< 90 A, I_к.з.< 3 I_Н2; защитное устройство не сработает.

I_H3 = 50 A; I_к.з.≥ 3 ∙ 50 А; I_к.з.≥150 А; 61,1A<150 A, I_к.з.< 3 I_Н3; защитное устройство не сработает.

I_H4 = 100 A; I_к.з.≥ 3 ∙ 100А; I_к.з.≥ 300 А; 34,9A<300 A, I_к.з.< 3 I_Н4; защитное устройствоне сработает.

2. Определим напряжение корпуса относительно земли:

а) без повторного заземления

U_з= I_к.з.∙Z_н , В.

U_з = 61,1 А ∙ 2,1 Ом = 128,31 В.

U_з = 128,31 В.

б) с повторным заземлением нулевого провода

В,

где R₀,R_П – соответственно сопротивления заземления нейтрали и повторного заземления нулевого провода, причем R₀ = 4 Ом.



U_з.п. = 64,155 В.

3. При обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус напряжения корпусов отноительно земли:

А. без повторного заземления нулевого провода для

а) корпусов, подключенных к нулевому проводу за местом обрыва,

U₁ = U_Ф ,U₁ = 220 В.

б) корпусов, подключенных к нулевому проводу перед местом обрыва,

U ₂ = 0.

Б. с повторным заземлением нулевого провода для:

в) корпусов, подключенных к нулевому проводу за местом обрыва,

В. В.

г) корпусов, подключенных к нулевому проводу перед местом обрыва,

В. В.


4. Ток через тело человека в указанных случаях будет определяться следующим образом:

а) , А; б) I₂ = 0, A; в) , А; г) , А,

где R_h – сопротивление тела человека (обычно принимаютR_h = 1000 Ом).

а) А; б) I₂

---

= 0 A;

в) А; г) А.

5. Напряжение прикосновения на корпусе зануленного оборудования при случайном замыкании фазы на землю (без повторного заземления нулевого провода)

, В

где R₀ – сопротивление заземления нейтрали, R₀ = 4 Ом;

R_ЗМ – сопротивление в месте замыкания на землю фазного провода.

В.


Рис. 1. 2. Схема замыкания фазы С на землю.
A, B, C, – фазные провода, N – нулевой рабочий проводник, PE – нулевой защитный проводник,

ПП1, ПП2, ПП3 – плавкие предохранители, ЭУ – электроустановка.

R₀ – сопротивление заземления нейтрали.

6. Сопротивление одиночного заземлителя, забитого в землю на глубину t

, Ом,

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом∙м (ссопротивление образца грунта объемом 1 м³);

ℓ - длина трубы, м;

d – диаметр трубы, м;

t – расстояние от поверхности земли до середины трубы, м.



Rод = 24,55 Ом

Необходимое число заземлителей при коэффициенте экранирования η_э ,

,

где R_З – требуемое сопротивление заземляющего устройства.R_З = 4 Ом.



n=8
7. Выводы.

1. Так же как не всякое заземление обеспечивает безопасность, не всякое зануление пригодно для обеспечения безопасности. Зануление должно быть выполнено так, чтобы ток короткого замыкания в аварийном участке достигал значения, достаточного для расплавления плавкой вставки ближайшего предохранителя или отключения автомата. Для этого сопротивление цепи короткого замыкания должно быть достаточно малым.

Если отключения не произойдет, то ток замыкания будет длительно протекать по цепи и по отношению к земле возникнет напряжение не только на поврежденном корпусе, но и на всех зануленных корпусах (так как они электрически связаны). Это напряжение равно по величине произведению тока замыкания на сопротивление нулевого провода сети или зануляющего проводника и может оказаться значительным по величине и, следовательно, опасным особенно в местах, где отсутствует выравнивание потенциалов.

---

Чтобы предупредить подобную опасность, необходимо точно выполнять требования ПУЭ к устройству зануления.

Для надежного отключения аварийного участка необходимо, чтобы ток в короткозамкнутой цепи значительно превосходил номинальный ток плавкой вставки, т. е. I_к.з.≥ 3 I_Н. Расчеты тока короткого замыкания показали, что I_к.з = 34,9 А. Следовательно номинальный токплавкой вставкиI_н должен быть ≤ 20 А.

2. Повторное заземление нулевого провода снижает напряжение на корпусе в момент короткого замыкания, особенно при обрыве нулевого провода. U_З = 128,31 В,U_ЗП = 64,155 В.

3. При обрыве нулевого провода и замыкании на корпус

	корпусов, подключенных к нулевому проводу за местом обрыва		корпусов, подключенных к нулевому проводу перед местом обрыва
	без повторного заземления нулевого провода	с повторным заземлением нулевого провода	без повторного заземления нулевого провода	с повторным заземлением нулевого провода
напряжения корпусовотносительно земли	220 В	110 В	0 В	110 B
ток, проходящий через тело человека, касающегося оборудования	0,22 А	0,11 А	0 А	0,11 А

Обрыв нулевого провода при повторном его заземлении не обеспечивает надежной защиты от поражения электрическим током. Но при отсутствии повторного заземления обрыв нулевого провода представляет еще большую опасность.

4. Напряжение на корпусе зануленного оборудования при случайном замыкании фазы на землю (без повторного заземления нулевого провода) U_ПР = 8,46 В.

5. Для того, чтобы R_З не превышало 4 Ом, зазамляющее устройство должно состоять из 8 индивидуальных заземлителей.

Задача №2

Требуется:

В СВЧ передатчике имеется выходной контур, содержащий катушку с переменной индуктивностью. Радиус катушки равен 0,25 м, число витков 6, сила тока в катушке и его частота равны 200 А и 3∙10

---