Файл: Исследование электробезопасности 3фазных сетей переменного тока.doc

• 
  A, B, C – фазные провода 3-фазной сети;
  

• 
  R_h – сопротивление тела человека;
  

• 
  mА – миллиамперметр
  
• 
  PE – нулевой защитный провод;
  
• 
  Т – заземление нейтрали;
  
• 
  V – вольтметр
  
• 
  N – нулевой рабочий провод;
  

Ход выполнения:

1. Измерение линейных и фазных напряжений 3-фазной сети переменного тока.

Таблица 1.

Положение переключателя S13	А-В	А-С	В-С	А-N	B-N	C-N	А	В-	С-
Показания вольтметра «V»	380	380	380	220	220	220	220	220	220

2. Исследование опасности поражения человека электрическим током при однополюсном прикосновении к одной из фаз в 3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью в зависимости от сопротивлений изоляции фазных проводов R_А, R_В, R_С, емкости фазных проводов C_А, C_В, C_С относительно «земли» и сопротивления R* цепи замыкания тока I_h на «землю» через тело человека, обладающего сопротивлением R_h, с учетом сопротивлений обуви R_о, пола R_п.

Таблица 2

Режим сети	Условия при измерениях
	Ih = f(Rи) при CА = CВ = CС= 0; R* = 1 кОм			Ih = f(R*) при RА = RВ = RС = 1 кОм; СА = СВ = СС = 0
	R, кОм	Ih, мА	U, В	R*, кОм	Ih, мА	U, В
3-проводная с изолированной нейтралью	500 15 5 1 0,05	1,3 36,7 82,5 165,0 216,4	1,3 36,7 82,5 165,0 216,4	R*1 R*2 R*3 R*4	165,0 41,3 8,7 0,4	165,0 206,3 217,1 219,9

В случае, когда сопротивление изоляции фазных проводов R_А, R_В, R_С =1 кОм или R_А, R_В, R_С =0,05 кОм , C_А = C_В = C_С= 0 ,а R* = 1 кОм прикосновения человека к фазному проводу 3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью может стать летальным (в случае воздействия более 0,5 сек).

Так же в случае, когда сопротивление изоляции фазных проводов R_А, R_В, R_С =1 кОм , C_А = C_В = C_С= 0 ,а R*₁ = 1 кОм прикосновения человека к фазному проводу 3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью может стать летальным (в случае воздействия более 0,5 сек).

3. Исследование опасности поражения человека электрическим током в 3-фазной сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью при однополюсном прикосновения к одной из фаз в зависимости от величины сопротивления R_T заземляющего устройства Т, сопротивлений изоляции фазных проводов R_А, R_В, R_С и сопротивления R* цепи замыкания тока I_h на «землю» через тело человека (R_h с учетом сопротивлений обуви R_о, пола R_п).

Таблица 3

Режим сети	Условия при измерениях
	Ih = f(Rи) при CА = CВ = CС = 0 R* = 1 кОм			Ih = f(R*) при RА = RВ = RС = 1 кОм; СА = СВ = СС = 0
	R, кОм	Ih, мА	U, В	R*, кОм	Ih, мА	U, В
3-проводная с глухозаземленной нейтралью RT = 4 Ом	500 15 5 1 0,05	220,0 220,0 220,0 220,0 220,0	220,0 220,0 220,0 220,0 220,0	R*1 R*2 R*3 R*4	220,0 44,0 10,0 3,0	220,0 220,0 220,0 220,0

В случае, когда R* = 1 кОм,а C_А = C_В = C_С= 0 сопротивление изоляции фазных проводов в нашем случае не влияет на силу тока протекающую через человека. При таком прикосновении человека к фазному проводу 3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью может стать летальным (в случае воздействия более 0,5 сек).

Так же в случае, когда сопротивление изоляции фазных проводов R_А, R_В, R_С =1 кОм , C_А = C_В = C_С= 0 ,а R*₁ = 1 кОм прикосновения человека к фазному проводу 3-фазной сети переменного тока с изолированной нейтралью может стать летальным (в случае воздействия более 0,5 сек).

4. Исследование опасности поражения человека электрическим током в 3-фазной сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью при двухполюсном прикосновении в зависимости от величины сопротивлений изоляции фазных проводов R_А, R_В, R_С и сопротивления R* цепи замыкания тока I_h на «землю» через тело человека (R_h с учетом сопротивлений обуви R_о, пола R_п).

Таблица 4

Режим сети	Условия при измерениях
	Ih = f(Rи) RА, RВ, RС = стенд CА = CВ = CС = 0			Ih = f(R*) R* = Rh+ Rо+ Rп CА = CВ = CС = 0
	R, кОм	Ih, мА	U, В	R*, кОм	Ih, мА	U, В
3-проводная с глухозаземленной нейтралью RТ = 4 Ом	500 15 5 1 0,05	380,0 380,0 380,0 380,0 380,0	380,0 380,0 380,0 380,0 380,0	R*1 R*2 R*3 R*4	380,0 380,0 380,0 380,0	380,0 380,0 380,0 380,0
3-проводная с изолированной нейтралью	500 15 5 1 0,05	380,0 380,0 380,0 380,0 380,0	380,0 380,0 380,0 380,0 380,0	R*1 R*2 R*3 R*4	380,0 380,0 380,0 380,0	380,0 380,0 380,0 380,0

В каждом из случаев при двухполюсном прикосновении в независимости от величины сопротивлений изоляции фазных проводов R_А, R_В, R_С и сопротивления R* ток протекающий через тело человека крайне опасен и будет равен 380 мА.

5. Векторные диаграммы напряжений 3-фазной сети переменного тока:



а) Нормальный режим работы, т. е. сопротивления изоляции фазных проводов, находятся в исправном состоянии

б) Частичное замыкание фазного провода на «землю»

в) Полное замыкание провода на «землю»

Выводы:

1. Одним из наиболее опасных является двухполюсное прикосновение, при котором, независимо от режима нейтрали, человек оказывается под линейным напряжением U_л. В данном случае сопротивления изоляции фазных проводов R_A,R_B,R_C, пола R_п и обуви R_o не оказывают защитного действия.

2. При однополюсном прикосновении к сети с заземленной нейтралью человек практически всегда оказывается под фазным напряжением U_ф.

3. При однополюсном прикосновении человека в сети с изолированной нейтралью опасность прикосновения определяется параметрами связи сети с «землей». Напряжение прикосновения, воздействующее на человека, изменяется от нуля, в случае идеальной изоляции фазных проводов и малой емкости фаз относительно «земли», до линейного напряжения U_л в случае замыкания одной из фаз на «землю».

4. При прикосновении к одному фазному проводу сети с изолированной нейтралью в нормальном режиме ток через человека зависит от сопротивления утечки и емкости сети относительно земли. Замыкание одной из фаз на землю резко повышает опасность однофазного прикосновения, так как в этом случае человек попадает под напряжение, близкое к линейному. Наиболее опасным является двухфазное прикосновение.

Для обеспечения электробезопасности рекомендуется применять сети:

• 
  с изолированной нейтралью в коротких и малоразветвленных сетях, позволяющих вести постоянный контроль и надзор за электрооборудованием и обеспечивать высокий уровень сопротивления изоляции токонесущих проводов относительно «земли»;
  
• 
  с глухозаземленной нейтралью в длинных разветвленных линиях электропередачи, в которых сложно обеспечить постоянный контроль состояния изоляции.
  
• 
  В 5и проводных сетях с нулевым рабочим N и защитным PE проводами всегда необходимо заземлять нейтраль.