Файл: Гармаза_Охрана труда.pdf

Наибольшая величина напряжения шага будет вблизи заземлителя, особенно если человек одной ногой стоит над заземлителем (точка с максимальным потенциалом равным Uз), а второй – на расстоянии шага от заземлителя. Напряжение шага будет равно нулю, если обе ноги человека находятся на эквипотенциальной линии (на точках с одинаковым потенциалом). В электрических сетях напряжением до 1 кВ на расстоянии более 5 м напряжение шага практически не ощущается.

Для предотвращения поражений человека электрическим током при прикосновении к нетоковедущим частям, оказавшимся в результате аварии под напряжением, применяют различные меры защиты: защитное заземление, зануление, защитное отключение, выравнивание потенциалов и др.

В сетях с напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью (системы IT) применяется защитное заземление (рис. 10.10). Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение металлических токопроводящих нетоковедущих частей оборудования (корпусов) с землей через естественные или искусственные заземлители.

Рис. 10.10. Схема защитного заземления оборудования

Ток замыкания на землю в таких сетях на превышает 10 А.

В соответствии с ТКП 339-2011 сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом. Напряжение, под которое может попасть человек в результате замыкания на корпус, определяется по формуле

где Iз – ток замыкания на землю, А; Rз – сопротивление заземляющего устройства, Ом.

Всетях с заземленной нейтралью заземление как средство защиты не применяется.

Вэтих сетях напряжение замкнувшей фазы распределяется между сопротивлениями заземления нейтрали и заземления оборудования.

207

Отсюда напряжение на заземленном оборудовании относительно земли зависит только от соотношения этих сопротивлений:

где Rз – сопротивление заземления оборудования, Ом; R0 – сопротивление заземления нейтрали, Ом.

Если Rз = R0, то U = 0,5 Uф, В.

Следовательно, защитное заземление оборудования в сети с заземленной нейтралью безопасность не обеспечивает.

Для защиты от поражения электрическим током в сетях с заземленной нейтралью (системы TN) применяется зануление (рис. 10.11).

Рис. 10.11. Схема зануления оборудования

Занулением называется преднамеренное соединение металлических частей, корпусов оборудования, аппаратов, приборов, нормально не находящихся под напряжением, с нулевым проводом.

Основная задача зануления состоит в том, чтобы превратить замыкание фазы на корпус в однофазное короткое замыкание и вызвать тем самым отключение поврежденного оборудования от сети. В течение всего времени, пока не сгорел предохранитель или не сработал автомат защиты, замыкание на один зануленный корпус вызывает на всем зануленном оборудовании напряжение U (относительно земли), опасное для человека, которое определяется по формуле

где Iз – ток короткого замыкания, А; Rн – сопротивление нулевого провода, Ом; Rф – сопротивление фазного провода, Ом.

208

Безопасность может быть достигнута лишь при весьма кратковременном действии тока, т. е. при быстром срабатывании защиты.

В системе TN время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных в табл. 10.2.

Таблица 10.2

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN

2.Экспериментальная часть

2.1.Характеристика лабораторного стенда ОТ 10

Исследования степени опасности поражения человека электрическим током проводятся на лабораторном стенде ОТ 10, принципиальная схема которого приведена на рис. 10.12.

Рис. 10.12. Пульт управления стендом ОТ 10

209

Стенд позволяет моделировать две исследуемые трехфазные сети: трехпроводную с изолированной нейтралью и четырехпроводную с заземленной нейтралью. При этом существующие в реальных сетях распределенные сопротивления изоляции и емкости проводов по отношению к земле заменены в схеме стенда сосредоточенными сопро-

тивлениями (RА, RВ, RС, RN ) и емкостями (СА, СВ, СС, СN). Сопротивления и емкости проводов можно изменять с помощью регулируемых

резисторов и конденсаторов, что дает возможность имитировать на стенде каждую из исследуемых сетей с нужными параметрами.

2.2. Порядок выполнения работы

2.2.1. Исследование трехпроводной сети с изолированной нейтралью и определение эффективности защитного заземления

Перед началом исследований необходимо подготовить таблицу результатов измерений (табл. 10.3).

1. Все переключатели стенда («В1», «В2», «В3», «В4», «В5», «В6», «В7») установить в положение «Откл.» (вниз).

Переменные резисторы Rф, имитирующие сопротивление фаз относительно земли, установить в крайнее правое положение до упора поворотом по часовой стрелке, что соответствует максимальной изоляции фаз от земли и друг от друга. Резисторы, имитирующие емкость

фаз Сф, повернуть влево до упора, что соответствует минимальной емкости цепи (цепи небольшой протяженности, минимум ответвлений). Этим самым моделируется трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью.

2.Подать в сеть напряжение. Для этого повернуть переключатель «В1». Подачу напряжения контролировать по сигнальным лампам, включенным в соответствующие фазы (А, В, С).

3.Определить напряжение фаз относительно земли. Для этого гнездо вольтметра «11» соединить с землей (гнездо «2»), а гнездо вольтметра «12» поочередно с фазами (гнезда «3», «4», «5»). Записать показания вольтметра, как и последующие показания, в табл. 10.3.

4.Определить напряжение на корпусе оборудования относительно земли при нормальном режиме работы. Для этого гнездо вольтметра «11» соединить с землей (гнездо «2»), а гнездо вольтметра «12» с гнездом «9».

Ток, протекающий через человека при прикосновении к корпусу оборудования, определяется по формуле

Расчетное сопротивление тела человека принять в 1000 Ом. Величина тока, смертельная для человека, 0,1 А.

5.Измерить напряжение на корпусе оборудования относительно земли при замыкании одной из фаз на корпус. Для этого, не меняя предыдущих соединений, гнездо «7» соединить с гнездом «8». Переключатель «В4» поставить в положение «А». Нажав кнопку «Кн1», замкнуть фазу А на корпус оборудования. Одновременно записать показания вольтметра.

6.Выяснить влияние сопротивления изоляции фаз на величину напряжения на корпусе. Для этого, не меняя предыдущих соединений, нажатием кнопки «Кн1» замкнуть фазу А на корпус оборудования.

Одновременно, вращая против часовой стрелки резистор Rф, имитирующий сопротивление фазы В, проследить за изменением напряже-

212