Файл: Uchebnoe_posobie_OT.doc

В табл. 6.3. приведены приближенные значения удельных сопротивлений различных типов почвы при средней влажности.

_{Таблица 6.3 – Удельное электрическое сопротивление грунтов ρгр}

Тип грунта	Расчетное значение, Ом·м	Возможные пределы колебаний, Ом·м
Глина	40	8…70
Суглинок	100	40…150
Песок	700	400…1000
Супесок	300	150…400
Торф	200	-
Чернозем	20	9…53
Садовая земля	40	30…60
Мергель и известняк	1500	1000…2000

При оборудовании заземляющих устройств необходимо знать не приближенные, а точные значения удельных сопротивлений грунта в данном месте. Получение такой информации возможно только непосредственными измерениями на местах.

Свойства почвы могут меняться в зависимости от ее влажности и температуры, поэтому удельное сопротивление может иметь разные значения в разные времена года из-за высыхания или промерзания. Эти факторы учитываются при измерениях удельного сопротивления земли сезонными коэффициентами. В табл. 6.4 приведены коэффициенты, учитывающие состояние земли во время измерений.

Таблица 6.4 – Сезонные коэффициенты сопротивления грунта

Заземлитель	k1	k2	k3
Вертикальный длины 3 м	1,15	1,00	0,92
Вертикальный длины 5 м	1,10	1,00	0,95
Горизонтальный длины 10 м	1,70	1,00	0,75
Горизонтальный длины 50 м	1,60	1,00	0,80

Коэффициент k₁ применяется, если земля влажная и измерениям предшествовало выпадение большого количества осадков; k₂ – земля нормальной влажности и измерения предшествовало выпадение небольшого количества осадков; k₃ – земля сухая, количество осадков ниже нормы.

Измерение удельного сопротивления почвы обычно проводят в теплое время года. В данной лабораторной работе используется измеритель заземлений типа МС-08 (рис. 6.3). Прибор имеет собственный источник питания в виде генератора, приводимого во вращательное движение с помощью ручки. Если в процессе измерения стрелка прибора колеблется, это является признаком наличия посторонних токов в земле. Чтобы избежать погрешности в измерениях достаточно изменить частоту вращения ручки. Однако следует заметить, что для обеспечения надлежащей точности измерения эта частота должна находиться в пределах 90...150 об/мин.

И змеритель заземления МС-08 имеет три шкалы: 0 – 1000 Ом, 0 – 100 Ом и 0 – 10 Ом. Удельное сопротивление грунта измеряют шкалой на 1000 Ом. Прибор работает по принципу магнитоэлектрического логометра, он содержит две рамки, одна из которых включается как амперметр, а другая – как вольтметр. Эти обмотки действуют на ось прибора в противоположных направлениях, благодаря чему отклонения стрелки прибора пропорциональны сопротивлению.

---

Рис. 6.3 – Измеритель заземлений МС-08

Шкала прибора градуирована в омах, источником питания при измерении служит генератор Г постоянного тока, приводимого во вращение от руки. На общей с генератором оси укреплены прерыватель П1 и выпрямитель П2 (рис. 6.4).

Рис. 6.4 – Электрическая схема измерителя заземлений МС-08: Г – генератор, Р – реостат, Л – логометр, П1 – прерыватель, П2 – выпрямитель, П3 – переключатель.

Измерение удельного сопротивления грунта следует выполнять в стороне от трубопроводов и других металлических конструкций, которые могут внести погрешность в результаты. Схема измерения показана на рис. 6.5.

Рис. 6.5 – Схема измерения удельного сопротивления грунта

Чем больше значение а, тем больший объем почвы охватывается электрическим полем электродов и более точными являются результаты измерений. Изменяя расстояние а, можно получить зависимость удельного сопротивления земли от разнесения электродов. При однородной структуре грунта значение ρ не зависит от расстояния а (изменения могут быть вследствие разной степени влажности).

Таким образом, используя зависимость ρ от расстояния между электродами, можно судить о величинах удельных сопротивлений на разной глубине. Удельное сопротивление грунта определяют по формуле

(6.4)

где R – сопротивление прибора, Ом.

Измерения удельного сопротивления желательно выполнять в нескольких местах, рассчитывая затем среднее значение. Электроды следует забивать в землю для более плотного контакта, ввертывание стержней для целей измерения не рекомендуется.

Порядок выполнения работы

1. Установить электроды в исследуемый грунт на расстоянии а (не менее 8 м) друг от друга, подключив их к прибору, как показано на рис. 6.4.

2. Установить переключатель прибора МС-08 в положение «Регулировка», после чего начать вращать ручку генератора с частотой 90...120 об/мин, изменяя положение ползуна реостата до совпадения стрелки индикатора с красной чертой на шкале прибора.

3. Если стрелка не устанавливается против красной черты при любом положении реостата Р, необходимо принять меры к уменьшению сопротивления в цепи зонда (забить его глубже, увлажнить землю около него соленой водой, забить рядом другой зонд и соединить его с первым).

4. Перевести переключатель в положение «Измерение х» и провести измерение сопротивления защитного заземления, вращая ручку генератора с частотой 120 об/мин.

5. Определить удельное сопротивление грунта по формуле (6.4).

6. Повторить эксперимент еще два раза при других положениях электродов, после чего определить среднее сопротивление по формуле

6. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 6.5 отчета.

Таблица 6.5 – Результаты измерений и расчетов

№ исследования	Отсчет по прибору R, Ом	Удельное сопротивление ρ, Ом·м	Среднее значение ρср, Ом·м
1 опыт
2 опыт
3 опыт

---

7. По полученным результатам ρ_ер определить тип грунта по табл. 6.3.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется удельным сопротивлением грунта?

2. Для чего необходимо знать удельное сопротивление грунта?

3. Какие факторы влияют на величину удельного сопротивления?

4. Опишите методику измерения удельного сопротивления грунта?

5. От чего зависит электрическое сопротивление тела человека?

6.Назовите факторы, определяющие тяжесть поражения электрическим током.

7. Какие виды действия оказывает электрический ток на организм человека?

8. Чему принимается равным расчетное сопротивление тела человека?

РАЗДЕЛ 7. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

1. Технические средства защиты

Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на коллективные и индивидуальные. Первые делают невозможным контакт с токопроводящими частями электрических установок, вторые защищают работника в случае, когда касание к токоведущим частям все-таки произошло. Ниже рассмотрены основные технические средства электробезопасности.

Малое напряжение – ограничение применяемого рабочего напряжения для уменьшения опасности поражения электрическим током при работе с переносным инструментом. Максимальное действующее напряжение составляет 12 В в особо опасных помещениях и 42 В – в помещениях с повышенной опасностью, ведь при напряжении в 42 В ток, который проходящий через тело человека, является опасным.

Источниками малого напряжения могут быть понижающие трансформаторы, аккумуляторы, выпрямляющие установки, батареи гальванических элементов, преобразователи частот.

Изоляция токоведущих частей – слой диэлектрика или конструкция из него на проводящей поверхности. Изоляция препятствует прохождению через нее тока благодаря большому сопротивлению, которое должно раняться

где U – действующее напряжение электрической сети

В процессе эксплуатации изоляция постепенно теряет свои диэлектрические свойства из-за старения и местных дефектов, вследствие чего ее сопротивление уменьшается. Это приводит к увеличению тока потерь, возможен пробой изоляции, пожар или поражение электрическим током. Поэтому наиболее надежной является двойная изоляция, которая служит для защиты от поражения током в случае повреждения рабочей изоляции.

Защитное заземление и зануление – наиболее распространенные и надежные средства электрической защиты. Их реализация и принцип действия подробно рассмотрены в п. 7.3.

Недоступность к токоведущим частям оборудования – чаще всего реализуется размещением токоведущих частей на недоступной для прикосновения высоте. В электрических установках напряжением до 1000 В все линии электропередач должны быть на расстоянии не менее 6,5 м от земли. При большем напряжении это расстояние должно увеличиваться.

---

Другим методом является ограждение токоведущих частей оборудования. В сетях с напряжением более 1000 В опасность представляют даже изолированные провода, кроме того при схеме с заземленной нейтралью опасно даже приближение к токоведущим частям оборудования, поэтому такие установки обязательно должны быть ограждены. Сплошные ограждения используются в установках с напряжением до 1000 В, сетчатые ограждения – с напряжением выше 1000 В.

Защитная блокировка – автоматическое устройство, с помощью которого предотвращаются неправильные, опасные для человека действия. Устройство блокировки допускает только определенный порядок включения механизма, который устраняет даже возможность попадания человека в зону действия электрического напряжения.

По принципу действия защитная блокировка может быть электрической (разрыв цепи специальными контактами) или механической (рубильники, пускатели, автоматические выключатели).

Предупреждающие средства – стационарные устройства, сигнализирующие о выключении аппаратов, наличии или отсутствии напряжения на определенном участке электрической установки.

Также к предупреждающим средствам относятся плакаты, предназначенные для оповещения работников об опасности приближения к токоведущим частям. Также наряду с ними используются запрещающие, предписывающие и указательные плакаты.

7.2. Электрические средства защиты

Электрозащитные средства – изделия, защищающие людей, работающих с электрическим оборудованием от поражения электрическим током, действия электрической дуги и магнитного поля. Они используются как при обычном, так и при аварийном состоянии электрического оборудования. Такие средства могут быть условно разделены на четыре типа:

1. Изолирующие – служат для изоляции людей от электрического оборудования под напряжением, заземленных частей оборудования, а также от земли. В свою очередь, делятся на:

- основные – способны длительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки, поэтому допускают касание к токоведущим частям. В ЭУ с напряжением до 1000 В такими средствами являются диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками, указатели напряжения, изолирующие и электроизмерительные клещи. В установках с напряжением выше 1000 В – изолирующие штанги и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, средства для ремонтных работ.

- дополнительные – не имеют изоляции, которая могла бы выдерживать рабочее напряжение, поэтому применяются только для усиления действия основных средств. В установках до 1000 В к ним относятся резиновые коврики, изолирующие подставки и диэлектрическая обувь. В установках выше 1000 В – диэлектрические перчатки, боты, коврики и изолирующие подставки.

2. Ограждающие – используются для временного ограждения частей электрического оборудования, находящегося под напряжением, к которым возможно случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние. К ним относятся переносные ограждения (ширмы, барьеры, щиты), изолирующие накладки, переносные заземления.

---

3. Экранирующие – служат для предотвращения вредного воздействия на работников электрических полей промышленной частоты. Это индивидуальные экранирующие комплекты (костюмы, обувь и рукавицы) или переносные экранирующие устройства (экраны и палатки).

4. Вспомогательные – предназначены для защиты персонала от падения с высоты (пояса и канаты), для безопасного подъема на высоту (стремянки и когти), для защиты от тепловых, световых, химических, механических и других действий (специальная одежда, рукавицы, противогазы).

7.3. Методы защиты в аварийных режимах

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетокопроводящих частей, которые могут оказаться под напряжением в аварийной ситуации.

Действие защитного заземления заключается в снижении до безопасной величины напряжения прикосновения, вызванного замыканием фазы на корпус.

Применение заземления является обязательным при напряжении переменного тока 380 В и выше, при напряжении постоянного тока 440 В и выше. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях, а также в наружных установках заземление обязательно при напряжении 42 В и выше переменного тока и 110 В и выше – для постоянного тока. Допустимые значения сопротивления заземления приведены в Приложении С. Оно эффективно в сетях до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В – как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Конструктивно защитное заземление представляет собой совокупность заземлителя и проводников, соединяющих с ним заземленные части электрического оборудования (рис. 7.1). Заземлитель размещается в почве для хорошего электрического контакта, он может быть естественным или искусственным. В роли естественных заземлителей используют различные металлические конструкции, одновременно выполняющие строительные или технологические функции.

И скусственными заземлителями являются специально сконструиро-ванные металлоконструк-ции. Правилами эксплуа-тации ЭУ в первую очередь предусмотрено использова-ние естественных заземли-телей.

Рис. 7.1 – Конструкция защитного заземления: 1 – соединительная лента, 2 – заземлитель

Конструкции защитных заземлений должны соответствовать следующим требованиям: корпуса к магистралям присоединяются только параллельно, а магистраль следует присоединять к заземлителю не менее чем в двух точках, присоединения проводов к корпусам оборудования выполняется сваркой или «под болт».

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Рис. 7.2 – Типы заземляющих устройств: а – контурное заземление, б – выносное заземление; 1 – заземлители, 2 – заземляющие проводники, 3 – оборудование, 4 – производственные здания

---