ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРООПАСНОСТИ ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЕЙ
1. Цель работы
Изучить используемые в промышленности трехфазные схемы питания потребителей. Ознакомиться с возможными вариантами однофазных включении человека в электрическую сеть и методикой оценки опасности таких включений. Изучить критерии электробезопасности.
Расчетные выражения:
1.В сети с изолированной нейтралью в симметричном режиме, когда сопротивление изоляции и емкости всех трех фаз относительно земли
одинаковы.
а) Емкости проводов незначительны (Сф<>0 при малой длине проводов).
б) Сопротивление изоляции очень высокое
2. В сети с изолированной нейтралью в несимметричном режиме при прикосновении к фазе.
3. В сети с заземленной нейтралью
Схемы прохождения токов однофазного прикосновения в трехфазных сетях с изолированной (а) и заземленной (б) нейтралью источника питания.
В сети с заземленной нейтралью ток через человека протекает по цепи, создаваемой в основном сопротивлением рабочего заземлителя R0 рис б)
Rh=1kОм, Uф=200В, w=314,16с-1
| Сф, мкФ |
0 |
| Rиз, кОм |
1 |
2 |
5 |
10 |
400 |
| Ih эксп, мA |
65 |
45 |
40 |
50 |
51 |
| Ih расч, мA |
165 |
132 |
82,5 |
50,8 |
1,6 |
| Rиз, кОм |
|
| Сф, мкФ |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1 |
1,5 |
| Ih эксп, мA |
2 |
20 |
37 |
45 |
50 |
50 |
| Ih расч, мA |
0 |
20,7 |
41,5 |
103,5 |
206,4 |
307,9 |
| Ra |
Rb |
Rc |
Ih эксп, мA |
Ih расч, мA |
| 2 |
5 |
10 |
42 |
56 |
| 10 |
2 |
5 |
51 |
132,2 |
| 5 |
10 |
2 |
39 |
117,9 |
| Rиз, кОм |
1 |
2 |
5 |
10 |
400 |
| Ih эксп, мA |
65 |
45 |
35 |
32 |
0 |
| Ih расч, мA |
220 |
110 |
44 |
22 |
0,55 |
 
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ
1. Цель работы
1.1. Исследовать напряжения прикосновения и токи, проходящие через тело человека, прикоснувшегося к заземленным нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением в зависимости от:
а) сопротивления изоляции Re;
б) емкости фазных проводов Сф относительно земли;
г) сопротивления тела человека Rh.
1.2. Ознакомиться с методикой расчета защитного заземления, исполнением, нормативными материалами.
1.3. Оценить эффективность защитного заземления сравнением токов и напряжений прикосновения при наличии и отсутствии заземлителя.
Расчетные выражения:
1.
2.
3.
Схема прохождения токов однофазного замыкания на корпус Iз и однофазного прикосновения Ih в сети с изолированно нейтралью:
а) принципиальная;
б) схема замещения.
Rз=10Ом, Uф=220B
| Без заземления |
С заземлением |
| Опыт №№ |
Rh, Ом |
С, мкФ |
Rиз, Ом |
Ih, мA |
Uпр, B |
Ih, мA |
Uпр, B |
| изм. |
изм. |
изм. |
расч. |
изм. |
| 1 |
1000 |
0,1 |
1 |
175 |
95 |
75 |
66,0 |
40 |
| 1000 |
0,1 |
2 |
135 |
70 |
45 |
33,0 |
25 |
| 1000 |
0,1 |
5 |
90 |
50 |
20 |
13,0 |
10 |
| 1000 |
0,1 |
10 |
70 |
40 |
10 |
6,0 |
7 |
| 1000 |
0,1 |
400 |
57 |
30 |
5 |
0,2 |
5 |
| 2 |
1000 |
0,1 |
|
57 |
30 |
5 |
0,2 |
3 |
| 1000 |
0,2 |
|
82 |
45 |
10 |
4,0 |
7 |
| 1000 |
0,6 |
|
137 |
72 |
25 |
1,0 |
15 |
| 1000 |
1 |
|
180 |
95 |
47 |
2,0 |
26 |
| 1000 |
1,6 |
|
200 |
110 |
75 |
3,0 |
40 |
| 3 |
1000 |
0 |
1 |
170 |
90 |
75 |
64,0 |
40 |
| 1000 |
0 |
2 |
135 |
70 |
42 |
32,0 |
22 |
| 1000 |
0 |
5 |
83 |
45 |
15 |
13,0 |
10 |
| 1000 |
0 |
10 |
52 |
30 |
5 |
6,0 |
2 |
| 1000 |
0 |
400 |
1 |
0 |
0 |
0,1 |
0 |
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНЫХ ТОКОВ
1. Цель работы
1.1. Исследовать трехфазные сети с изолированной нейтралью с преобладающей долей емкостной составляющей проводимости изоляции.
1.2. Оценить степень снижения тока через тело человека при использовании в таких сетях компенсирующих устройств.
1.3. Определить влияние параметров электрической сети на эффективность компенсации.
Расчетные выражения:
1.
2. Значение остаточного тока определяется выражением
3. Эффективность компенсации оценивается коэффициентом Кэ
| Векторная диаграмма токов при однофазном прикосновении к сети с изолированной нейтралью |
Векторная диаграмма токов при однофазном прикосновении к сети с компенсирующим устройством |
Принципиальная схема стенда лабораторной работы на лицевой панели которого изображена принципиальная схема и выведены органы управления.
Стенд моделирует трехфазную электрическую сеть с Uф=220В в двух режимах:
а) изолированной нейтрали
б) заземление нейтрали через компенсирующее устройство.
Rчел=1кОм, RL
=15Oм, Uф=220B, R=50кОм, R0=4Ом
| Исследуемый параметр |
Емкость фаз относительно земли, мкФ/ на фазу |
| 0,1 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
| Ток Ihкомп
, измереный в опыте при наличии компенсации, mA |
11 |
16 |
22 |
30 |
36 |
| Ток Ihкомп
расчитаный по формуле, mA |
12,5 |
19,8 |
14,2 |
15,7 |
17,5 |
| Ток Ihиз
, измереный в опыте при отсутствии компенсации, mA |
10 |
23 |
31 |
50 |
53 |
| Коэффициент Kэ |
0,31 |
1,75 |
1,77 |
1,66 |
1,61 |
C=0,75мкФ
| Исследуемый параметр |
Активное сопротивление изоляции относительно земли, Rиз, кОм/ на фазу |
| 10 |
15 |
25 |
50 |
100 |
| Ток Ihкомп
, измереный в опыте, mA |
24 |
22 |
18 |
16 |
15 |
| Ток Ihкомп
расчитаный по формуле, mA |
68 |
38 |
23 |
14 |
8 |
| Ток Ihиз
, измереный в опыте при отсутствии компенсации, mA |
38 |
40 |
40 |
42 |
43 |
| Коэффициент Kэ |
1,58 |
1,81 |
2,22 |
2,62 |
3,31 |
Са=1мкФ, Сb=0,75мкФ, Сс=0,5мкФ, Rиз=100кОм
| Исследуемый параметр |
Сопротивление заземления нейтрали источника, R0, Ом |
| 4 |
10 |
25 |
50 |
| Ток Ihкомп
, измереный в опыте, mA |
50 |
18 |
17 |
17 |
| Ток Ihкомп
расчитаный по формуле, mA |
8,35 |
8,9 |
10,5 |
12,9 |
| Исследуемый параметр |
Фазы |
| 1 |
0,75 |
0,5 |
| Ток при отсутствии компенсации, mA |
52 |
45 |
35 |
| Ток при наличии компенсации, mA |
16 |
23 |
9 |
| Коэффициент Kэ |
3,25 |
1,95 |
3,88 |
 
|