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
0,1
0,2
0,5
1,5
20
37
20,7
41,5
103,5
206,4
307,9
Ra
Rb
Rc
42
56
132,2
39
117,9
35
32
220
110
44
22
0,55
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ
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.
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
изм.
расч.
1000
175
95
75
66,0
135
70
33,0
25
90
13,0
6,0
7
57
30
3
82
4,0
0,6
137
72
1,0
15
180
47
2,0
26
200
3,0
170
64,0
32,0
83
52
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНЫХ ТОКОВ
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.
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
0,75
1,25
Ток Ihкомп , измереный в опыте при наличии компенсации, mA
11
16
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
23
31
53
Коэффициент Kэ
0,31
1,75
1,77
1,66
1,61
C=0,75мкФ
Активное сопротивление изоляции относительно земли, Rиз, кОм/ на фазу
100
Ток Ihкомп , измереный в опыте, mA
24
18
68
38
14
8
43
1,58
1,81
2,22
2,62
3,31
Са=1мкФ, Сb=0,75мкФ, Сс=0,5мкФ, Rиз=100кОм
Сопротивление заземления нейтрали источника, R0, Ом
4
17
8,35
8,9
10,5
12,9
Фазы
Ток при отсутствии компенсации, mA
Ток при наличии компенсации, mA
9
3,25
1,95
3,88