Монтаж и эксплуатация электрических сетей

Задание 1. Анализ опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью TN-C с замыканием одной из фаз на землю

На рисунке, приведенном ниже, показана схема трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью TN-C с замыканием одной из фаз на землю. Также на схеме показаны два возможных варианта включения человека в электрическую цепь. В первом случае человек, стоит на изолированном полу и одновременно касается корпусов электроприемников №1 и №2. Во втором случае человек, стоит на токопроводящем полу и касается корпуса электроприемника №2. Корпуса электроприемников присоединены к PEN-проводнику питающей сети, т.е. выполнено защитное зануление.

Для моделирования на виртуальном стенде указанных выше условий поражения, следует в области «Возможные повреждения» отключить «замыкание фазы на корпус электрооборудования» и включить «замыкание фазы на землю» и «обрыв фазы», нажав на соответствующие иконки.

Задание 1.1. Замыкание фазы на землю может происходить с обрывом фазного проводника, например, обрыв и падение на землю фазного провода воздушной линии электропередачи, так и без обрыва. В данной работе предлагается определить влияние наличия обрыва фазного проводника или отсутствия обрыва на степень опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с замыканием этого фазного проводника на землю. Отсутствие обрыва моделируется на виртуальном стенде путем ввода значения переходного сопротивления в месте обрыва равным нулю. Наличие обрыва моделируется на виртуальном стенде путем ввода значения переходного сопротивления в месте обрыва равным очень большому числу, например 100000000 Ом. Указанные значения задаются автоматически после выбора режима "обрыв фазы".

Задание 1.2. Замыкание на землю может быть металлическим, когда переходное сопротивление в месте замыкания равно или близко к нулю, а также не металлическим, т.е. через сопротивление. В данной работе предлагается определить влияние величины переходного сопротивления в месте замыкания на землю на степень опасности поражения человека электрическим током. Металлическое замыкание на землю моделируется на виртуальном стенде путем ввода значения переходного сопротивления в месте замыкания равным нулю. Отсутствие замыкания на землю моделируется на виртуальном стенде путем ввода значения переходного сопротивления в месте замыкания равным очень большому числу, например 100000000 Ом.

Задание 1.3. Большое влияние на степень опасности поражения электрическим током оказывает значение сопротивления рабочего заземления нейтрали источника питания Rип. В соответствии с ПУЭ, сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока. Определите степень опасности поражения электрическим током при значениях сопротивления нейтрали выше допустимых. Рекомендуется задать значение Rип в диапазоне от допустимого значения для выбранного класса напряжения до 100 Ом.

Задание 1.4. Следует также изучить влияние величины сопротивления повторного заземления РEN-проводника Rпов, на степень опасности поражения электрическим током. В соответствии с ПУЭ общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 10 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока. Сопротивление заземлителя повторного заземления при кабельных питающих линиях не нормируется, за исключением случаев использования его для повторного заземления медицинской аппаратуры, при этом его сопротивление растеканию должно быть не более 10 Ом. Таким образом, рекомендуется задать значение Rпов в диапазоне от 10 до 100 Ом, а также задать отсутствие повторного заземления РEN-проводника, введя значение сопротивления Rпов равным очень большому числу, например 100000000 Ом.

Задание 1.5. Как отмечалось выше в данной сети в качестве защитной меры применяется защитное зануление (корпуса электроприемников присоединены к PEN-проводнику). Определите, как влияет наличие данной защитной меры на степень опасности поражения человека электрическим током. Для этого отключите PE-проводники электроприемников и проведите соответствующие расчеты.

После задания исходных данных и нажатия кнопки «Расчет», в области «Результаты расчета» виртуального стенда будут показаны:

• напряжение прикосновения Uпр1, под которым окажется человек, стоящий на изолированном полу и одновременно прикоснувшийся к корпусам электроприемников №1 и №2, а также значение тока протекающего через человека;
• напряжение прикосновения Uпр2, под которым окажется человек, стоящий на токопроводящем полу и прикоснувшийся к корпусу электроприемника №2, а также значение тока протекающего через человека;
• значения токов в фазных проводах трехфазной электрической сети.

Сравнив полученные значения напряжений прикосновения и токов с допустимыми (ГОСТ 12.1.038), сделайте выводы об опасности поражения электрическим током.

Контрольные вопросы для самопроверки знаний

1. Опасно ли для человека, работающего с электроприемниками в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью, появление замыкания на землю фазного проводника?
2. Как влияет на степень опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью с замыканием на землю фазного проводника наличие или отсутствие обрыва данного проводника?
3. Как влияет на степень опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью с замыканием на землю величина переходного сопротивления в месте замыкания?
4. Как влияет на степень опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью с замыканием на землю величина сопротивления рабочего заземления источника питания?
5. Как влияет на степень опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью с замыканием на землю величина сопротивления повторного заземления PEN-проводника?
6. Как влияет на степень опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью с замыканием на землю наличие защитного зануления корпусов электроприемников?

[Назад]      [Далее]