Задание 2. Анализ опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью TN-C с замыканием одной из фаз на корпус электрооборудования и повреждением в PEN-проводнике
На рисунке, приведенном ниже, показана схема трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью TN-C с замыканием одной из фаз на корпус электрооборудования. Кроме этого, имеется повреждение PEN-проводника на участке между электроприемниками №1 и №2. 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.
Рисунок. Трехфазная сеть с глухозаземленной нейтралью TN-C с замыканием на корпус и повреждением PEN-проводника
Для моделирования на виртуальном стенде указанных выше условий поражения, следует в области «Возможные повреждения» включить «повреждение PEN-проводника».
Задание 2.1. Определите, как влияет величина переходного сопротивления в месте повреждения PEN-проводника на степень опасности поражения электрическим током. Величину RPEN рекомендуется задавать в диапазоне от нуля (повреждение PEN-проводника отсутствует) до значения соответствующего состоянию обрыва PEN-проводника. Наличие обрыва моделируется на виртуальном стенде путем ввода значения RPEN равным очень большому числу, например 100000000 Ом. Рассчитайте значения напряжений прикосновения Uпр1 и Uпр2, а также значения токов протекающих через человека Ih1 и Ih2. Данные расчетов можно представить в виде таблицы.
Таблица
| RPEN, Ом | 0 | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,5 | 2 | 10 | обрыв |
| Uпр1, В | ||||||||
| Uпр2, В | ||||||||
| Ih1, А | ||||||||
| Ih2, А |
Задание 2.2. Определите, как влияет наличие защитного зануления корпусов электроприемников в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью TN-C с замыканием одной из фаз на корпус электрооборудования и повреждением в PEN-проводнике на степень опасности поражения человека электрическим током. Рассчитайте параметры характеризующие степень опасности (напряжения прикосновения и токи, протекающие через человека) при наличии защитного зануления и при его отсутствии. Чтобы убрать защитное зануление нажмите на соответствующую иконку в области «Используемые защитные меры» виртуального стенда.
Задание 2.3. 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. Следует определить 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 2.4. Изучите 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.
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
- Опасно ли для человека, работающего с электроприемниками в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью, появление замыкания на корпус электрооборудования фазного проводника?
- Как влияет на степень опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью с замыканием на корпус фазного проводника наличие или отсутствие повреждения нейтрального проводника на участке между электроприемниками №1 и №2?
- Как влияет на степень опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью с замыканием на корпус величина сопротивления рабочего заземления источника питания?
- Как влияет на степень опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью с замыканием на корпус величина сопротивления повторного заземления PEN-проводника?
- Как влияет на степень опасности поражения человека электрическим током в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью с замыканием на корпус наличие защитного зануления корпусов электроприемников?
