АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ В ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
(ОмГУПС (ОмИИТ))
Кафедра «Безопасность жизнедеятельности и экология»
АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ
В ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ
Лабораторная работа № 1
по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Студенты гр. 21Д
С.С. Букей
М.А. Каракозова
В.В. Ковалева
А.С. Легонький
О.М. Трофимова
«___» ________ 2024 г.
Доцент кафедры «АиТ»
Б.В. Мусаткина
«___» ________ 2024 г.
Омск 2024
1 Экспериментальная часть
Цель работы: исследовать опасность прикосновения человека к фазному
проводу электрической сети напряжением до 1 кВ в ее нормальном и
аварийном состоянии в зависимости от режима нейтрали источника питания
сети, активного сопротивления изоляции и емкости проводов относительно
земли, а также сопротивления тела человека.
Рисунок 1 – Схемы трехфазной четырехпроводной сети: а – замещения; б –
расчетная
Расчетные формулы
Ток, проходящий через тело человека:
𝑈ф
𝐼ℎ =
;
𝑅ℎ
Ток, проходящий через тело человека при CE ≈ 0:
𝑈ф
𝐼ℎ =
;
𝑅𝐸
(𝑅ℎ + )
3
при RE ≈ ∞:
3𝑈ф 𝜔𝐶𝐸
𝐼ℎ =
;
√1 + 9𝑅ℎ2 𝜔 2 𝐶𝐸2
при R0 << Rh:
𝑈ф 𝑅зм + √3𝑅0
;
𝑅ℎ 𝑅зм + 𝑅0
в трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью:
𝑈л
𝐼ℎ =
.
𝑅ℎ + 𝑅зм
𝐼ℎ =
Таблица 1 – Зависимость Ih от RE изоляции проводов сети при СЕ = 0
Режим нейтрали сети
Изолированная
Глухозаземленная
RE, кОм
Ih, теор.
Ih, эксп.
Ih, теор.
Ih, эксп.
1,0
165
181
220
244
2,5
188
131
220
244
10
60
54
220
244
25
25
27
220
244
100
7
10
220
244

0
0
220
244
Рисунок 2 – График зависимостей Ih от RE изоляции проводов сети при СЕ = 0
Таблица 2 – Зависимость Ih, от СЕ, проводов сети относительно земли при
RE = 
Режим нейтрали
сети
Изолированная
Глухозаземленная
СЕ, мкФ
0
0,02
0,1
0,25
0,5
1,0
2,5
Ih, теор.
Ih, эксп.
Ih, теор.
Ih, эксп.
0
0
220
242
4
4
220
242
21
21
220
242
50
55
220
243
94
99
220
242
151
164
220
243
203
223
220
243
Рисунок 3 – График зависимостей Ih, от СЕ, проводов сети относительно земли
при RE = 
Таблица 3 – Зависимость Ih и UА от Rh при RE = 100 кОм и СЕ = 0 мкФ
Режим нейтрали сети
Изолированная
Глухозаземленная
Rh, кОм
Ih, теор.
Ih, эксп.
UА,эксп.
Ih, теор.
Ih, эксп.
UА,эксп.
1
7
9
90
220
242
201
5
6
7
91
44
48
202
10
5
6
96
22
22
202
Рисунок 4 – График зависимостей Ih и UА от Rh при RE = 100 кОм и СЕ = 0 мкФ
Таблица 4 – Зависимость Ih и UА от сопротивления замыкания Rзм фазы В или С
на землю
Режим нейтрали сети
Изолированная
Глухозаземленная
Rзм, Ом
Ih, теор.
Ih, эксп.
UА,эксп.
Ih, теор.
Ih, эксп.
UА,эксп.
10
377
417
333
266
280
235
100
346
382
309
226
246
205
1000
191
209
182
221
242
200
Рисунок 5 – График зависимостей Ih и UА от сопротивления замыкания Rзм фазы
В или С на землю
Таблица 5 – Зависимость Ih и напряжения UА от сопротивления Rh в цепи тела
человека
Режим нейтрали сети
Изолированная
Глухозаземленная
Rh, кОм
Ih, теор.
Ih, эксп.
UА,эксп.
Ih, теор.
Ih, эксп.
UА,эксп.
1
346
383
309
226
246
205
5
74
82
329
45
48
205
10
38
38
332
23
22
205
Рисунок 6 – График зависимостей Ih и напряжения UА от сопротивления Rh в
цепи тела человека
2 Контрольные вопросы
1. Какие факторы влияют на степень поражения человека электрическим
током?
Тяжесть поражения зависит от значения тока, пути протекания его через
тело человека, длительности воздействия, индивидуальных особенностей
человека и некоторых других факторов.
2. Какие параметры определяют ток, проходящий через тело человека
при двухфазном прикосновении?
При двухфазном прикосновении человек попадает под линейное
напряжение. Ток, проходящий через тело человека, прикоснувшегося
одновременно к двум фазам, равен отношению линейного напряжения, под
которым оказалось тело человека, к его электрическому сопротивлению.
3. Что называется глухозаземленной нейтралью?
Глухозаземленная нейтраль – нейтраль генератора (трансформатора),
присоединенная непосредственно к заземляющему устройству.
4. Что называется изолированной нейтралью?
Изолированная нейтраль – нейтраль генератора (трансформатора), не
присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через
большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и т. п.
5. Какие параметры и как влияют на ток, проходящий через человека,
прикоснувшегося к фазе в трехфазной сети с изолированной нейтралью?
Ток, проходящий через человека, зависит от фазного напряжения,
сопротивления изоляции проводников относительно земли и сопротивления в
цепи тела человека. В условиях сырости можно принять Rоб = Rос= 0, и тогда
решающее значение приобретает сопротивление изоляции. Если оно
удовлетворяет требованиям Правил устройства электроустановок, т.е. RE ≈ 500
кОм, то Ih не может достичь опасных значений.
6. Какие параметры определяют ток, проходящий через человека,
прикоснувшегося к фазе в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью?
В сети с глухозаземленной нейтралью в случае прикосновения человека
к фазе Ih не зависит от сопротивления изоляции и емкости проводников А, В, С
и PEN относительно земли. При этом решающее значение имеют
сопротивление обуви и основания, на котором стоит человек. Применение
электрозащитных средств: диэлектрических галош, изолирующих подставок,
диэлектрических ковров, а также наличие диэлектрического пола в помещении
позволяет обеспечить требуемый уровень безопасности.
7. Какие параметры определяют ток, проходящий через человека,
прикоснувшегося к фазе в трехфазных сетях с глухозаземленной и
изолированной нейтралью в аварийном режиме?
В аварийном режиме часто реализуется ситуация, при которой Rзм
существенно больше R0 и одновременно Rзм << Rh. При этом условии в сети с
изолированной нейтралью человек оказывается под напряжением
прикосновения Uпр, близким к линейному Uл, что более опасно, нежели в сети с
глухозаземленной нейтралью, где Unp не превышает фазного напряжения. Для
обоих видов сетей характерно уменьшение опасности поражения током при
увеличении сопротивления в цепи тела человека Rh.