Исследование эффективности системы защитного заземления

Цель работы

Исследование влияния сопротивления системы заземления на величину напряжения на корпусе электрооборудования относительно земли и степень поражения электротоком человека, прикоснувшегося к конструктивной части заземленного оборудования.

 

Содержание работы

1. Изучить физическую сущность защитного заземления.

2. Уяснить требования ПУЭ к сопротивлению всей системы защитного заземления электроустановки.

3. Исследовать влияние различных сопротивлений защитного заземления на снижение напряжения на корпусе заземленного электрооборудования.

4. Результаты исследований занести в протокол отчета.

5. Сделать вывод при каком сопротивлении защитного заземления будет обеспечена безопасность персонала, обслуживающего электрооборудование.

 

Термины и определения

Защитное заземление – устранение опасности поражения тока в случае прикосновения к конструктивным нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением, путем преднамеренного электрического соединения их с землей или ее эквивалентом.

Напряжение прикосновения – напряжение под которым может оказаться человек, касаясь одновременно заземленного корпуса оборудования, на которой замкнулся электрический провод, и земли, на которой стоит.

Электроды (заземлители) – стальные трубы диаметром 0,004 … 0,05 м, длиной 2,5 … 3,0 м.

Заземляющая шина – полосовая сталь сечение 4х12 или сталь круглого сечения диаметром не менее 0,006 м для связи электродов.

Теоретические пояснения к работе

Одним из средств защиты человека от поражения электрическим током при аварийном режиме электроустановки является защитное заземление.

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 9.1)

рис. 9.1. Принципиальная схема защитного заземления.

 

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении напряжения прикосновения до U_пр ≤ 2В.

На рис. 9.2. показана однофазная схема замещения. Из схемы следует, что сопротивление тела человека и заземления параллельны. По первому закону Кирхгофа в разветвленной электрической цепи сила то­ка, протекающая к месту соединения нескольких сопротивлений равна сумме токов, уходящих из него. Чтобы уменьшите ток (J_h), прохо­дящий через тело человека, сопротивление заземления (R_з) должно иметь минимальное значение. В электроустановках напряжением до 1000 B предельно допустимо сопротивление защитного заземления прини­мается величиной 4 0м, если установленная мощность питающего транс­форматора не превышает 100 кВт, допускается сопротивление заземля­ющего устройства 10 Ом. При малом значении сопротивления R_з основная величина тока будет протекать не через человека (R_h), а заземляющее устрой­ство.

Рис.9.2. Однофазная схема замещения защитного заземления

 

Известно, что за счет увеличения проводимости участка цепи напряжение на нем уменьшается, при этом напряжение прикосновения оказывается равным напряжению на заземлителе

При пробое изоляции корпус оборудования относительно земли оказывается под малым напряжением, соответственно под малым напря­жением будет находиться человек.

Основными конструктивными элементами защитного заземления являются заземлители (электроды) и заземляющие проводники.

Величина тока является главным поражающим фактором при электротравматизме.

Различают следующие пороговые (наименьшие) значения переменно­го тока частотой 50 Гц:

- ощутимый 0,5-1,5 мА;

- не отпускающий 10-20 мА, вызывающий непроизвольное судорожное со­кращение мышц кисти руки и предплечья, при этом человек не может самостоятельно нарушить контакт с токоведущей частью электроустановки;

- фибрилляционный 20-60 мА, вызывающий фибрилляцию сердца.

Фибрилляция - это такое состояние сердца, когда оно перестает сокращаться как единое целое в определенной последовательности, а происходят отдельные «подергивания» волокон сердечной мышцы, при этом насосная функция сердца прекращается, отсутствие кровообраще­ния вызывает в организме недостаток кислорода, что в свою очередь приводит к прекращению дыхания и смерти.

Переменный ток 100 мА (0,1А) и выше действует непосредственно на мышцы сердца, вызывает паралич дыхания и немедленную остановку сердца.

Предельно допустимый ток через человека при неаварийном режиме электроустановок не должен превышать 0,3 мА.

Порядок выполнения работы.