Принципиальные электрические схемы

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Отчёт по лабораторной работе №2

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

на тему «Исследование эффективности действия защитного заземления и зануления»

Выполнил:

студент группы БСТ1201

Креймер Андрей

Проверил:

Курбатов В.А.

Москва 2016 г.

1. Цель работы:

1. Исследовать зависимость общего сопротивления заземляющего устройства и коэффициента использования от числа заземлителей, а также от отношения расстояния между заземлителями а к длине заземлителя I .

2. Исследовать эффективность действия защитного заземления и зануления в трехфазных сетях переменного тока напряжением до 1000 В с различными режимами нейтрали.

2. Принципиальные электрические схемы

Принципиальные электрические схемы защитного заземления и зануления представлены соответственно на рис. 1 и рис. 2.

Рис. 1. Защитное заземление Рис. 2. Защитное зануление

3. Исходные данные

№ ва-рианта	, Ом*м	l, м	d, м	h, м	U, в	R_з2, Ом	R_з3, Ом	R_з4, Ом	R_з5, Ом
		2.5	0.035	0.6	-	20.78	15.54	13.28	12.34

Выполнение:

4. Результаты расчетов и измерений, выполненных согласно п.2 домашнего и лабораторного заданий, представлены в табл. 2

Рассчитаем сопротивление одиночного заземлителя и коэффициент использования:

Коэффициент использования заземлителей:

Ток через тело человека в случае пробоя на незаземлённый корпус и прикосновения к последнему:

Ток через тело человека в случае пробоя на заземлённый корпус:

Результаты вычислений приведены в таблице 2.

Таблица 2

Количество заземлителей n, шт
R_{з расч}, Ом	-	20,78	15,54	13,28	12,34
η_расч	-	0,813	0,725	0,636	0,548
U_эксп, В	318,2	187,1	132,6	106,1	90,9
	318,2	176,8	124,8	99,4	84,8
	318,2	167,4	117,8	91,4	74,9
R_зэксп, Ом	31,82	18,71	13,26	10,61	9,09
	31,82	17,68	12,48	9,94	8,48
	31,82	16,74	11,78	9,14	7,49
η_эксп	1,061	0,903	0,849	0,796	0,743
	1,061	0,955	0,902	0,849	0,797
	1,061	1,009	0,956	0,924	0,902

Графики η_расч= f(n) и η_эксп1, 2, 3 = f(n) при a/l = 1, 2, 3 представлен на рис.3 и рис.4 соответственно.

Рис. 3. График η_расч= f(n)

Рис. 4. График η_эксп1, 2, 3 = f(n) при a/l = 1, 2, 3.

Вывод:

С увеличением числа заземлителей коэффициент использования уменьшается. С увеличением отношения a/l коэффициент использования увеличивается.

5. Результаты расчетов и измерений (U_ф=220В), выполненных согласно п.3 домашнего задания и п.З методики выполнения работы, представленные в виде табл. 3.

На рис. 5 представлена схема лабораторной установки исследования защитного заземления в сети с ИН.

Рис. 5. Схема защитного заземления в сети с ИН

Таблица 3

	R_из. кОм	n	U_расч. В	I_h_расч. mA	U_эксп. В	I_h_Эксп. mA
Корпус не заземлен	3.6	-	100,0	100,0	100,0	100,0
Корпус не заземлен		-	1,312	1,312	1,3	1,3
Корпус заземлен	3.6		-	-	54,8	39,8
			3,745	3,745	29,7	18,7
			2,813	2,813	21,9	13,3
			2,408	2,408	17,9	10,6
			2,24	2,24	15,5	9,1
			-	-	0,5	0,5
			0,016	0,016	0,1	0,1

6. Результаты измерений, выполненные согласно п.5 методики выполнения работы, представленные в виде табл. 4.

На рис. 6 представлена схема лабораторной установки исследования защитного заземления в сети с ЗН.

Рис. 6. Схема защитного заземления в сети с ЗН

Таблица 4

R₃. ОМ I_ср. А
	U, В	194.12	190.67	188.57	183.33		171.11	157.14
	I, A	6.47	7.33	7.86	9.17		12.22	15.71	27.5
	I_h, mA	185.8596	181.369	178.6453	171.8719	167.5862
	U, В	194.12	190.67	188.57	183.33		171.11	157.14
	I, A	6.47	7.33	7.86	9.17		12.22	15.71	27.5
	I_h, mA	185.8596	181.369	178.6453	171.8719	167.5862	156.2309	138.6529
	U, В	194.12	190.67	188.57	183.33		171.11	157.14
	I, A	6.47	7.33	7.86	9.17		12.22	15.71	27.5
	I_h, mA	185.8596	181.369	178.6453	171.8719	167.5862	156.2309	138.6529	82.5

Вывод:

В сетях с ИН при увеличении числа заземлителей и/или сопротивления изоляции ток через тело человека уменьшается. В сетях с ЗН применение защитного заземления не эффективно, т.к. даже при сопротивлении заземляющего устройства в 4 Ома ток через тело человека остается смертельным (82,5 мА).

7.Результаты измерений, выполненных согласно п. 6 методики выполнения работы:

Таблица 5

I_ном. А.
I_n_(ф-0). A
U_k. В

Вывод:

В качестве защиты от пробоя на корпус в сетях с ЗН применяется защитное зануление. Принцип действия зануления - превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (КЗ), т.е. между фазным проводом и нулевым защитным проводником, с целью вызвать большой ток, способный обеспечить КЗ срабатывание токовой защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети. Такой защитой являются плавкие предохранители или автоматы, устанавливаемые перед потребителями энергии для защиты от токов КЗ и перегрузок.

8.Результаты измерений, выполненных согласно п. 7 методики выполнения работы:

Таблица 6

R_зам. Ом.
I_n_(ф-0). A	0.19	0.16	0.14
U_k. В	186.44	160.35	139.24

Таблица 7

R_зам. Ом.
I_R_о. A	1.19	0.58	0.38
I_h. mA	4.76	2.33	1.5

Вывод:

Назначение заземления нейтрали в сетях до 1000 В – снижение напряжения зануленных корпусов относительно земли до безопасного значения на период замыкания фазы на землю (аварийный режим работы сети).

9.Результаты измерений, выполненных согласно п. 8 методики выполнения работы:

Таблица 8

I_ср. А
До срабатывания защиты U_k. В
После срабатывания защиты U_k. В
Срабатывание защиты «+» «-»	+	+	-

Вывод:

Чтобы снизить напряжение корпуса относительно земли на период от момента замыкания на корпус до момента отключения поврежденной установки, а также на случай обрыва нулевого защитного проводника, необходимо повторное заземление нулевого провода.