Исследование защитного заземления: Методические указания к выполнению лабораторной работы

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ

КАФЕДРА ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

И БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Э.А. Гомзиков

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Лабораторная работы по БЖД №14 на ПК

Санкт-Петербург

2001

УДК

ББК

Рецензент: д.т.н., профессор В.И. Решняк

Гомзиков Э.А. Исследование защитного заземления. Методические указания. – СПб.: СПГУВК, 2000, -12 с.

Излагается принцип работы защитного заземления электроустановок, исследуется его эффективность. На стенде-моделе производятся измерения: сопротивления изоляции фазы относительно земли, силы тока, протекающего через человека при различных значениях сопротивления заземления, удельного сопротивления грунта, сопротивления заземляющего устройства.

Расчетная часть работы и анализ результатов выполняется на ПК.

Печатается в авторской редакции по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций.

                                       УДК

                                                            ББК

© Санкт-Петербургский государственный

университет водных коммуникаций, 2000.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить принцип действия, методы расчета и измерения защитного заземления электроустановок.

1.  ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Опасность поражения током возникает в случае прикосновения человека к токоведущим и нетоковедущим частям электроустановок, когда последние могут оказаться под напряжением из-за нарушения изоляции.

Степень влияния тока на человека зависит от его величины и от времени воздействия t(с).

Для переменного тока частотой 50 Гц различают следующие пороги воздействия:

ощутимый ток – (1-3) мА;

допустимый отпускающий ток (t больше или равно 3 с) – 6 мА;

недопустимый отпускающий ток – (7-9) мА;

неотпускающий ток – (10-15) мА;

фибрилляционный смертельный ток - 100 мА (t более 0,5 с).

Одним из средств защиты человека от поражения электрическим током является защитное заземление – соединение с землей или корпусом судна металлических нетоковедущих частей электроустановок через малое по величине сопротивление (рис. 1). В результате этого снижается разность потенциалов между корпусом оборудования и землей и ток, проходящий через человека.

Рис 1. Схема защитного заземления

Защитное заземление применяют в сетях с изолированной нейтральной точкой (ИНТ) трансформатора (генератора) напряжением до 1000 В и также в сетях с заземленной нейтральной точкой (ЗНТ) напряжением более 1000 В в комплексе с защитным отключением, реагирующим на ток замыкания на землю.

В сетях с ИНТ опасность прикосновения человека к фазе особенно возрастает при уменьшении сопротивления изоляции фазы относительно земли.

Допустимое сопротивление заземления регламентируется «Правилами устройства электроустановок» и составляет для сетей с ИНТ – 4 Ом, а если мощность трансформатора не превышает 100 кВ*А, то – 10 Ом.

Заземляется оборудование на предприятиях, на судах, в портах, на шлюзах, заземляется также нулевая точка трансформаторных подстанций (рабочее заземление).

Защитное заземление является второй ступенью защиты после электроизоляции.

Одиночный заземлитель не обеспечивает в полной мере защиту человека, т.к. имеет достаточно большое сопротивление порядка 30-100 Ом. Поэтому на практике применяют заземляющее устройство, состоящее из одиночных заземлителей (трубы, уголки, стержни), забиваемых в землю и соединенных металлической полосой на сварке, а также соединительных проводников.

Применяют рядное и контурное расположение заземлителей.

Сопротивление заземляющего устройства зависит от удельного сопротивления грунта, климатических условий, числа заземлителей и условий их размещения.

Сопротивление заземляющего устройства периодически контролируется, т.к. из-за коррозии заземлителей или их механических повреждений оно может отличаться от допустимой величины.

Лабораторная работа выполняется на специальном стенде, расчеты производятся на ПК по программе «Заземление 1».

Работа состоит из двух частей:

1. Измеряется сопротивление изоляции фазы относительно земли, рассчитывается по программе ток при различных сопротивлениях заземления, измеряется ток на стенде-моделе и дается оценка тока. Определяется необходимое сопротивление изоляции.

2.  Измеряется на стенде-моделе удельное сопротивление грунта, рассчитываются по программе элементы защитного заземления, измеряется величина сопротивления заземления.

2.  КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1.  Опасные ситуации, при которых эффективно заземление

2.  Сети, где применяется защитное заземление

3.  Ситуации, при которых особенно проявляются защитные свойства заземления

4.  Принцип работы защитного заземления

5.  Состав заземляющего устройства

6.  Пути увеличения эффективности заземления

3.  ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Первая часть лабораторной работы

1.  Измерить на стенде сопротивление изоляции фазы относительно земли и результат занести на Лист 3. Методика измерений всех параметров приведена в методических указаниях к лабораторной работе №14 «Исследование защитного заземления электроустановок», СПГУВК, 1995 .

2.  Ввести в программу (Лист 3) исходные данные по первой части работы.

3.  Выполнить на стенде измерения тока, проходящего через человека при сопротивлениях заземления R_З=8, 10, 12, 14, 16, 18 Ом, а также при обрыве заземления и результаты занести в таблицу на Листе 3. Выполнить оценку действия тока на человека в соответствии с п. 1.

4.  Найти по программе методом последовательных подстановок минимальное необходимое сопротивление изоляции, при котором ток через человека не превысит допустимого значения – 0,006 мА и результат занести в отчет.

Вторая часть лабораторной работы

1.  Определить посредством измерений на стенде величину R₁, характеризующую удельное сопротивление заданного грунта и подставить ее в программу расчета (Лист 3).

2.  Ввести в программу (Лист 3) исходные данные по второй части работы и необходимые результаты занести в отчет.

3.  Включить на стенде требуемое количество заземлителей, полученное уточненным расчетом, подсоединить к схеме заземления прибор МС-0,8 (измеритель малых сопротивлений) и выполнить измерение сопротивления заземления. Если оно превышает допустимое значение, то откорректировать количество заземлителей и окончательный результат занести в отчет.

4.  Окончательно оформить отчет по лабораторной работе и предъявить преподавателю.

5.  Подготовиться к защите лабораторной работы по контрольным вопросам представленным в п.2.

6.  Защитить лабораторную работу.

7.  Разобратьь электронную схему стенда.

4.  ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Первая часть лабораторной работы

Таблица 3.1

Характеристики	Варианты
	1	2	3	4
Фазное напряжение Uф, В Сопротивление человека Rч, Ом Сопротивление обуви Rоб, Ом Сопротивление пола Rп, Ом	220 1000 0 0	220 500 300 0	220 700 200 0	220 900 200 200

Вторая часть лабораторной работы

Таблица 3.2

Характеристики	Варианты
	1	2	3	4
Допустимое сопротивление заземления Rд, Ом	4	10	4	10
Климатическая зона	1	4	1	3
Коэффициент сезонности	1,7	1,5	1,7	1,1
Вид грунта	Суглинок	Суглинок	Глина	Глина
Длина заземлителя l, м	2,5	3	1,6	1,7
Диаметр трубы заземлителя d, м	0,03	0,025	0,02	0,02
Заглубление трубы h, м	0,8	0,7	1	0,5
Ширина соединительной полосы  в, м	0,05	0,05	0,1	0,05

СОДЕРЖАНИЕ

Цель работы                                                                               3

1.  Общие сведения                                                                    3

2.  Контрольные вопросы к защите лабораторной работы    6

3.  Порядок выполнения лабораторной работы                      7

4.  Варианты заданий                                                                 9

Гомзиков Эдуард Александрович

Исследование защитного заземления

Методические указания

к лабораторной работе №14 на ПК