И шага с помощью лабораторного стенда

 

Лабораторный стенд представляет собой модель, имитирующую растекание электрического тока в грунте. Грунт заложен в емкость из оргстекла длиной 1 м. На стенке емкости расположен электрод, имитирующий заземлитель. Потенциал этого электрода равен потенциалу заземлителя и руки человека j_р.

Над емкостью расположен подвижный электрод, выполненный в виде катка, контактирующего с грунтом. Этот электрод перемещается вдоль емкости с грунтом и имитирует потенциал ног человека j_н.

Электрическая принципиальная схема стенда представлена на рис.2.

Рис. 2. Электрическая принципиальная схема лабораторного стенда

для исследования напряжения прикосновения и напряжения шага

 

Питание стенд получает от трансформатора, во вторичной обмотке которого находится реостат R1, с помощью которого регулируется задаваемая величина напряжения прикосновения. Сопротивление грунта представлено в виде переменного резистора R2, соединенного с неподвижным электродом Э1 и подвижным электродом Э2. Напряжение прикосновения U_пp измеряется вольтметром PV.

При работе стенда нельзя касаться поверхности грунта!

Подключить стенд к сети и реостатом R1 выставить величину U_пр.доп, заданную преподавателем. Далее переместить электрод Э2 от левого края емкости к правому, фиксируя его положение через каждые 10 см. При этом снять показания вольтметра. Данные опыта занести в табл. 1.

Таблица 1

Результаты экспериментальных исследований

Х, м	0, 1	0, 2	0, 3	0, 4	0, 5	0, 6	0, 7	0, 8	0, 9	1, 0
Uпр, В

 

По данным табл. 1 построить график U_пp = f(X). После проведения эксперимента заполнить табл. 2. Данные для расчетов берутся из табл. 3 по варианту, предложенному преподавателем. При расчетах принимаем a₂ = 1; b₂ = 1.

Таблица 2

Расчетные значения напряжения прикосновения и шага

Х, м	Х=Хз	0, 06	0, 08	0, 1	0, 2	0, 5	1, 0	2, 0	5, 0	10, 0	15, 0	20, 0	¥
a1
Uпр, В
b1
Uш, В

 

Таблица 3

Варианты значений для расчета напряжений прикосновения и шага

Вариант	r, Ом× м	Iз, А	Хз, м
		1, 0	0, 05
		1, 1	0, 05
		1, 2	0, 03
		1, 3	0, 05
		1, 4	0, 04
		1, 5	0, 04
		1, 6	0, 04
		1, 1	0, 03
		0, 5	0, 05
			0, 03

 

Таблица 4

Варианты значений для сравнительного анализа

Вариант	t доп, С	I з, А	a1
	0, 1
	0, 4		0, 3
	0, 5		0, 1
	0, 6		0, 15
			0, 3
			0, 25
			0, 2
			0, 3
			0, 45

По данным табл. 2 построить графики зависимостей a₁ = f(X); b₁ = f(X); U_пp = f(X); U_ш = f(X).

Далее по величине допустимого времени воздействия электрического тока на организм человека t_доп определить допустимое напряжение прикосновения U_пр.доп, сопротивление заземлителя R_з, вид заземления. Данные для решения задачи берутся из табл. 4 по варианту, предложенному преподавателем. Вид заземления можно выбрать, используя данные табл. 5 (исходя из величины a₁).

Таблица 5

Значения коэффициентов напряжения прикосновения и шага

в зависимости от вида заземления

Вид заземления	Эскиз заземления	Расстояние между параллельными полосами, м	Число внутренних параллельных полос в контуре, шт.	Коэффициент напряжения прикосновения a1	Коэффициент напряжения шага, b1
Единичный протяженный заземлитель		–	–	1, 0	0, 14
Ряд стержней, соединенных с полосой		–	–	1, 0	0, 1
Контур из полос с внутренними параллельными полосами		2, 5 2, 5		0, 30 0, 35 0, 40 0, 45 0, 13 0, 20 0, 30 0, 35	0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15
Контур из стержней и полос с внутренними параллельными полосами		2, 5 2, 5 2, 5		0, 1 0, 15 0, 25 0, 30 0, 30 0, 10 0, 75 0, 75 0, 1 0, 25 0, 2…0, 35	0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15

Контрольные вопросы

 

1. Что такое напряжение прикосновения?

2. Для чего измеряется величина напряжения прикосновения?

3. Что такое напряжение шага?

4. Чем коэффициент напряжения прикосновения a₁ отличается от a₂?

5. Как влияют дополнительные электрозащитные средства на величину коэффициента напряжения шага b₂?

6. На какое расстояние можно приблизиться обычным шагом к месту замыкания на землю?