Практическая часть. Задание №1. Исследование эффективности защитного заземления корпуса электропотребителя, питающегося от трехфазной трехпроводной сети с изолированной

ОТЧЕТ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

 

 

Задание №1. Исследование эффективности защитного заземления корпуса электропотребителя, питающегося от трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью.

 

Рисунок №1. Принципиальная схема трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью и заземленным корпусом электропотребителя (Задание 1, 2)

 

 

Таблица №1. Исходные данные

Uф = 215,4 В	Напряжение сети, заданное преподавателем
R3М2 = 10 Ом	Сопротивление заземляющего устройства, заданное преподавателем
SRE = 5 Ом	Сопротивление изоляции проводов, заданное преподавателем

 

Таблица №2. Напряжение относительно земли корпуса 2 и фазных проводов. Без заземления корпуса.

U2 = 215,4 В	Напряжение относительно земли корпуса 2
UА = 215,4 В	Напряжение относительно земли фазного провода А
UВ = 215,4 В	Напряжение относительно земли фазного провода В
UС = 215,4 В	Напряжение относительно земли фазного провода С

 

 

Таблица №3. Напряжение относительно земли корпуса 2 и фазных проводов. С заземлением корпуса.

U2 = 1,284 В	Напряжение относительно земли корпуса 2
UА = 372 В	Напряжение относительно земли фазного провода А
UВ = 1,284 В	Напряжение относительно земли фазного провода В
UС = 371,9 В	Напряжение относительно земли фазного провода С
А1 = 0,128 мА	Ток стекающий в землю через заземляющее устройство

 

Вывод: Наличие защитного заземления значительно снижает опасность прикосновения человека к корпусу 2. При замыкании фазного провода В на корпус напряжение в 1,284 В и сила тока 0,128 А не опасны для жизни человека.

 

Задание №2. Исследование напряжения на заземленном корпусе электропотребителя в зависимости от сопротивления его заземляющего устройства в сети с изолированной нейтралью.

 

Таблица №4. Зависимость напряжения на корпусе 2 от сопротивления

Сопротивление заземляющего устройства	Напряжение относительно земли корпуса 2	Сила тока, стекающего в землю через заземляющее устройство
R = 4 Ом	U2 = 0,515 В	I = 0,128 мA
R = 10 Ом	U2 = 1,284 В	I = 0,128 мA
R = 100 Ом	U2 = 12,19 В	I = 0,128 мA

 

Вывод: Напряжение относительно земли корпуса 2 зависит от сопротивления заземляющего устройства и силы тока. Поэтому сопротивление заземляющего устройства должно быть достаточно низким, т.к., например, при сопротивлении заземлителя 4 Ом и предохранителе номиналом 25 А потенциал может достигать 100 вольт.

Согласно п. 1.7.101 ПУЭ:

Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

Задание №3. Оценить опасность поражения током при одновременном замыкании разных фаз сети с изолированной нейтралью на корпуса электропотребителей, имеющих раздельные заземляющие устройства.

 

 

Рисунок №2. Принципиальная схема одновременного замыкания разных фаз сети с изолированной нейтралью на заземленные корпуса электропотребителей

 

Таблица №5. Двойное замыкание разных фаз на корпуса электропотребителей

Сопротивление заземляющего устройства	R3М2 = 4 Ом	R3М2 = 10 Ом	R3М2 = 100 Ом
Напряжение относительно земли корпуса 1 и 2	U1 = 186,6 В	U1 = 106,7 В	U1 = 14,7 В
U2 = 186,6 В	U2 = 266,4 В	U2 = 358,5 В
Сила тока, стекающего в землю через заземляющее устройство	I1 = 46,65 мA	I1 = 26,64 мA	I1 = 3,584 мA
I2 = 46,65 мA	I2 = 26,64 мA	I2 = 3,584 мA

 

Вывод: напряжение корпуса 2 относительно земли при замыкании на него фазного провода В определяется законом Ома U=IR. Для корпуса 1 происходит нарушение этого соотношения при увеличении сопротивления заземляющего устройства. Так как при увеличении сопротивления будет уменьшаться значение тока, который будет проходить через заземляющее устройство. Следовательно, чем меньше сопротивление, тем эффективнее защита человека от тока. Стоит обратить внимание на то, что двойное замыкание опасно, в случае если корпуса 1 и 2 имеют общий заземлитель, тогда двойное замыкание превращается в короткое замыкание между фазами.

 

Задание №4. Исследование влияния защитного заземления на опасность поражения током при замыкании фаз на корпус электропотребителя, питающегося от трехфазной пятипроводной сети с заземленной нейтралью.

 

Рисунок №3. Принципиальная схема трехфазной пятипроводной сети с заземленной нейтралью

Таблица №6. Защитное заземление в сети с заземленной нейтралью

U2 = 154 В	Напряжение относительно земли корпуса 2
UА = 207 В	Напряжение относительно земли фазного провода А
UВ = 154 В	Напряжение относительно земли фазного провода В
UС = 251 В	Напряжение относительно земли фазного провода С
I = 15,4 мA	Ток стекающий в землю через заземляющее устройство

 

Вывод: В сети с заземленной нейтралью защитное заземление теряет свою эффективность, поэтому не применяется в сетях с напряжением до 1 кВ, согласно ПУЭ.

 

Заключение: В лабораторной работе мы оценили эффективность действия защитного заземления в электроустановках, питающихся от трехфазных трехпроводных се­тей с изолированной нейтралью и трехфазных пятипроводных сетей с заземлен­ной нейтралью напряжением до 1кВ. Заземление корпусов электроустановок существенно улучшает условия электробезопасности.