Лабораторная работа №4. Проверка целостности защитных заземляющих проводников
 Скачать 118.67 Kb.
|
|
Лабораторная работа №4. Тема: Проверка целостности защитных заземляющих проводников. Цель: Получение теоретических знаний и практических навыков в эффективности средств обеспечения электробезопасности. Входной контроль: 1. Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением. Различают основные и дополнительные изолирующие средства. 2. Основными изолирующими средствами для обслуживания электроустановок напряжением до 1000 В служат: изолирующие штанги, изолирующие и измерительные клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими ручками, средства для ремонтных работ под напряжением (изолирующие лестницы, площадки и др.). 3. Дополнительными изолирующими средствами являются: диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки. Ход работы: 1. Как показывает анализ, больше половины несчастных случаев, причиной которых является поражение электрическим током, происходит при соприкосновении работающих с открытыми токоведущими частями оборудования, находящимися под напряжением. Свыше 20 % несчастных случаев происходит в результате прикосновения к металлическим частям оборудования, оказавшимся под напряжением в результате повреждения изоляции, до 20 % — вследствие прикосновения к неметаллическим частям оборудования, оказавшимся под напряжением (прикосновение к токоведущим частям, покрытым изоляцией, которая потеряла свои изоляционные свойства, а также касание токоведущих частей предметов с низким сопротивлением). Около 3 % несчастных случаев— результат соприкосновения с полом, стенами и конструктивными деталями помещений, оказавшихся под напряжением вследствие повреждения изоляции, до 2 % несчастных случаев — вследствие поражения электрической дугой. 2. Защитное заземление (рис.1а) представляет собой преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции или иных повреждений (замыкание, пробой на корпус). Основными конструктивными частями системы защитного заземления являются следующие: заземлитель – группа металлических стержней-электродов, зарытых в землю, и заземляющие проводники, соединяющие нетоковедущие корпуса и другие части электроустановок с заземлителем. Для заземлителей применяют обычно стальные трубы диаметром 30 – 50 мм и длиной 2500 – 3000 мм. Заземляющие проводники делают из полосовой стали сечением не менее 4х12 мм и прокладывают в земле, а в помещениях – открыто по стенам. Заземлению подлежат корпуса машин, каркасы, щиты управления, стальные трубы, электропроводки.  Рис. 1. Принципиальные схемы защиты от поражения электротоком. а — защитное заземление; б — зануление; в — защитное отключение; 1 — электроустановка; 2 — тепловое реле; 3 — контакт магнитного пускателя; 4 — предохранители; 5 — трехполюсный низковольтный выключатель; 6 — нулевой защитный проводник; 7 — защитный выключатель; 8 — реле выключателя; 9 — обмотка реле; 10 — кнопка контроля; 11 — сопротивление; 12 — заземляющий проводник; 13— проводник зануления. Систему защитного заземления осматривают и проверяют вместе с общим осмотром электроустановок, а также после ремонта и монтажа, но не реже одного раза в год. Защитное заземление следует отличать от рабочего заземления – соединения нейтральной точки или фазного провода электрической сети с землей через пробивные предохранители, разрядники, сопротивления. Зануление – это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением с заземленной точкой источника питания электроэнергией при помощи нулевого защитного проводника (рис. 1б). Зануление устраивают для электроустановок трехфазного тока в сети с заземленной нейтралью трансформатора. Система зануления превращает пробой на корпус, возникающий при повреждении изоляции, в однофазное замыкание. Тогда в системе возникает ток, способный обеспечить быстрое срабатывание средств защиты и автоматическое отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Средствами защиты являются плавкие вставки предохранителей или автоматические выключатели. Защитное отключение (рис.1в) – представляет собой быстродействующую защиту, обеспечивающую автоматическое отключение электроустановки (за 0,1 – 0,2 с) при возникновении опасности поражения током. Защитное отключение используют как дополнительное средство к защитному заземлению или занулению. На рис. показана схема защитного отключения. При замыкании на корпус срабатывает реле и приводится в действие автоматический выключатель. Пониженное (малое) напряжение – это переменное напряжение, не превышающее 42 В, и постоянное напряжение не более 110 В. Такое напряжение является безопасным. Изоляция бывает рабочая, дополнительная, двойная и усиленная. Рабочая изоляция токоведущих частей электроустановки обеспечивает защиту от поражения электрическим током. 3. Техника безопасности в электроустановках (электробезопасность) – это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статистического электричества. Технические и организационные меры защиты направлены на обеспечение недоступности к токопроводящим частям и невозможности случайного прикосновения к ним, устранение опасности поражения при замыкании тока на корпус электрооборудования или на землю; предотвращение ошибочных действий персонала в электроустановках. 4. Электрический ток может причинить человеку повреждения не только при прямом прохождении через тело, но и при других видах энергии, в которое превращается электричество: мощными потоками световой и тепловой энергии дуги, ультрафиолетовым излучением и др. При этом наблюдается перегрев тканей тела или их полное сгорание, электролитическое разложение жидких сред, крови, перевозбуждение нервной системы, шок и др. 5. Переменный ток. 6. Защитное заземление (рис.1а) представляет собой преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции или иных повреждений (замыкание, пробой на корпус). Зануление – это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением с заземленной точкой источника питания электроэнергией при помощи нулевого защитного проводника (рис. 1б). Зануление устраивают для электроустановок трехфазного тока в сети с заземленной нейтралью трансформатора. 7. Защитное отключение (рис.1в) – представляет собой быстродействующую защиту, обеспечивающую автоматическое отключение электроустановки (за 0,1 – 0,2 с) при возникновении опасности поражения током. 8. Изоляция бывает рабочая, дополнительная, двойная и усиленная. Рабочая изоляция токоведущих частей электроустановки обеспечивает защиту от поражения электрическим током. 9. В основном проверка изоляции производится 1 раз в течение 3 лет. Однако в большинстве случаев руководствуются целями сокращения и минимизации простоя оборудования без напряжения и нежелания лишний раз выключать электроустановки. Поэтому на практике измерения сопротивления изоляции электрооборудования выполняют при всех видах ремонта. 10. Мегомметр. 11. 1. С помощью мегомметра определить начало и конец каждой фазной катушки обмоток статора электродвигателя и заметить их. 2. Измерить сопротивление изоляции силового кабеля между каждым проводом и землей, между фазными проводами относительно друг друга. 3. Результаты измерений занести в табл., сделать выводы о качестве изоляции. 12. Ток напряжением 1000 В. 13. В электроустановках 380/220 В оно должно быть не более 4 Ом. 14. Требование к устройству защитного заземления и зануления электрооборудования определены ПУЭ, в соответствии с которыми они должны устраиваться при номинальном напряжении 380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока. В условиях работ в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных они должны выполняться в установках с напряжением питания > 42 В, переменного > 110 В постоянного тока. Защитному заземлению или занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. При наличии заземления вследствие стекания тока на землю напряжение прикосновения уменьшается и, следовательно, ток, проходящий через человека, оказывается меньше, чем в незаземленной установке. Чтобы напряжение на заземленном корпусе оборудования было минимальным, ограничивают сопротивление заземления. В электроустановках 380/220 В оно должно быть не более 4 Ом, в установках 220/127 В – не более 8 Ом. Если мощность источника питания не превышает 100 кВА, сопротивление заземления может быть в пределах 10 Ом. В качестве заземляющих устройств электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители. Возможно применение железобетонных фундаментов промышленных зданий и сооружений. При отсутствии естественных заземлителей допускается применение переносных заземлителей, например, ввинчиваемых в землю стальных труб, стержней, уголков. После заглубления в землю они должны иметь концы длиной 100…200 мм над поверхностью земли, к которым привариваются соединительные проводники. 15. Задача по оценки эффективности защитного заземления: В сети типа IT (Uл=380 B) произошло замыкание двух различных фаз на два раздельно заземленных корпуса. Заземлитель первого корпуса имеет полусферическую форму с радиусом r =0,2 м и расположен на поверхности земли. Человек одной ногой стоит на этом заземлителе. Расстояние до второго заземлителя более 30 м. Определить напряжение шага Uш и ток Ih, протекающий через человека, если сеть короткая, RL1=RL2=RL3= 40 кОм; RЗ1= 4 Ом; RЗ2= 6 Ом; Rh=1 кОм; шаг человека а= 0,8 м; 2=0,5. Решение: При замыкании двух различных фаз сети IT на два раздельно заземленных корпуса (например, см. рис. 1) значение тока Iз, стекающего в землю, практически не зависит от значений сопротивления изоляции фаз относительно земли и определяется как   При этом потенциал заземлителя первого корпуса составит  В общем случае напряжения шага с учетом формы потенциальной кривой и сопротивления основания растеканию току определяется как  где 1 – коэффициент напряжения шага, учитывающий форму потенциальной кривой. Поскольку человек стоит одной ногой на полушаровом заземлителе, в данном случае x = r, и 1 можно рассчитать следующим образом  Коэффициент, учитывающий сопротивление основания растеканию тока, =0,5 по условиям задачи. Поэтому искомое значение напряжения шага  а ток, протекающий через тело человека,  Ответ задачи: Uш=60,8 В; Ih = 60,8 мА. Выходной контроль: 1. Категорически запрещается использовать в качестве заземлителей трубопроводы с горючими жидкостями и газами. 2. При замыкании любой фазы на корпус образуется контур короткого замыкания, характеризуемой силой тока весьма большой величины, достаточной для «выбивания» предохранителей в фазных питающих проводах. Таким образом, электроустановка обесточивается. Вывод: Получил теоретические знания и практические навыки в эффективности средств обеспечения средств электробезопасности. |