Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»
Центрцифровых образовательных технологий
13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
Индивидуальное домашнее задание
по дисциплине: Безопасность жизнедеятельности
Исполнитель:
студент группы З-5Г5А1
Королев А.В.
Руководитель:
Сотникова А.А.
Томск - 2019
Задание 1
Рассчитать величину электрического тока, протекающего через тело человека, при прикосновении к токоведущей части трехфазной сети: а) с заземлённой нейтралью; б) с изолированной нейтралью. Напряжение питающего трансформатора - 380/220 В. Дополнительные данные приведены в таблице 1. задача электрический ток тело
Задание 2
Рассчитать величину электрического тока, протекающего через тело человека, при прикосновении к токоведущей части трехфазной сети: с изолированной нейтралью.
Напряжение питающего трансформатора - 380/220 В. Дополнительные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Данные для решения задачи
|
Сопротивление изоляции, кОм |
7 |
|
|
Сопротивление человека, кОм |
12 |
|
|
Сопротивление заземления нейтрали,Ом |
8 |
Задание 3
Для трехфазной сети с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ типа TN-C (рис. 1) значения тока, протекающего через тело человека и напряжение прикосновения определяются фазным напряжением сети и не зависят от сопротивления изоляции и емкости проводов относительно земли.
Рис. 1. Однофазное прямое прикосновение в сети с заземленной нейтралью типа TN-C при нормальном режиме работы
Нормальный режим -режим работы сети, когда фазные провода находятся под номинальным напряжением, а сопротивления их изоляции относительно земли соответствует нормам.
Аварийный режим - режим работы сети, когда хотя бы один из фазных проводов замыкается на землю.
Проводимости фазного и нулевого проводников относительно земли, по сравнению с Y0=1/R0 проводимостью заземления нейтрали, малы (YL1, YL2, YL3<<Y0). При этом выражение для тока протекающего через тело человека при прикосновении к фазному проводу при нормальном режимеработы сети TN-C (рис. 1), принимает вид:
где R0 - сопротивление рабочего заземления нейтрали.Напряжение прикосновения в этом случае определяется из уравнения:
Так как обычно R0<Rh, то можно считать, что человек в этом случае попадает практически под фазное напряжение сети.
По рассмотренным формулам и значениям, согласно варианта проводим расчеты.
Ток протекающий через тело человека, при прикосновении к фазному проводу, при нормальном режимеработы сети TN-C:
Напряжение прикосновения:
Задание 4
Человек прикоснулся к фазному проводу сети типа IT при нормальном режиме работы. Определить ток, протекающий через тело человека Ih для двух случаев:
1) U =220 В, Rh=12кОм; СL1 =СL2 =СL3 =0; RL1 =RL2 =RL3 =R=7 кОм.
2) U =220 В, Rh=12кОм; СL1 =СL2 =СL3 =? ; RL1 =RL2 =RL3 =R=7 кОм
Принципиальная схема, соответствующая условию задачи, приведена на рисунке 2.
Рис. 1. Однофазное прямое прикосновение в сети с изолированной нейтралью IT при нормальном режиме работы.
Рассчитаем ток, протекающий через тело человека в первом случае, по формуле:
Во втором случае ток, протекающий через тело человека, определяется по формуле:
С учетом того, что при СL1=СL2 =СL3 = ? Z=0, отсюда следует:
Вывод
Рассмотрев каждую из схем организации сетей, а также рассчитав величины токов поражения человека при прикосновении его к токоведущим частям электрических сетей, можно сделать вывод, что в сети с изолированной нейтралью условия безопасности находятся в прямой зависимости не только от сопротивления пола и обуви, но и от сопротивления изоляции проводов относительно земли: чем лучше изоляция, тем меньше сила тока, протекающего через человека. В сети с заземленной нейтралью положительная роль изоляции проводов практически полностью утрачена.
Таким образом, при прочих равных условиях однофазное прикосновение человека в сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью, и, следовательно, система с изолированной нейтралью при нормальном состоянии изоляции менее опасна для человека, чем система с глухим заземлением нейтрали. Однако в линии такой системы может длительное время существовать незамеченное персоналом замыкание одной из фаз на землю. Если в это время человек прикоснется к проводу одной из двух других фаз, то окажется под полным линейным напряжением сети, что равносильно двухфазному прикосновению.