|
Содержание работы или список заданий
|
Задача № 2. В ванной комнате жилого дома произошло смертельное поражение человека электрическим током. Расследование показало, что пострадавший приготовился принять душ и, стоя непосредственно в ванне с небольшим количеством воды, взялся рукой за ме¬таллический кран водопроводной трубы 4 и был поражен током. Установлено также, что электрическое напряжение возникло на сливной трубе 5 в результате повреждения изоляции фазного электропровода и контакта его с трубой 5 за пределами ванной комнаты. Кроме того, ванна, а следовательно, и сливная труба 5, не имели контакта с водоподводящей трубой 4, заземленной через малое сопротивление r2, что и обусловило наличие напряжения между ванной и водопроводной трубой 4, которое воздействовало на пострадавшего. Эти обстоятельства явились следствием низкого качества монтажа и не¬удовлетворительной эксплуатации электропроводки и водопроводной сети.
Рисунок к задаче. Случай смертельного поражения человека электрическим током при пользовании ванной: 1 — ванна; 2 — место, где должен быть металлический проводник дополнительного уравнивания потенциалов (ПУЭ, п.1.7.83), соединяющий ванну с водопроводной трубой 4, что явилось одной из причин поражения человека электрическим током; 3 — фазный проводник; 5 — сливная труба; r0 — сопротивление заземления нейтрали сети; zтр — сопротивление обмотки трансформатора.
Дано: мощность и напряжение трансформатора, питающего электропроводку, Р = 63 кВА, U = 6/0,4 кВ; сопротивление заземления нейтрали трансформатора r0 = 4 Ом; сопротивление заземления сливной трубы r1, Ом; (по варианту задания) сопротивление заземления водопроводной трубы r2, Ом. (по варианту задания)
Требуется определить значение тока, поразившего человека.
Варианты заданий
№ варианта 1
Сопротивление заземления сливной трубы r1, Ом 100
Сопротивление заземления водопроводной трубы r2, Ом 10
Сопротивление тела человека Rh , Ом 1000
Указание: сопротивление тела человека Rh принять равным (по варианту задания) Ом.
Решение.
1. Эквивалентное сопротивление цепи, определяющее ток в фазном проводнике, можно определить с помощью формулы
, Ом.
Применительно к задаче Учебник физики
для 8 класса
Общее сопротивление последовательного соединения 2х сопротивлений Rh+2 = (Rh + r2) RƩ = R1 + R2
Общее сопротивление параллельного соединения 2х сопротивлений
rэкв = Rтр + RƩII + r0
По табл. П7 приложения для соединения выводов обмоток трансформатора «звезда – звезда» , zтр = 1,237 Ом, следовательно, Rтр = 1,237/3 = 0,31 Ом.
2. Рассчитаем ток, протекающий по фазному проводнику:
, А
3. Найдем напряжение на параллельном соединении сопротивлений:
, В
3. Рассчитаем значение тока, поразившего человека:
, А
Сравнить полученное значение тока , поразившего человека Ih с допустимым значением, приведенном в ГОСТ 12.1.038-82 (с изм. от 1988 г.) ССБТ. «Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов» .Табл.2 при длительности воздействия более 1 с
Задача № 3. Рассчитать искусственное защитное заземление для участка цеха, на котором проводится испытание электрооборудования. Электропитание осуществляется от силовых трансформаторов напряжением 380 В. Нейтраль трансформаторов изолирована. Контроль сопротивления изоляции постоянный. Данные для расчёта приведены в табл. 3.
Таблица 3
Наименование
1
1.Грунт, *таб, Ом
Чер-нозём 50
2.Длина круглых (прутковых) заземлителей L, , м 2,5
3.Диаметр круглых (прутковых) заземлителей d , мм 12
4.Размер уголка,
см x см
5.Длина уголков,м
6.Мощность силового трансформатора, кВА 100
Примечания.
В формулах ρ-удельное электрическое сопротивление земли, Омм (1 Омм – сопротивление куба земли с ребром 1м); размеры - в метрах, R – в Омах.
Для уголка с шириной полки b принимать d=0,95b
3. Для полосы с ширины b принимать d=0,5b
Указания к решению задачи. Для решения необходимо привести принципиальную электрическую схему электропитания при наличии заземления, а также схему устройства заземления. Решение проводить по методике, изложенной в методических указаниях “Расчет защитного заземления и зануления” и сопровождать пояснениями.
Определить расчетное удельное сопротивление грунта *расч. с учетом климатического коэффициента * : . Вместо *табл. в формулу можно подставлять значение измеренного удельного сопротивления грунта *изм. в конкретном месте расположения заземляющего устройства. Значения коэффициентов * принимаются в зависимости от климатических зон России, вида и длины заземлителей. Для данной задачи примем *=1,25.
Определить сопротивление одиночного вертикального стержневого заземлителя длиной L, заглубленного ниже уровня земли на t0=0,8 м по формуле:
где — глубина заложения стержневого заземлителя, м.
Если сопротивление одиночного заземлителя оказывается больше нормированного значения сопротивления заземляющего устройства Rз = 4 Ома, то необходимо использовать несколько соединенных между собой заземлителей. Как правило , не требуется принимать значение сопротивления Rз менее 4 Ом. Допускаеется увеличить Rз до 10 Ом, если мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВА, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.
Определить потребное количество заземлителей n без учета их взаимного экранирования:
Определить необходимое количество заземлителей nэ с учетом их взаимного экранирования:
где * — коэффициент использования заземлителей, учитывающий их взаимное экранирование и зависящий от количества n и расстояния l между заземлителями.
5. Выбираем расстояние между заземлителями l из отношения
Для углубленных стационарных заземлителей рекомендуется принимать С=1.
6. Определяем коэффициент использования заземлителей при числе стержней п и при принятом отношении С . Значения этих коэффициентов приведены в табл. 4.
Таблица 4- Коэффициенты использования с вертикальных стержневых заземлителей (стержней, уголков и т.п.)
Число
заземли-
телей
Отношение расстояний между заземлителями к их длине
1
2
3
1 2 3 3
Заземлители размещены
в ряд
Заземлители размещены по контуру
2
0,85
0,91
0,94
- - -
4
0,73
0,83
0,89
0,69 0,78 0,85
6
0,65
0,77
0,85
0,61 0,73 0,80
10
0,59
0,74
0,81
0,55 0,68 0,71
20
0,48
0,67
0,76
0,47 0,63 0,66
40
-
-
-
0,41 0,58 0,64
60
-
-
-
0,39 0,55 0,64
100
-
-
-
0,36 0,52 0,62
Учитывая то, что заземлители соединяются между собой стальной полосой, которая является дополнительным заземлителем, количество заземлителей можно уменьшить.
Определить расчетное сопротивление при принятом числе заземлителей nэп:
Определить сопротивление соединительной стальной полосы:
где Lсп = 1,05l .nэп — общая длина соединительной полосы;
l — расстояние между вертикальными заземлителями;
b = 40мм —ширина соединительной полосы.
Определить расчетное сопротивление соединительной полосы с учетом взаимного экранирования:
где *п — коэффициент использования соединительной полосы.
Определяется по таблице методических указаний с учетом количества и длины заземлителей и расстояния между ними. Но для данной задачи примем: для вариантов заданий номер 1 и 6 *п принять равным 0,67, а для вариантов 2,3,7 и 0 —*п =0,76, для остальных вариантов— *п = 0,83.
Определить общее расчетное сопротивления заземляющего устройства:
Если R0расч > Rз, то принятое количество nэп необходимо увеличить и снова определить R0расч.
Вывод. Сделать вывод по результатам решения задачи. Привести схему размещения заземлителей в грунте по отношению к заземляемому оборудованию ( в плане и вертикальный разрез) с указанием размеров..
|