Новомосковский институт (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного
учреждения высшего профессионального образования
«Российский химико-технологический университет
имени Д.И. Менделеева»
Кафедра «Устойчивое развитие и безопасность жизнедеятельности»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
«ИССЛЕДОВАНИЕ ОПАСНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ С ОЦЕНКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРИМЕНЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕР»
Студент:
Группа:
Преподаватель:
Допуск:
Выполнение:
Решение задачи (оценка):
Защита (оценка):
Новомосковск 20
г.
Цель работы: исследование опасности поражения человека электричеДля управления виртуальным стендом необходимо исским током с оценкой эффективности применения защитных мер.
пользовать следующие позиции:
Работа выполняется на виртуальном лабораторном стенде, имиК0 – включение рубильника К 0
тирующем работу трехфазной электросети с изолированной нейтралью.
К1 - включение первого станка К1
К электросети подключены две электроустановки (два станка), на котоК2 - включение второго станка К2
рых работают два человека. Для обеспечения защиты персонала от поК3, К4, К5 – включение ключей заземления К 1 , К2 , К3 (с сопротивражения электрическим током используются зануление и защитное залениями R1 =4 Ом, R 2 =10 Ом, R 3 =100 Ом соответственно).
земление (рис.1).
ПИ – имитация пробоя изоляции на втором станке.
Зануление – преднамеренное электрическое соединение металличеВключение элементов стенда в работу и снятие показаских нетоковедущих частей электроустановок, которые могут ок азаться
ний с условных приборов (вольтметров и миллиамперметров)
под напряжением, с нулевой точкой обмотки трансформатора при поосуществляется при помощи курсора.
мощи нулевого защитного проводника.
Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с
Порядок выполнения работы
землей металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.
1. Ознакомиться со схемой (Рис.1). Внести в соответствующие графы
таблицы 1:
- вид электросети;
- режим нейтрали.
2. Имитировать подачу напряжения включением позиции К0 (при этом
включается рубильник К0). Снять показания с условных вольтметров Vф
и Vл. Данные записать в таблицу 1.
3. Указать защитные меры, применяемые на 1 и 2 электроустановках.
4. Все измерения проводятся при различных сопротивлениях заземлителя (R1, R2, R3 соответственно 4, 10,100 Ом).
5. Включить обе электроустановки (позиции К0, К1, К2, К3)
5.1. Измерить значения тока, идущего через тело первого человека (J h ч1)
пользуясь условным миллиамперметром mАч1 ; напряжения прикосновения (пользуясь условным вольтметром Vп) и значения тока, идущего через тело второго человека (J h ч2 ), пользуясь условным миллиамперметром
mАч2 . Данные записать в таблицу 1. Указать степень опасности поражения.
Примечание 1:
Неопасной считается ситуация, когда через человека проходит ток (Ih )
Рис.1 Схема виртуального лабораторного стенда
не более 1 мА (условно обозначим символом «Н»).
1-трансформатор; 2- предохранители; 3-нулевой защитный провод- Опасной считается ситуация, при которой через человека проходит
ник; 4- заземляющее устройство;5 1,2 – станки; Ко- рубильник; К 1, К2 ток более 1 мА. Введем степень опасности поражения (ОП):
–пускатели; К 3 , К4 ,К5 – ключи заземления; Vф, Vл, Vп – вольтметры; МО - малоопасно (1< Ih <10 мА);
mА – миллиамперметры; Ri - сопротивления изоляции; R 1,R2 ,R3 – ОП - опасно (10 ≤ Ih < 80 мА );
сопротивления заземляющего устройства.
ЧО - чрезвычайно опасно (≥ 80 мА).
6. Имитировать прикосновение человека к электроустановке, для чего ис- Таблица 1.Результаты измерений
Вид электросети
пользовать позиции К0, К1, К2, К3,Ч1 и Ч2.
Измерить значения тока, протекающего через тело первого человека Режим нейтрали
Uф =
;
Uл =
;
(mАч1 ), напряжения прикосновения (Vп) и значения тока, протекающего Напряжение, В
1
2
через тело второго человека (mАч2 ). Данные записать в таблицу 1. Указать Номер электроустановки
степень опасности поражения.
Защитная мера
7. Имитировать пробой изоляции на 2 станке, для чего использовать пози- Включение элеIh Ч1,
Опасность
Сопротивление заземлителя
ции К0, К2, К3, ПИ.
ментов схемы
mА
поражения
R1 (4 Ом)
R2 (10 Ом)
R3 (100 Ом)
8. Оценить опасность поражения электрическим током персонала, вызванчеловека
Uп
I
Uп
I
Uп
Ih Ч2 ОП
h Ч2 ОП
h Ч2 ОП
(ОП)
ное пробоем изоляции.
8.1. Человек касается выключенного 1 станка (позиции К0, К2, К3, ПИ и К0, К1, К 2,К3
К0,К1, К2 ; К3
Ч1).
Ч1, Ч2
Измерить значения тока (mАч1 ), напряжения прикосновения (Vп) и значе- К0, К2 К3,ПИ,
ния тока (mАч2 ). Данные записать в таблицу 1. Указать степень опасности К0, К2,К3, ПИ,
поражения.
Ч1
8.2. Человек касается включенного 1 станка (позиции К0, К1, К2,К3, ПИ и К0, К1 , К2, К3,
ПИ, Ч1,
Ч1).
Измерить значения тока (mАч1 ), напряжения прикосновения (Vп) и значе- К0, К2, К3,ПИ,
Ч2
ния тока (mАч2 ). Данные записать в таблицу 1. Указать степень опасности К0, К2, К4,ПИ,
поражения.
Ч2
8.3. Человек касается включенного 2 электродвигателя:
К0, К2, К5,ПИ,
Ч2
-позиции К0, К2, К3, ПИ и Ч2;
К0, К1, К2,
- К0, К2, К4, ПИ и Ч2;
К3,ПИ, Ч1, Ч2
- К0, К2, К5, ПИ и Ч2.
Измерить напряжения прикосновения (Vп) и значения тока (mАч2 ). Данные
записать в таблицу 1. Указать степень опасности поражения.
8.4. Оценить опасность поражения 1 и 2 человека электрическим током,
вызванную пробоем изоляции:
- включить К0, К1, К2, К3, ПИ, Ч1 и Ч2.
Измерить значения тока (mАч1 ), напряжения прикосновения (Vп) и значения тока (mАч2 ). Данные записать в таблицу 1. Указать степень опасности
поражения.
9. Построить график зависимости величины тока, проходящего через тело
второго человека, от сопротивления заземлителя (рис.2).
Рис. 2 Зависимость тока, проходящего через тело второго человека, от
сопротивления заземлителя J hч2 = f(R ); где R - сопротивление заземлителя ,Ом; Ihч2 – ток , проходящий через тело второго человека
10. По полученным данным сделать выводы:
-о возможности использования разных способов защиты на электроустановках, находящихся в непосредственной близости друг от друга и питающихся
от одного трансформатора;
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
-о зависимости тока, проходящего через тело человека от сопротивления заземлителя (по графику);
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
-указать минимальное значение сопротивления заземлителя, при котором
через человека будет проходить малоопасный ток (<10 мА);
________________________________________________________________
________________________________________________________________
16.Какие позиции необходимо задействовать для имитации подачи
напряжения на первую электроустановку?
17.Как имитируется подача напряжения на вторую электроустановку?
18.Можно ли изменять значения сопротивления заземлителя в данной лабораторной работе?
19. Какое сопротивление будет имитироваться при включении ключа заземления К3?
20.Какое сопротивление будет имитироваться при включении ключа заземления К4?
21.Какое сопротивление будет имитироваться при включении ключа заземления К5?
22.Какие позиции на стенде необходимо задействовать для имитации пробоя изоляции при работе 2 – го станка?
23.Какие позиции на стенде необходимо задействовать для оценки опасности поражения 1 человека электрическим током, вызванное пробоем изоляции?
24.Какие позиции на стенде необходимо задействовать для оценки опасности поражения 2 человека электрическим током, вызванной пробоем изоляВопросы для допуска
1.Сформулируйте цель лабораторной работы.
ции?
2.Какой вид электросети имитируется на лабораторном стенде?
25.При какой величине тока, проходящего через тело человека, ситуация
3.Какой режим нейтрали трансформатора имитируется на лабораторном будет считаться малоопасной?
стенде?
26.При какой величине тока, проходящего через тело человека, ситуация
4.Сколько электроустановок подключено к электросети в данной лабора- будет считаться опасной?
торной работе?
27.При какой величине тока, проходящего через тело человека, ситуация
5.Какой технический способ защиты персонала от поражения электрическим будет считаться чрезвычайно опасной?
током используется на 1-й электроустановке?
28.По результатам выполненной лабораторной работы необходимо постро6.Каково назначение нулевого защитного проводника?
ить график…
7.Какой технический способ защиты персонала от поражения электрическим
Вопросы для защиты лабораторной работы
током используется на 2-й электроустановке?
1.Что такое электробезопасность?
8.Каково назначение заземляющего устройства?
2.Назовите основные причины поражения электрическим током.
9.Что такое зануление?
3.Какое действие оказывает электрический ток на организм человека?
10.Что такое защитное заземление?
4.Какая из перечисленных травм относится к тепловому воздействию
11.Какие приборы, изображенные на виртуальном стенде, предназначены для электрического тока на организм человека?
измерения тока, проходящего через тело человека?
5.Какая из перечисленных травм относится к химическому воздействию
12.Каким прибором измеряется линейное напряжение в сети?
электрического тока на организм человека?
13.Каким прибором измеряется фазное напряжение в сети?
6.Какая из перечисленных травм относится к биологическому воздействию
14.Каким прибором измеряется напряжение на корпусе 2-ой электроустанов- электрического тока на организм человека?
ки?
7.Назовите факторы, определяющие опасность поражения электр. током.
15.Как имитируется подача напряжения сети на виртуальном стенде?
8.Укажите значения пороговых неотпускающих токов (переменный, частота 31.От каких факторов зависит значение напряжения шага?
50 Гц)?
32.Что такое фибрилляция сердца?
9.Укажите значение порогового фибрилляционного тока (переменный, ча- 33.Какое напряжение считается малым?
стота 50 Гц)?
34.По какой формуле рассчитывается ток, проходящий через тело человека
10.От каких факторов зависит сопротивление тела человека?
при однофазном прикосновении к сети с изолированной нейтралью?
11.Укажите наименее опасный путь протекания электрического тока через 35.По какой формуле рассчитывается ток, проходящий через тело человека,
тело человека.
при однофазном прикосновении к сети с глухозаземлённой нейтралью?
12.От каких факторов зависит величина тока, протекающего через тело че- 36.По какой формуле рассчитывается ток, проходящий через тело человека,
ловека при однофазном прикосновении?
при двухфазном прикосновении к сети с глухозаземлённой нейтралью?
13.От каких факторов зависит величина тока, протекающего через человека 37.По какой формуле рассчитывается ток, проходящий через тело человепри двухфазном прикосновении к токоведущим частям?
ка, при двухфазном прикосновении к сети с изолированной нейтралью?
14.Что опаснее, однофазное или двухфазное прикосновение?
15.От какого фактора не зависит величина тока, проходящего через тело чеЗадачи для защиты лабораторной работы
ловека при двухфазном прикосновении к токоведущим частям электрообо- 1. Определить величину тока, проходящего через человека при двухрудования?
фазном прикосновении его к токоведущим частям электроустановки,
16.Как подразделяются помещения по опасности поражения электр. током?
подключённой к трёхфазной, трёхпроводной сети с изолированной
17.К какому классу по опасности поражения людей электрическим током нейтралью. Напряжение питающего трансформатора U=380/220В, соотносится помещение, в котором периодически возникает повышенная противление тела человека R h =1кОм.
влажность (более 75%)?
2. Сделать вывод об опасности поражения человека электрическим т о18.К какому классу по опасности поражения людей электрическим током ком при прикосновении его к одному оголенному проводу трехфазной
относится производственное помещение, в котором присутствует химически сети с глухозаземленной нейтралью. Напряжение питающего трансактивная среда?
форматора U=380/220 В, сопротивление обуви R об=20 кОм; сопротив19.Укажите основные технические меры защиты человека от поражения ление пола R п =15 кОм; сопротивление изоляции проводов относительэлектрическим током.
но земли R из=500 кОм, сопротивление заземляющих устройств R з=4
20.Принцип действия защитного заземления.
Ом, сопротивление тела человека R h =1 кОм. Схема работает в нор21.Что нельзя использовать в качестве заземляющих устройств в электро- мальном режиме.
установках?
3. Определить величину тока, протекающего через тело человека, при
22.Какой величины должно быть сопротивление заземлителя в электроуста- прикосновении его к одному проводу трехфазной сети с изолированновках с изолированной нейтралью (напряжением до 1000 В)?
ной нейтралью. Напряжение питающего трансформатора 380/220 В,
23. Принцип действия зануления.
сопротивление пола R п =15 кОм, сопротивление изоляции проводов
24.Укажите роль защитной изоляции токоведущих частей электроустановок. относительно земли 210 кОм, сопротивление обуви 1 кОм, сопротив25.Что такое линейное напряжение?
ление тела человека Rh =1 кОм. Схема работает в нормальном режиме.
26.Что такое напряжение прикосновения?
4. Определить величину тока, проходящего через тело человека при
27.Какой показатель не учитывается при классификации помещений по степе- прикосновении к одному оголенному проводу трехфазной сети с изони поражения людей электротоком?
лированной нейтралью. Человек стоит на сырой земле в сырой обуви.
28.Какую роль выполняют предохранители?
Сопротивление изоляции проводов относительно земли 180 кОм, со29.Какой режим нейтрали трансформатора является безопаснее при нормаль- противление тела человека R h =1 кОм.
ных условиях работы?
5. Определить величину тока, проходящего через тело человека при
30.Что такое напряжение шага?
прикосновении к одному оголенному проводу трехфазной сети с изо-
лированной нейтралью. Человек стоит на деревянном полу (R п = 10
кОм) в резиновых галошах (R об = 25 кОм). Сопротивление изоляции
проводов 180 кОм, сопротивление тела человека R h =1 кОм.
6. Определить величину тока, протекающего через человека при прикосновении его к одному проводу трехфазной сети с изолированной
нейтралью. Человек стоит на полу (R п =15 кОм), в токопроводящей обуви. Сопротивление изоляции проводов относительно земли Rиз= 90
кОм, сопротивление тела человека R h = 1 кОм.
7. В результате замыкания фазного
провода на землю произошло растекание тока. Определить напряжение шага, которое возникнет при
нахождении человека на расстоянии r = 3 м от места замыкания.Ток
короткого замыкания на землю
J к.з. =100 А, удельное электрическое
сопротивление грунта (суглинок)
ρ= 100 Ом·м. Ширина шага b=
0,8м.
8. В результате короткого замыкания на полусферическом заземлителе произошло стекание тока.
Определить плотность тока (δ,
А/м2 ) и величину потенциала (φ) на
поверхности грунта, в точке А,
находящейся на расстоянии Х = 10
м от места замыкания. Ток короткого замыкания J к.з. = 150 А, удельное электрическое сопротивление
грунта ρ = 40 Ом·м.
Рекомендуемая литература
1.Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов /Под общ. ред.
С.В.Белова. 4-е издание, испр. и доп.- М.:Высш. шк.,2004- 606 с.
2. Охрана труда в химической промышленности Под Ред. Макарова Г.В. –
М:., Химия 1989, 496 с.
3. Сайт кафедры: www. nirhtu.ru. факультет «Кибернетика», кафедра «УР и
БЖД»→ архив→ методические пособия→ «Электробезопасность».
