Какой величины переменный ток промышленной частоты считается пороговым, какой – фибрилляционным?

Цель работы

Исследовать электробезопасность сетей трехфазного тока напряжением до 1000 В в нормальном и аварийном режимах работы.

Принципиальные схемы сети

Схема лабораторной установки:

Нормальный режим работы сети с ИН, однополюсное прикосновение к фазе:

Нормальный режим работы сети с ЗН, однополюсное прикосновение фазе:

 

Аварийный режим работы сети с ИН, однополюсное прикосновение к фазе:

 

Аварийный режим работы сети с ЗН, однофазное прикосновение к фазе:

 

Расчеты по результатам измерений

a) Расчет и результаты измерений тока, протекающего через тело человека , при прикосновении к фазному проводу в сетях с ИН и ЗН при симметричном изменении значений сопротивлений изоляции и емкостей фаз относительно земли в нормальном режиме:

Таблица 1

Исследуемая часть			ИН									ЗН
Нормальный режим	С=0	расч, кОм  расч, мА	0,2 108,8	1,5 81,1	3 58,6	6 40,1	8 34,0		10 28,2	15 20,1	20 15,9	1,5 125,7	8 125,7	20 125,7
		эксп, кОм  эксп, мА	0,2 >200	1,5 92	3 67	6 36	8 29		10 27	15 22	20 15	1,5 140	8 140	20 140
		расч, мкФ  расч, мА	0 0	0,1 17,8	0,25 23,5	0,5 34,6	1,0 54,1	1,85 95,1		-	-	0,1 125,7	0,5 125,7	1,0 125,7
		эксп, мкФ  эксп, мА	0 0	0,1 7	0,25 22	0,5 60	1,0 99	1,85 124		-	-	0,1 140	0,5 140	1,0 140

 

б) Результаты измерений тока через тело человека  в аварийном режиме для сетей с ИН и с ЗН:

Таблица 2

Иссле-дуемая сеть					Фаза, замкнутая на землю
					1			2			3
ИН	127		-	0,2	0	>200	>200	>200	0	>200	>200	>200	0
ЗН	127		-	0,2	136	144	144	144	136	144	144	144	136

 

Графики

Выводы

a) Как зависит ток, проходящий через человека от сопротивлений изоляции и емкости фаз для сетей с ИН и с ЗН?

В сети с ИН при увеличении сопротивления изоляции величина тока, проходящего через тела человека, уменьшается. А при бесконечно большом сопротивлении и возрастающей ёмкости ток увеличивается. Из последнего следует, что применять такую схему сети следует локально (протяжённость менее 1 км), чтобы избежать появления ёмкостной составляющей. Иначе сеть будет неуправляема.

Протяжённость сети с ЗН не играет роли, поскольку нейтраль соединена с землёй и ёмкости здесь не имеют значения. Из этого следует, что величина тока, проходящего через тела человека, является постоянной и определяется как отношение фазного напряжения к сумме сопротивлений человека и заземлителя (последним можно пренебречь).

b) Какая из двух сетей опаснее при нормальней режима работы и при аварийном режиме?

При аварийном режиме работы (замыкание фазы на землю) опаснее касание сети с ИН, так как человек попадает под линейное напряжение, чем касание к сети сЗН, где человек попадает под фазное напряжение.

При нормальном режиме работы опаснее касание сети с ЗН, поскольку ток определяют фазное напряжение и сопротивление тела человека, чем касание сети с ИН, где главную роль играет сопротивление изоляции проводов (или сопротивления токам утечки).

Ответы на вопросы

Какой величины переменный ток промышленной частоты считается пороговым, какой – фибрилляционным?

Различают три степени воздействия тока при прохождении через организм человека: ощутимый ток — вызывающий ощутимые раздражения, неотпускающий ток — вызывающий непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, фибрилляционный ток — вызывающий фибрилляцию сердца. Их наименьшие значения называются пороговыми. Так, например, переменный ток промышленной частоты 50 Гц имеет пороговые значения 2 мА — ощутимый, 10—15 мА — неотпускающий, 100 мА — фибрилляционный. Ток более 5 А вызывает паралич сердца, удушье и тяжелый ожог.

Фибрилляционный ток – электрический ток, проходя через тело человека, вызывает фибрилляцию сердца при частоте 50 Гц. Фибрилляционным считается ток от 50 мА. Для постоянного тока это 300 мА. Ток величиной более 5 А, как переменный так и постоянный при прохождении через тело человека (путь рука-рука) вызывает немедленную остановку сердца.