2^,=0,2Ом; внешнее индуктивное сопротивление петли фа­ за—нуль ^„ =0,12 Ом; сопротивление участка НЗП (Ц + L2): /^,= 0,5Ом, Хн, = 0,3 Ом, Хп= 0,15 Ом; номинальные токи плавких предохранителей, защищающих электродвигатели от токовКЗ /ном| = 125А, /ном2=80 А.

Требуется: вычислить наибольшее допустимое по условиям безопасности сопротивлениеповторногозаземления НЗП в элек­ трической сети, показанной на рисунке к задаче 85. При таком сопротивлении напряжение прикосновения к зануленному обо­ рудованию в период замыкания на него фазы недолжно превы­ шатьзаранееустановленногозначения.

Наодной линии электросети 380/220 В предусмотрено дваза­ земления НЗП (л =2):однов точкеА,другоев точкеВ, причем их сопротивленияодинаковые.

Указания: задачу решить для двух случаев —замыкание на электродвигатель / и на электродвигатель 2] для упрощения вы­ числений принять, что при КЗ ток, протекающий по НЗП, равен току, протекающемупо фазномупроводу; согласнодействующим ПУЭ, сопротивления заземлений нулевых проводников в любое время года при линейных напряжениях источника трехфазного тока220, 380,660Вдолжны бытьсоответственнонеболее:60,30и 15 Ом каждого из повторных заземлений и 20, 10 и 5 Ом —общее для всех повторных заземлений нулевого провода каждой воз­ душной линии.

Литература'.[3,10, 13J.

Задача 87. Назануленный корпусэлектроустановки произошло замыканиефазногопроводатрехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью напряжением 380/220 В.

Дано: сопротивление заземления нейтрали питающего транс­ форматора г0= 4 Ом, Сопротивления проводов на участке от трансформаторадо места замыкания: нулевого = 0,4 Ом, фаз­ ного /?ф=0,2 Ом; полноесопротивлениеобмотки трансформатора ZT= 0,312 Ом; человек находится на расстоянии более 20 м отзаземлителей нейтрали трансформатора и НЗП; сопротивление изоляции и емкости проводовотносительноземли равны соответ­ ственно бесконечности и нулю; сопротивлениеоснования, нако­ тором стоитчеловек, и сопротивлениеего обуви равны нулю.

Задача 89. Отчетырехпроводной электрической сети напряже­ нием 220/127 В с заземленной нейтралью питается током трех­ фазный электродвигатель, корпус которого занулен. В электро­ двигателепроизошлозамыканиеодной изфазнаего корпусв мо­ мент, когдак корпусу прикасалсячеловек.

Дано: длина каждого изфазных и нулевого защитногопровод­

рм=0,028 Ом мм2/м; удельное сопротивление земли р =50 Омм; сопротивлениезаземления нейтрали трансформатораг0= 1,88 Ом; сопротивление заземлителя повторного заземления нулевого за­ щитного провода, расположенного в непосредственной близости от поврежденного электродвигателя, г„ =30Ом; сопротивление естественного заземлителя корпуса электродвигателя (сопротив­ ление контактаэлектродвигатель—земля) rje =50 Ом; токкорот­ кого замыкания /К,=281,6А.

Требуется: определить сопротивление тела пострадавшего в период, когдачерезнего протекал ток.

Указания: расчетпроизвести с учетом сопротивлениястеканию токас ногчеловека; сопротивлениеобуви пострадавшего принять равным 150 Ом.

Литература [3,251.

Ответы

81.//„„,= 0;Un9= 219 В; Unpi= 59 В; f/np4= 161 В. 82.Д.= 0,63 Ом;%»=0,38 Ом.

83.К,= 0,84 Ом;Л^=0,5 Ом;&»= 2,52 Ом;Л^= 1,51 Ом; Ящ= 1,89 Ом;А^= 1,13 0м.

84.Un= 123В; /= 123мА.

86.гп1=4,6 Ом;гп,= 6,1 Ом.

87.г= 2,7 Ом.

88. /„=570А.

89.R= 525 Ом.

Тема 10. Разное

Задача 90. Телочеловекаявляется проводником электрическо­ го тока. Однакоэлектрическаяпроводимостьживой ткани в отли­ чиеотпроводимости обычных проводниковобусловленанетоль­ ко ее физическими свойствами, но и сложнейшими биофизиче­ скими и биохимическими процессами, присущими лишь живой материи.

В результате электрическое сопротивлениетела человека, т. е. сопротивление между двумя электродами, приложенными к по­ верхности телачеловека, являетсяпеременной величиной, нели­ нейнозависящей отмногих факторов, в том числесостояния'ко­ жи, параметров электрической цепи, физическихфакторов и со­ стоянияокружающей среды.

Поэтому невозможно определить расчетным путем сопротив­ лениетела человекас необходимой для практикиточностью. Од­ нако для учебных целей можно вычислить это сопротивление с весьма большим приближением, используя значения влияющих насопротивлениетелафакторов.

Дано:удельноесопротивлениеэпидермисар = 1000 Омм; тол­ щина слоя эпидермиса в местах приложения к телу человека ме­ таллических электродовd= 0,2 мм; площадьприкосновениякаж­ дого из электродов к телу человека 5=4 см2; диэлектрическая проницаемость эпидермиса е = 150; сопротивления внутренних тканей телачеловека(поз. 7 нарисункеа) /?,=600 Ом.

Требуется:вычислитьполное сопротивлениетелачеловекаz,(с учетом активной и емкостной составляющих) при частоте тока 50 Гц, руководствуясь схемой измерения (рисунок а) и эквива­ лентной схемой (рисунок6)полного сопротивления.

По расчетному значению ^ такжеопределитьдляданногослу­ чаяток/*, протекающий черезчеловека, и напряжениеприкосно­ вения £/пр, пользуясьэмпирическими формулами.

Литература [3, 15, 17].

2 3 5 6а 5 3 2

в

К задаче 90.Копределениюполногоэлектрического сопротивлениятела человека

а —условная схема измерения сопротивления;б,в —эквивалентные электриче­ ские схемысопротивлениятелачеловека; /—электроды;2—роговой слой кожи; 3—ростковыйслой кожи;4—наружный слой кожи —эпидермис (роговой и ро­ стковый слои);5 —внутренний слой кожи (дерма);6—подкожные ткани тела; 7—внутренниетканитела (внутренниеслои кожи и подкожныеткани);z,— полное сопротивление эпидермиса;Л,—сопротивление внутреннихтканей тела; R,—активное сопротивлениеэпидермиса;С,—емкостьобразовавшегося конденсатора

Задача 91. В трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В сопротивление изоляции про­ водов относительно земли является весьма важным фактором, обеспечивающим безопасностьчеловекаотпоражениятоком при прикосновении его к токоведущей части или иному металличе­ скому предмету, оказавшемуся под напряжением фазы («проби­ тый» корпус и т.п.). Это свойство сети особенноценнов помеще­ ниях стокопроводящими полами.

Дано: напряжение сети U = 220 В; допустимое значение тока через человека /Л= 20 мА; сопротивление его тела Rh= 1000 Ом; удельноесопротивлениеземли р = 100 Омм.

Требуется: определить такое сопротивление изоляции каж­ дой фазы сети относительно земли, при котором в случае при­ косновения человека к одной из фаз ток, протекающий через него, непревыситзаранеезаданногодопустимого(безопасного) значения.

Задачу следуетрешитьв двух вариантах 1) безучетасопротив­ ленияоснования, накотором стоитчеловек, 2)с учетом этого со­ противления, т.е. определитьдванаименьшихдопустимых значе­ ниясопротивленияизоляции каждой фазы г, и гг

Указания для упрощения принять, что вследствие малой про­

тяженности электросети емкостьее проводовотносительноземли равнанулю.

Литература [3, 13].

К задаче 91.Копределениюнаименьшегодопустимого поусловиямбезопас­ ности сопротивления изоляции проводовтрехфазной электрической сетис изоли­ рованной нейтральюнапряжениемдо 1000 Вотносительноземли

Задача 92.Для вычислениятока /А,А, протекающего черезтело человекав случаеприкосновенияего кпроводу трехфазной сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В (см. рисунок к задаче91), можновоспользоваться формулой

/*=^♦/(^ +'•/3),

где £/ф—фазное напряжениесети, В; /^—сопротивлениетелаче­ ловека, Ом; г —сопротивление изоляции каждого провода сети относительно земли, Ом.ч

где Ih—ток, протекающий черезтело человека, A; Rh—сопротив­ ление тела человека, Ом; <р, —потенциал заземлителя, В; ср^ — потенциал основания, накотором стоитчеловек, В.

Из(2)получаем

Эти формулы не учитываютсопротивления основания, нако­ тором стоитчеловек, Rxlt = 1,5 р, Ом.

С учетом /?^„ (когдаразностьпотенциалов<р, — приложена нетолько к Rh,но и к /2^.H,т. е. к Rh+ /?^.н), можнозаписать

<рд = НК +я„„),

откуда Um =ф,а, RJ (Я,+Я„я) =ф,а,а,. Следовательно,

a1=Rh/(Rh+RX№)-Rh/(Rh+U5p). Пример. Найдем потенциалы заземлителяи основания:

Вычисляем значенияискомых величин а, =(1 -63,4/281) =0,774;

U„pl =Ф,а,=281 0,774 =218 В;

сц = 1000/(1000+ 1,5*100)=0,87;

Нпр2=Ф,а,а2=2810,7740,87= 189 В.

Задача 94. Человекприкоснулся к одному из выводов обмотки высшего напряжения однофазногоповышающего испытательно­ го трансформатора 400/35 000 В промышленной частоты. При

этом трансформаторбыл включен со стороны низшего напряже­ ния(400 В)и отключен со стороны 35 кВ.

Дано: емкость обмотки высшего напряжения трансформатора относительно земли С = 0,03 мкФ; сопротивление тела человека Rh= 1000 Ом; сопротивление обуви на ногах человека =

=2000 Ом;удельноесопротивлениеземли р =200 Ом м. Требуется:определитьтокД, прошедший черезтело человека. Указания: сопротивление изоляции обмотки высшего напря­

жениятрансформатораотносительноземли весьмавелико, и по­ этому его следуетпринятьравным бесконечности.

Литература [3,10,15J.

К зада ч е 94.Схема прикосновениячеловекаквыводуобмотки высшего напряжения однофазного повышающеготрансформатора0,4/35 кВ при отключенной сети высшего напряжениями С—сопротивление изоляции и емкостьобмотки высшего напряжениятрансформатораотносительноземли

Задача 95. Электрический ток Дстекаетв землю черезодиноч­ ный полушаровой заземлитель. Человек, стоя натаком жезаземлителе, касается заземляющего проводника. Расстояние между центрами заземлителей равнох, м.

Дано Д= 2,0 А; радиус заземлителей R = 0,2 м; земля —одно­ родная с удельным сопротивлением р = 200 Ом м; сопротивление телачеловекаRh= 1000 Ом;сопротивлениеобуви /^ =0.

Требуется: определить напряжение прикосновения Unp, воздействию которого подвергсячеловек,длядвух случаев:

1)х=20 м (взаимное влияниеполейзаземлителейотсутствует); 2)х=5 м (взаимодействиеполей имеетместо).

Литература-.[3,11,24J.

К задаче 95.Копределениюнапряжения прикосновениядля человека, касающегося провода,покоторомутокстекаетвземлючерезполушаровой заземлитель

Задача 96. Одножильный кабель в свинцовой оболочке дли­ ной L =400m подвешен к перекрытию галереи с помощью пластмассовыхскоб так, что он не касается элементов здания и металлических конструкций; оболочка его не заземлена. В результате кабель, а точнее его оболочка надежно изолирована от земли. По токоведущей жиле кабеля протекает ток промышленной частоты (50 Гц).

Дано: площадь сечения токопроводящей жилы кабеля 5= 150 мм2; внешний диаметр кабеля D = 40 мм; напряжение электрического тока, проходящего по кабелю (напряжениемежду токопроводящей жилой и свинцовой оболочкой кабеля)

и= ЮООО/л/з В; удельная проводимость диэлектрика, запол­ няющего пространство между токоведущей жилой и оболочкой

кабеля у =0,88-10-8 1/(Ом-м); длительность касания человека к оболочкекабеляt=4с.

Требуется: выяснить расчетным путем, не окажется ли опас­ ным длячеловека, стоящегоназемле, прикосновение коболочке этого кабеля.

Указания: выводы следуетсделать исходя изтокаутечки —то­ ка, проходящего черезтелочеловека, и длительности его прохож­ дения. При этом следуетиметьв виду, что наименьшим фибриляционным (смертельным)значением токачастотой 50 Гцдлячело­ векасчитается50 мА при протекании его по телу человекапо пути рука —рукаили рука —ноги в течение 1—3 с. При этом вероят­ ностьсмертельного исходасоставляетодин случай на 1000—1500 воздействий указанноготока.