МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»


Кафедра

«Электроснабжение электрического транспорта»


Контрольная работа
по дисциплине: «Правила технической эксплуатации»

Выполнил: студент з/о

Власов Николай Павлович

Шифр:2111- ОД -061

Проверил: доцент

Козменков Олег Николаевич

Самара

2023

Содержание

1. Задача 1

От четырехпроводной электрической линии 380/220 В с заземленной нейтралью питаются три трехфазных потребителя энергии, корпуса которых занулены. Нулевой защитный проводник (НЗП) заземлен повторно за третьим потребителем, считая от источника питания. Между вторым и третьим корпусами произошел обрыв НЗП, а затем замыкание одной из фаз на корпус первого потребителя (рис.1). Требуется определить ток I_h, проходящий через тело человека, который прикоснулся к корпусу второго потребителя.

Исходные данные для расчета

Шифр 061

Сопротивление тела человека R_h = 950 Ом

Сопротивление заземления нейтрали источника тока r₀ = 4 Ом

Сопротивление повторного заземления НЗП r_п = 3 Ом

Сопротивление НЗП R_н = 0,2 Ом

Сопротивление фазного провода R_ф = 0,3 Ом

Фазное напряжение U_ф = 220 В

Решение



Рисунок 1Схема аварийной ситуации, когда человек оказался под воздействием электрического тока

---

Ток короткого замыкания:

I_кз = = = 440 А

I_h = = = 0,092 А

Для тока I_h = 0,11 A время срабатывания защиты t_cp = 0,4…0,5 с

Ответ: I_h = 0,092 А; t_cp = 0,4…0,5 с

2. Задача 2

В трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В сопротивление изоляции проводов относительно земли является весьма важным фактором, обеспечивающим безопасность человеку от поражения током при прикосновении его к токоведущей части или иному металлическому предмету, оказавшемуся под напряжением фазы ("пробитый" корпус и т.п.). Это свойство сети особенно ценно в помещениях с токопроводящими полами (рис. 2). Требуется определить необходимое значение сопротивления изоляции каждой фазы сети относительно земли, такое, при котором в случае прикосновения человека к одной из фаз ток, проходящий через него, не превысит заранее заданного допустимого (безопасного) значения. Задачу следует решить в двух вариантах: 1 – без учета сопротивления основания, на котором стоит человек; 2 – с учетом этого сопротивления, т.е. определить два наименьших допустимых значения сопротивления изоляции каждой фазы r₁ и r₂.

Исходные данные:

Шифр 061

Линейное напряжение сети U = 127 В

Допустимое значение тока через человека I_h = 20 мА

Площадь подошвы одной ноги S = 0,0225 м²

Удельное сопротивление земли ρ = 350 Ом·м

Сопротивление тела человека R_h = 950 Ом

Решение



Рисунок 2 ‒ Схема трехфазной электрической сети напряжением до 1000 В

Принимаем, что вследствие малой протяженности электросети емкость ее проводов относительно земли равна нулю.

U_ф = = = 73,323 В

1) без учета сопротивления основания, на котором стоит человек

При равенстве сопротивлений изоляции и отсутствии емкостей ток, проходящий через человека, можно определить с помощью уравнения

---

I_h = U_ф / (r/3 + R_h)

Сопротивление изоляции

r_из1 = 3· = 3· = 8148,5 В

2) с учетом сопротивления основания, на котором стоит человек.

Определить сопротивление растекания тока с ног человека можно следующим образом: подошвы обуви, создающие контакт с основанием, представим дисковым заземлителем, лежащем на поверхности земли. Если принять площадь подошвы S, то диаметр эквивалентного ей диска будет d

Так как S = πd²/4, то

d = = = 0,1693 м = 169,3 мм

Сопротивление растеканию тока составит:

R_Н = ρ/2d = 350/(2·0,1693) = 1033,7 Ом

Считая, что ступни ног отстоят одна от другой на расстоянии шага, и полагая поэтому, что их поля растекания токов не влияют одно на другое, получим сопротивление растеканию основания:

R_осн =R_Н/2 = 1033,7/2= 516,8 Ом

Тогда ток, проходящий через тело человека:

I_h =

Отсюда:

r_из2 = 3· = 3· = 6598 В

Ответ: r_из1 = 8,149 кВ; r_из2 = 6,598 кВ

3. Задача 3

Определить, сработает ли УЗО (устройство защитного отключения), если произошло замыкание на корпус, а человек, коснувшийся корпуса, стоит на основании с сопротивлением 9-12 кОм (рис. 3).

Исходные данные:

Шифр 061

Фазное напряжение сети U_ф = 220 В

Сопротивление тела человека r_o = 4 кОм

Уставка УЗО I_узо = 20 мА

Сопротивление тела человека R_h = 950 Ом

Сопротивление основания R_осн = 11 кОм

Решение



Рисунок 3 ‒ Схема подключения УЗО

В нашем случае дифференциальный ток равен току, протекающему через тело человека. Величина тока, протекающего через тело человека, для сети с глухозаземленной нейтралью определяется по формуле:

---

I_h = = = 45,36 мА

 с учетом сопротивления основанияR_осн:

I_h = = = 13,9 мА

Если ток I_h превышает ток уставки, то срабатывает УЗО

4. Задача 4

Определить максимальный возможный ток нагрузки электроприемников, исключающий ложное срабатывание УЗО по допустимым токам утечки и по номинальному не отключающему дифференциальному току.

Исходные данные:

Шифр 061

Длина проводников от распределительного щита до электроприемников L= 75 м

Ток нагрузки I_наг = 2 А

Ток утечки I_утеч = 0,4 мА

Номинальный отключающий дифференциальный ток I_Δn = 25 мА

Допустимый ток утечки для УЗО I_{доп.утеч} = 10 мA

Ток утечки, который приходится на 1 м, фазного проводника I_ут.ф.пр = 10 мкА

Решение

1) на 1 A тока нагрузки приходится 0,4 мA тока утечки;

2) на 1 м длины фазного проводника в зоне защиты приходится 10 мA тока утечки

Для УЗО с током уставки 30 мA допустимый ток утечки будет равен 10 мA.

Исходя из условия (2) ток утечки проводников в зоне защиты УЗО составит:

I_ут.пр = LI_ут.ф.пр = 0,75 мА

Тогда допустимый ток утечки электроприемников

I_ут.пр = I_{доп.утеч} – I_ут.пр = 10 – 0,75 = 9,25 мА

Исходя из условия (1) максимально возможный ток нагрузки составит I_н = I_ут.эл × I_наг/ I_утеч = 9,25 × 2000/ 0,4 = 46250 мА = 46,5 А

Расчет тока нагрузки по наминальному неотключающему дифференциальному току I_Δn0

Согласно нормативным документам значение дифференциального тока, которое не вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации, равно:

I_Δn0 = 0,5 I_Δn = 0,5×25 = 12,5 мА

т. е. ток утечки в части электроустановки, защищаемой УЗО, не должен превышать половины значения тока уставки.

Поскольку ток утечки проводников длиной 75 м составляет 0,75 A, то допустимый ток утечки электроприемников составит:

I_{доп.ут.эл} = I_Δn0 ‒ I_ут.пр. = 12,5 – 0,75 = 11,75 мА

Тогда ток нагрузки (условие 1) будет равен

I_н = I_{доп.ут.эл} × I_наг/ I_утеч = 11,75×2000/ 0,4 = 58750 мА = 58,75 А

Ответ: I_н1 = 46,5 А;

---

I_н2 = 58,75 А

5. Задача 5

Человек прикоснулся к стальной оттяжке удерживающей опору, на которой закреплены провода электрической линии (рис. 4). Как показало вскрытие земли в месте заделки оттяжки в землю, в качестве якоря, фиксирующего нижний конец оттяжки, служила чугунная машинная деталь неопределенной формы. Эту деталь при расчетах уподобим металлическому шару. Определить напряжение прикосновения и ток, поразивший человека.

Исходные данные:

Шифр 061

Сопротивление тела человека R_h = 950 Ом

Удельное сопротивление земли ρ = 350 Ом·м

Расстояние от центра шара до пострадавшего x = 1,5 м

Сопротивление обуви человека оказавшегося под действием электрического тока R_об = 50 Ом

Ток, стекающий в землю с оттяжки в период замыкания фазы на трубу I_з= 10 А

Заглубление шара в землю t = 1,1 м

Радиус шара r = 0,3 м

Решение



Рисунок 4 ‒ Схема при смертельном поражении электрическим током человека, прикоснувшегося к стальной оттяжке: 1 ‒ стальная труба, 2 ‒ стальная оттяжка, имеющая контакт с трубой, 3 ‒ якорь (чугунная деталь неопределенной формы)

Потенциал заземлителя определяем по формуле

φ_з = = =1055,5 В

Потенциал основания в том месте, где стоит человек определяется

φ_осн = = = 499,4 Ом

Коэффициент прикосновения

α₁ = 1 ‒ φ_осн / φ_з = 1 – 499,4/1055,5 = 0,53

Сопротивление растеканию тока составит

R_н = = = 291,7 Ом

Полагая, что ступни ног отстоят одна от другой на расстоянии шага, и считая поэтому, что их поля растекания токов не влияют одно на другое, получим искомое сопротивление растеканию основания, т.е. сопротивление растеканию обеих ног человека

R_осн = =

---

Смотрите также файлы

• 1. Этнопсихология это.docx

• Составление.docx

• Презентация блюд Петрова Анна Павловна 11 пд.pptx

• Товарооборот.docx

• Методические рекомендации по суммативному оцениванию по предмету Информатика.docx