И шага с помощью лабораторного стенда

Лабораторный стенд представляет собой модель, имитирующую растекание электрического тока в грунте. Грунт заложен в емкость из оргстекла длиной 1 м. На стенке емкости расположен электрод, имитирующий заземлитель. Потенциал этого электрода равен потенциалу заземлителя и руки человека j_р.

Над емкостью расположен подвижный электрод, выполненный в виде катка, контактирующего с грунтом. Этот электрод перемещается вдоль емкости с грунтом и имитирует потенциал ног человека j_н.

Электрическая принципиальная схема стенда представлена на рис.2.

Рис. 2. Электрическая принципиальная схема лабораторного стенда

для исследования напряжения прикосновения и напряжения шага

Питание стенд получает от трансформатора, во вторичной обмотке которого находится реостат R1, с помощью которого регулируется задаваемая величина напряжения прикосновения. Сопротивление грунта представлено в виде переменного резистора R2, соединенного с неподвижным электродом Э1 и подвижным электродом Э2. Напряжение прикосновения U_пp измеряется вольтметром PV.

При работе стенда нельзя касаться поверхности грунта!

Подключить стенд к сети и реостатом R1 выставить величину U_пр.доп, заданную преподавателем. Далее переместить электрод Э2 от левого края емкости к правому, фиксируя его положение через каждые 10 см. При этом снять показания вольтметра. Данные опыта занести в табл. 1.

Таблица 1

Результаты экспериментальных исследований

Х, м	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Uпр, В

По данным табл. 1 построить график U_пp = f(X). После проведения эксперимента заполнить табл. 2. Данные для расчетов берутся из табл. 3 по варианту, предложенному преподавателем. При расчетах принимаем a₂ = 1; b₂ = 1.

Таблица 2

Расчетные значения напряжения прикосновения и шага

Х,м	Х=Хз	0,06	0,08	0,1	0,2	0,5	1,0	2,0	5,0	10,0	15,0	20,0	¥
a1
Uпр,В
b1
Uш, В

Таблица 3

Варианты значений для расчета напряжений прикосновения и шага

Вариант	r, Ом×м	Iз, А	Хз,м
		1,0	0,05
		1,1	0,05
		1,2	0,03
		1,3	0,05
		1,4	0,04
		1,5	0,04
		1,6	0,04
		1,1	0,03
		0,5	0,05
			0,03

Таблица 4

Варианты значений для сравнительного анализа

Вариант	tдоп, С	Iз, А	a1
	0,1
	0,4		0,3
	0,5		0,1
	0,6		0,15
			0,3
			0,25
			0,2
			0,3
			0,45

По данным табл. 2 построить графики зависимостей a₁ = f(X); b₁ = f(X); U_пp = f(X); U_ш = f(X).

Далее по величине допустимого времени воздействия электрического тока на организм человека t_доп определить допустимое напряжение прикосновения U_пр.доп, сопротивление заземлителя R_з, вид заземления. Данные для решения задачи берутся из табл. 4 по варианту, предложенному преподавателем. Вид заземления можно выбрать, используя данные табл. 5 (исходя из величины a₁).

Таблица 5

Значения коэффициентов напряжения прикосновения и шага

в зависимости от вида заземления

Вид заземления	Эскиз заземления	Расстояние между параллельными полосами, м	Число внутренних параллельных полос в контуре, шт.	Коэффициент напряжения прикосновения a1	Коэффициент напряжения шага, b1
Единичный протяженный заземлитель		–	–	1,0	0,14
Ряд стержней, соединенных с полосой		–	–	1,0	0,1
Контур из полос с внутренними параллельными полосами		2,5 2,5		0,30 0,35 0,40 0,45 0,13 0,20 0,30 0,35	0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15
Контур из стержней и полос с внутренними параллельными полосами		2,5 2,5 2,5		0,1 0,15 0,25 0,30 0,30 0,10 0,75 0,75 0,1 0,25 0,2…0,35	0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15

Контрольные вопросы

1. Что такое напряжение прикосновения?

2. Для чего измеряется величина напряжения прикосновения?

3. Что такое напряжение шага?

4. Чем коэффициент напряжения прикосновения a₁ отличается от a₂?

5. Как влияют дополнительные электрозащитные средства на величину коэффициента напряжения шага b₂?

6. На какое расстояние можно приблизиться обычным шагом к месту замыкания на землю?