Получение зависимости тока через тело человека от проводов проводов в сети IT

Ток через тело человека в сети с изолированной нейтралью при его попадании под фазное напряжение будет равен:

(2.1).

Для того, чтобы обеспечить безопасность, необходимо выполнение условия:

Так как в исследуемой сети мы предполагаем, что нет другого способа защиты, кроме электрического разделения сети, то можно считать, что при прикосновении человека ток через него будет течь максимально долго (t=?).

Отсюда по табл.1 возьмём значение Iдоп.=6мА[7].

Табл.1.

Для обеспечения безопасности студентов предлагается сделать напряжение питания стенда равным 12 В. Но при выполнении лабораторной работы студенты будут считать, что работают с сетями с номинальным фазным напряжением равным 220 В. Следовательно, подбор сопротивлений для лабораторной установки необходимо провести таким образом, чтобы величины токов соответствовали сети с напряжением 220 В. Для этого проведём расчёт необходимых сопротивлений для двух напряжений: 12 В и 220 В.

Сопротивление изоляции проводов относительно земли в лабораторной установке будет представлено в виде параллельно соединённых активных сопротивлений.

Примем допущение, что наша исследуемая сеть короткая. Тогда влияние, которое будет оказывать ёмкостная составляющая изоляции проводов, будет очень мало. Поэтому мы можем пренебречь ёмкостной составляющей.

Предлагается установить 5 участков, имеющих одинаковое сопротивление. Это позволит студентам собрать сеть длиной от l (эквивалент участка сети небольшой протяжённости) до 5l. То есть сравнить насколько увеличится опасность поражения током при удлинении сети в 5 раз.

Величины токов, полученных студентами в результате, примем в диапазоне от 4мА до 20мА, чтобы график проходил через характерную точку Iдоп.=6мА.

Итак, ток через человека будет равен:

(2.1).

Учитывая, что C=0 имеем (рис.4):

(2.2).

Рис. 4 Ток через тело человека в сети IT.

Rh=1 кОм.

Rиз. — активная составляющая сопротивления изоляции проводов.

Ih для начала примем равным 4мА Тогда для Uф=220 В по формуле (2.3):

Для Uф=12В:

Участки собираемой нами сети будут равны по длине, то есть Rиз каждого участка будут равны.

Тогда Rиз (2l) при соединении двух участков будет равно:

(2.4).

При соединении нескольких участков по формуле (2.4):

Расчётные значения Rиз. и Ih при Uф =220 В представлены в табл.2:

Табл.2.

Расчётные значения сопротивления изоляции и тока через тело человека для сети с фазным напряжением 220 В.

Расчётные значения Rиз. и Ih при Uф =12 В и Rh=1кОм представлены в табл.3:

Табл.3.

Расчётные значение сопротивления изоляции и тока через тело человека для сети с фазным напряжением 12 В и сопротивлением тела человека равным 1кОм.

Значения токов Ih не совпадают для напряжений 220 и 12 В. Так получается из-за того, что мы не меняем Rh для сети с напряжением 12 В.

Предлагается изменить Rh. В сети с Uф=12 В сделаем его равным Rh=0,2 кОм.

Было бы хорошо, если бы студенты работали с реальным расчётным сопротивлением тела человека равным 1кОм. Но уменьшив его, мы сможем добиться получения зависимостей более похожих на зависимости при 220 В. В описании лабораторной работы укажем, что студенты работают с сетью, где Uф=220 В, Rh=1кОм.

Расчётные значения Rиз. и Ih при Uф =12 В и Rh=0,2кОм представлены в табл.4:

Табл.4.

Расчётные значения сопротивления изоляции и тока через тело человека для сети с фазным напряжением 12 В и сопротивлением человека равным 0,2кОм.

Итак, выполнив данный опыт, студенты должны получить следующий график зависимости Ih (l), изображённый на (рис.4):

Рис. 4 График зависимости Ih (l) для 1-го опыта лабораторной работы

Вывод, который должны будут сделать студенты: В сетях IT при прикосновении человека к фазному проводу ток через него будет зависеть от длины сети. Чем длиннее сеть, тем выше ток. Значит, длинные сети более опасны.