Схема экспериментального стенда
6, 11 – электроустановки; 12- автомат;
7, 13, 15 – тумблера; 14 – тумблер;
8 – вольтметр; 17 – переключатель.
Порядок выполнения работы.
Исходное положение стенда: тумблера 7 и 13 выключены, тумблер 14 включен, переключатель 15 в положении 3 Ом (сопротивление петли «фаза-нуль»).
1. Проверим работу автомата 12. Определим напряжение прикосновения на корпусе установки 11 при различных сопротивлениях петли «фаза-нуль». Автомат 12 рассчитан на 
, т.е. сопротивление петли «фаза-нуль» не должна превышать:
а) включить тумблер «Сеть», затем автомат 12 (нажатием кнопки);
б) осуществить пробой фазы А на корпус электроустановки 11, включить тумблер 12 и наблюдаем за действием автомата 12. Выключим тумблер 13;
в) переключим тумблер 15 на сопротивление петли «фаза-нуль» - 12 Ом. Повторить пункт б;
г) привести стенд в исходное положение.
2. Исследовать опасность поражения при обрыве нулевого провода:
а) тумблером 14 произвести разрыв нулевого провода, включить автомат 12 и тумблер 13. Записать показания вольтметра 9;
б) изменяя переключателем 17 сопротивления повторного заземления нейтрале 
. Записать показания вольтметра 9. Построить график 
.
Привести стенд в исходное положение.
Расчет зануления.
1.1. Определяем ток однофазного короткого замыкания
Для алюминия:
для стали:
где, 
- активное сопротивление фазового и нулевого провода соответственно;
- внешнее индуктивное сопротивления петли «фаза-нуль»;
- расчетное сопротивление трансформатора, определяется по справочнику.
1.2. Сопротивление для проводов и цветных металлов
где, 
- удельное сопротивление материала проводника (для алюминия - 
; для стали - 
;
- длина проводника в метрах;
- площадь поперечного сечения проводника в 
.
для алюминия:
для стали:
1.3. Внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль»
где, 
- расстояние между проводами и диаметром провода соответственно.
В приближенных расчетах 
можно принимать равным 
.
1.4. Определяем кратность тока замыкания
для алюминия:
для стали:
Проверяем выполнение условия:
для алюминия:
– условие не выполняется;
для стали:
,5 – условие не выполняется.
1.5. Определяем напряжение на корпусе относительно земли
Значение для алюминия не удовлетворяют выполнения данного условия. Для стали мы тоже не рассматриваем, т.к. не выполняется предыдущее условие ().
Выводы:
В ходе лабораторной работы выполнено ознакомление с действием электрического тока на органы человека, изучены виды и степени электропоражения. Ознакомились с устройством и назначением зануления электроустановок. Выяснили зависимость степени электропоражения от сопротивления петли «фаза-ноль» и повторного заземления нулевого провода.
В расчетной части мы получили практические знания зависимости эффективности действий сопротивления петли «фаза-нуль» от вида проводников (в нашем случаи алюминия и стали). Из расчетов видно, что и алюминий так сталь не удовлетворяют одно из важнейших условий .
Общие теоретические сведения
Электротравма - травма, вызванная воздействием электрического тока или дуги. Протекая через организм, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия. Количество электротравм составляет 0.5-1% среди несчастных случаев, со смертельным исходом электротравмы составляют 20-40%, при этом до 83% смертельных электропоражений происходит в сетях с напряжением 127 - 380 В.
Электрический ток, протекая через живой организм, производит термическое, электролитическое и биологическое воздействия. Термическое действие тока проявляется в ожогах, а электролитическое характеризуется разложением жидкостей, в том числе и крови. Биологическое действие проявляется в нарушении биопроцессов в организме, что сопровождается разрушением и возбуждением тканей и сокращением мышц.
Электротравмы условно можно свести к двум видам: местным электротравмам и общим электротравмам (электрическим ударам). Местные электротравмы - это четко выраженные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Различают следующие местные электротравмы:
1. Электрические ожоги, оно могут быть вызваны протеканием тока через тело человека (токовый или контактный ожог), а также воздействием электрической дуги на тело (дуговой ожог).
2. Электрические знаки - это четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета диаметром 1 - 5 мм на поверхности кожи человека, подвергшегося воздействию электрического тока.
3. Металлизация кожи - это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под воздействием электрической дуги.
4. Механические повреждения (разрывы тканей, суставов, кожи, вывихи суставов и т.п.) являются следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека.
5. Электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаза, возникшее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей электрической дуги.
Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц. Различают следующие четыре степени ударов: I –судорожное сокращение мышц без потери сознания; II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившемся дыханием и работой сердца; III -потеря сознания, нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе); IV - клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Клиническая ("мнимая") смерть - переходный процесс от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких.
Биологическая ("истинная") смерть - необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадок биологических структур; она наступает по истечению периода клинической смерти (через 7-8 минут).
Исход воздействия тока зависит от ряда факторов, в том числе от значения длительности протекания тока через тело человека, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека. Электрическое сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияет на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходящего через тело человека.
К факторам, приводящим к уменьшению сопротивления тела человека относятся: увлажнение поверхности кожи; увеличение площади контакта; время воздействия. Сопротивление рогового (верхнего слоя кожи) от 10 до 100 кОм. Сопротивление внутренних тканей 800 -1000 Ом. Расчетная величина 
.
Электрическое сопротивление тела человека являются главной составляющей в цепи человека. Различные ткани тела по-разному проводят ток.
Опасность поражения током резко возрастает в аварийном режиме работы электроустановок, когда вследствие повреждений одна или несколько фаз сети получают замыкание на землю или на металлический корпус оборудования. Для устранения этой опасности или сведения ее к минимуму применяются следующие основные (технические) защитные меры электробезопасности: защитное заземление зануление и защитное отключение.
