Задание №1. Исследовать эффективность защитного заземления корпуса электропотребителя, питающегося от трёхфазной трёхпроводной сети с изолированной нейтралью.
1.1. Включить стенд, переведя тумблер "ВКЛ-ВЫКЛ" в верхнее
положение; при этом должны загореться светодиодные индикаторы наличия
фазных напряжений на мнемосхеме передней панели.
1.2. Привести стенд в исходное состояние: нажать кнопку «СБРОС»; при этом сбрасываются значения предыдущего состояния стенда. Нажать кнопки S2, SКЗ2. Регулятором напряжения сети «Uф» подобрать заданное преподавателем значение, для чего, повернув его рукоятку на некоторый угол в нужную от среднего положения сторону (значения Uф изменяются в
пределах 220В±10%), нажать кнопку «ИЗМЕРЕНИЕ» и наблюдать на цифровом табло вольтметра значение Uф при соответствующем положении переключателя «Uф – U0 – U1 – U2 – U3 – UA – UB – UC» (в данном случае крайнее левое положение). Корректировать положение регулятора, повторяя этот процесс до получения заданного значения, после чего рукоятку «Uф» не трогать во избежание изменения значения Uф. После каждого нажатия кнопки «СБРОС» не забывать включать корпус 2 (кнопка S2).
1.3. Моделировать трехфазную трехпроводную сеть с изолированной нейтралью, установив переключатель “SN” в нижнее положение.
1.4. Переключателем «SRE» установить заданные преподавателем сопротивления изоляции проводов относительно земли (например, RE = 20 кОм).
1.5. Присоединить электропотребитель 2 к сети, нажав кнопку «S2». Замкнуть фазный провод B на корпус 2, нажав кнопку «SКЗ2». Убедиться, что на кнопках «S2» и «SКЗ2» горят светодиодные индикаторы.
1.6. Нажать кнопку «ИЗМЕРЕНИЕ».
1.7. Измерить вольтметром значения напряжения относительно земли корпуса 2, а также фазных проводов А, В и С, для чего последовательно переводить рукоятку вольтметра в положения U2, UA, UB, UC. Полученные значения напряжений занести в отчёт о лабораторной работе.
1.8. Нажать кнопку «СБРОС».
1.9. Переключателем «SRЗМ2» установить заданное преподавателем значение сопротивления RЗМ2 заземляющего устройства (например, RЗМ2 = 4 Ом).
1.10. Заземлить корпус 2, для чего гибкий провод, снабженный наконечниками, подсоединить к клеммам “Х2” и “XЗМ2”.
1.11. Присоединить электропотребитель 2 к сети, нажав кнопку «S2». Убедиться, что на кнопках «S2» и «SКЗ2» горят светодиодные индикаторы.
1.12. Измерить ток, стекающий в землю через заземляющее устройство, установив переключатель амперметра в положение “A1”. Полученное значение тока записать в отчет.
1.13. Измерить вольтметром значения напряжений относительно земли корпуса 2, а также фазных проводов А, В и С, для чего последовательно переводить рукоятку вольтметра в положения U2, UA, UB, UC. Полученные значения напряжений занести в отчёт о лабораторной работе.
Сделать вывод об опасности прикосновения человека к корпусу электропотребителя в случае замыкания на него фазного провода при отсутствии и наличии защитного заземления. Отметить при этом влияние защитного заземления на напряжение фазных проводов сети относительно земли.
Задание №2. Исследовать напряжение на заземленном корпусе электропотребителя в зависимости от сопротивления его заземляющего устройства в сети с изолированной нейтралью. М
2.1. Выполнить указания п.п. 1.2 – 1.5 и 1.10 (если предварительно выполнялось задание №1, то следует только проверить соответствие
положений коммутационных элементов указаниям перечисленных пунктов).
2.2. Устанавливая последовательно переключателем «SRЗМ2» значения
сопротивления заземляющего устройства R = 4, 10 и 100 Ом, каждый раз производить измерение напряжения на корпусе 2 относительно земли (положение рукоятки вольтметра U2), нажимая кнопку «ИЗМЕРЕНИЕ». При этом необходимо убеждаться каждый раз, что на кнопках «S2» и «SКЗ2» горят светодиодные индикаторы (т.е. корпус 2 подключен к сети и закорочен), в противном случае выполнить требования п. 1.11. Полученные значения напряжения U2 записать в отчет.
2.3. Измерить ток, стекающий в землю через заземляющее устройство при RЗМ2 = 4, 10 и 100 Ом. Полученные значения тока занести в отчёт.
2.4. Нажать кнопку «СБРОС».
2.5. Проанализировать зависимость опасности поражения электрическим током от сопротивления заземляющего устройства в случае
прикосновения человека к заземленному корпусу.
Задание №3. Оценить опасность поражения током при одновременном замыкании разных фаз сети с изолированной нейтралью на корпуса электропотребителей, имеющих раздельные заземляющие устройства.
3.1. Проверить соответствие состояния стенда требованиям п.п. 1.2 – 1.4.
3.2. Подключить корпуса 1 и 2 к заземляющим устройствам путем соединения гибкими проводами со штекерами клеммы «X1» с клеммой «ХЗМ1», а клеммы «Х2» с клеммой «ХЗМ2».
3.3. Присоединить электропотребители – корпуса 1 и 2 к сети, нажав кнопки «S1» и «S2», при этом должны загореться соответствующие этим
кнопкам светодиоды. Замкнуть фазный провод B на корпус 2, нажав кнопку «SКЗ2», а фазный провод A на корпус 1, нажав кнопку «SКЗ1», при этом также должны загореться соответствующие этим кнопкам светодиоды.
3.4. Переключателем «SRЗМ2» установить значение сопротивления заземляющего устройства корпуса 2 RЗМ2 = 4 Ом.
3.5. Нажав кнопку «ИЗМЕРЕНИЕ», произвести замыкание фазных проводов A и B соответственно на корпуса 1 и 2; измерить напряжения корпусов 1 и 2 относительно земли, для чего перевести рукоятку вольтметра
в положения соответственно U1 и U2. Полученные значения напряжения записать в отчёт.
3.6. Измерить ток, стекающий в землю через заземляющее устройство корпуса 2, при положении «А1» переключателя амперметра.
3.7. Повторно последовательно выполнить задание при значениях RЗМ2 = 10 Ом и 100 Ом.
3.8. Оценить опасность косвенного прикосновения в случае двойного замыкания фаз на заземленные корпуса и её зависимость от сопротивления заземляющего устройства.
3.9. Нажать кнопку «СБРОС».
Задание №4. Исследовать влияние защитного заземления на опасность поражения током при замыкании фазы на корпус электропотребителя, питающегося от трёхфазной пятипроводной сети с заземленной нейтралью.
4.1. Выполнить указание п. 1.2.
4.2. Заземлить нейтраль источника питания, подключить к нему N и РЕ-проводники, для чего установить переключатель «SN» в верхнее положение. Переключатель «SRПОВ» установить в положение «∞».
4.3. Выполнить указания п.п. 1.4, 1.5, 1.9, 1.10.
4.4. Нажать кнопку «ИЗМЕРЕНИЕ».
4.5. Измерить, руководствуясь указаниями п. 1.7, напряжения относительно земли корпуса 2, нейтральной точки источника питания, проводов сети A, B, C, N. Результаты измерения занести в отчёт.
4.6. Измерить ток, стекающий на землю через заземляющее устройство, установив переключатель амперметра в положение “A1”.
4.7. Выключить стенд, переведя тумблер «ВКЛ-ВЫКЛ» в нижнее положение; при этом должны погаснуть светодиодные индикаторы наличия фазных напряжений на мнемосхеме передней панели.
4.8. Оценить в выводе эффективность применения защитного заземления в сетях с заземленной нейтралью.
Содержание отчёта о лабораторной работе
Отчёт должен содержать обработанные результаты измерений в виде таблиц, принципиальные схемы, поясняющие сущность выполненных экспериментов, а также заключение, обобщающее выводы по каждому разделу проведенных исследований.
Литература
Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. М: Энергоатомиздат, 1984. с. 182 – 221.
Лабораторная работа
«Исследование защитного зануления»
Цель работы
Исследовать действие системы защитного зануления металлических нетоковедущих частей электропотребителей, могущих оказаться под напряжением, питающихся от трёхфазной пятипроводной сети с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ.
Содержание работы
1. Исследовать функционирование защитного зануления без повторного заземления РЕ-проводника.
2. Оценить влияние повторного заземления РЕ-проводника на уровень обеспечения электробезопасности при применении защитного зануления.