Отчет о выполненной работе
1 Зарисовать схему трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью и электрозащитой в виде зануления.
2 Зарисовать схему трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью и электрозащитой в виде защитного заземления.
3 Устно ответить на вопросы преподавателя по анализу поражения электрическим током в различных электрических сетях.
Исследование электробезопасности сетей на стенде ОТ 9А
Цель работы: исследовать электробезопасность сетей трехфазного тока напряжением до 1000 В; выявить зависимость электробезопасности от режима нейтрали сети, сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли, а также от сопротивления провод-человек-земля.
Общие сведения
Основные теоретические положения изложены в методических указаниях [5, с. 9-28].
В данной работе исследования электробезопасности сетей проводятся на стенде типа ОТ 9А.
3.1.1 Устройство и принцип работы стенда типа ОТ 9А. Стенд позволяет исследовать электробезопасность следующих трехфазных сетей:
– трехпроводной с изолированной нейтралью;
– трехпроводной с заземленной нейтралью;
– четырехпроводной с изолированной нейтралью;
– четырехпроводной с заземленной нейтралью.
Стенд позволяет сравнить опасность прикосновения человека к одной из фаз при нормальном режиме работы сети и опасность прикосновения человека к одной из фаз при имитации аварийного режима (одна из фаз замкнута на землю).
Стенд позволяет исследовать следующие зависимости:
– опасность прикосновения человека к одной из фаз в зависимости от сопротивления изоляции фаз при постоянной емкости фаз относительно земли;
– опасность прикосновения человека к одной из фаз в зависимости от сопротивления цепи провод-человек-земля;
– опасность прикосновения человека к одной из фаз в зависимости от емкости фаз относительно земли при постоянном сопротивлении изоляции.
Стенд позволяет моделировать основные параметры из вышеуказанных сетей и определять величину тока, протекающего через человека при его соприкосновении с токоведущими частями.
Сопротивление изоляции имитируется с помощью резисторов для каждой из фаз цепи в пределах от 1 до 48 кОм.
Максимальное сопротивление изоляции – 48 кОм. Емкости каждой фазы цепи имитируются с помощью последовательно соединенных конденсаторов и резисторов и изменяются от 0,06 до 2 мкФ.
Сопротивление тела человека имитируется с помощью резистора, величина которого меняется в пределах от 1 до 48 кОм и может подключаться к каждой фазе.
На передней панели стенда расположены:
1) тумблер включения стенда с надписью «Сеть»;
2) три лампочки сигнализации напряжения сети в каждой из фаз;
3) тумблер включения нейтрали В2;
4) тумблер включения заземления В3;
5) ручки потенциометров установки сопротивления изоляции и емкости фаз А, В, С и нейтрали N;
6) выключатели емкости фаз и емкости нейтрали В4, В5, В6, В7;
7) ручка переключателя (на 5 положений) для подключения резистора, имитирующего сопротивление тела человека, в любую из фаз А, В, С и нейтраль N;
8) ручка установки резистора, имитирующего сопротивление тела человека; ручка переключателя (на пять положений);
9) ручка переключателя (на пять положений) и кнопка для имитации аварийного режима в каждой из фаз и нейтрали;
10) ручка переключателя (на одиннадцать положений) для подключения вольтметра;
11) миллиамперметр;
12) переключатель пределов миллиамперметра Ih×3;
13) вольтметр.
3.1.2 Подготовка стенда к работе.
1 Внимательно ознакомиться с назначением каждого органа управления и указаниями мер безопасности.
2 Выключатели, переключатели и ручки управления установить в начальное положение «Выкл.»:
– вертикальные – вниз; горизонтальные – влево;
– переключатели и ручки регулировки – в левое крайнее положение.
3 Включить тумблер «Сеть», при этом должны загореться лампочки сигнализации наличия трех фаз напряжения.
4 Параметры стенда обеспечивают проведение исследований в лабораторных условиях в течение 12 ч с перерывами на 10 мин через каждые 4 ч.
Порядок выполнения работы
1 Исследуем трехпроводную сеть с изолированной нейтралью. Тумблеры В2 и В3 должны быть отключены (данные для нейтрали N отсутствуют)..
Снимем зависимость Ih = f(R) при Rh = const для нормального режима работы сети.
Здесь Ih – ток через резистор Rh, имитирующий сопротивление тела человека; R – сопротивление резисторов, имитирующих сопротивление изоляции фаз и нулевого провода (RA, RB, RC, RN ).
Порядок снятия зависимости Ih = f(R) при Rh = const:
1) резистор Rh устанавливаем в положение, соответствующее заданному значению (задается преподавателем);
2) резистор RA, имитирующий сопротивление изоляции фазы А (для фаз В и С соответственно), устанавливаем в нулевое положение. В этом случае R(A,B,C) = 1 кОм;
3) тумблеры В4- В6 должны быть отключены (случай, не учитывающий емкость изоляции фаз А, В, С);
4) меняя сопротивление изоляции фазы А резистором RА, снимем показания Ih для фаз А, В и С, переключение производим тумблером В8 и заносим в таблицу 3.1 (данные для нейтрали N отсутствуют);
5) для каждого значения Ih = f(RA), включив переключателем В11 вольтметр ИП2 в фазу А, измеряем и записываем значение фазного напряжения в таблицу 3.1;
6) аналогично, меняя сопротивления фаз В и С, повторяем п.1-5. Значения заносим в табл. 3.1 (данные для нейтрали N отсутствуют).
2 Повторяем п.1-5 для аварийного режима работы сети. Имитация аварийного режима обеспечивается нажатием кнопочного замыкателя Кн1 в момент снятия показаний приборов ИП1 и ИП2 (миллиамперметра и вольтметра). Данные заносим в табл. 3.1 (данные для нейтрали N отсутствуют).
3 Снимаем зависимость Ih = f(Rh) при RA = const, RВ = const, RС = const в нормальном режиме работы сети. Величины сопротивлений фазных резисторов задаются преподавателем. Тумблеры В4-В7 отключены.
Порядок изменения Ih = f(Rh):
1) резисторы RA, RB, RC, RN устанавливаем в нулевое положение;
2) дискретно меняя сопротивление резистора Rh (положения задаются преподавателем), снимаем показания миллиамперметра ИП1, включая Rh попеременно тумблером В8 в фазы А, В и С; результаты заносим в табл. 3.2 (данные для нейтрали N отсутствуют);
3) для каждого значения Ih = f(Rh), включая переключателем В11 вольтметр ИП2 в фазы А, В и С, измеряем и записываем значение фазных напряжений относительно земли (таблица 3.2);
4) повторяем п. 2, 3 для аварийного режима работы сети. Данные
занести в таблицу 3.2а.
5) повторяем п.1–3 с учетом емкостей изоляции фазных проводов, включая тумблеры В4–В7. Данные заносим в таблицу 3.3;
6) исследуем трехпроводную сеть с заземленной нейтралью. Нейтраль заземляется включением тумблера В3 (В2 – выключен);
7) производим все операции аналогично п. 1–5. Данные заносим в таблицы 3.1–3.3;
8) исследуем четырехпроводную сеть с изолированной нейтралью. Четырехпроводная сеть имитируется с помощью тумблера В2. Тумблер В3 отключаем;
9) производим все измерения аналогично предыдущим подразделам, добавив пункты, учитывающие влияние сопротивления и емкости изоляции нейтрального провода N (RN, CN – тумблер В7). Данные заносим в таблицы 3.1–3.3;
10) исследуем четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью. Включаем тумблеры В2 и В3. Порядок снятия зависимостей аналогичен п.9. Данные заносим в таблицы 3.1–3.3.
Таблица 3.1 – Зависимость тока Ih от сопротивления фаз
| R, Ом | Фаза А | Фаза В | Фаза С | Нейтраль N | |||||||
| Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | ||||
| A-N | A-1 | B-N | B-1 | C-N | C-1 | N-1 | |||||
| Зависимости Ih = f(R) | |||||||||||
| RA … RB … RC … RN … |
| R, Ом | Фаза А | Фаза В | Фаза С | Нейтраль N | |||||||
| Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | ||||
| A-N | A-1 | B-N | B-1 | C-N | C-1 | N-1 | |||||
| Зависимости Ih = f(R) (аварийный режим) | |||||||||||
| RA … RB … RC … RN … |
Таблица 3.2 – Зависимость тока Ih от сопротивления тела человека
| Rh, Ом | Фаза А | Фаза В | Фаза С | Нейтраль N | |||||||
| Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | ||||
| A-N | A-1 | B-N | B-1 | C-N | C-1 | N-1 | |||||
| Зависимости Ih = f(Rh) | |||||||||||
| Rh, Ом | Фаза А | Фаза В | Фаза С | Нейтраль N | |||||||
| Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | ||||
| A-N | A-1 | B-N | B-1 | C-N | C-1 | N-1 | |||||
| Зависимости Ih = f(Rh) (аварийный режим) | |||||||||||
Таблица 3.3 – Зависимость тока Ih от ёмкости фаз
| C, мкФ | Фаза А | Фаза В | Фаза С | Нейтраль N | |||||||
| Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | ||||
| A-N | A-1 | B-N | B-1 | C-N | C-1 | N-1 | |||||
| Зависимости Ih = f(C) | |||||||||||
| RA … RB … RC … RN … |
| C, мкФ | Фаза А | Фаза В | Фаза С | Нейтраль N | |||||||
| Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | Ih, мА | V, В | ||||
| A-N | A-1 | B-N | B-1 | C-N | C-1 | N-1 | |||||
| Зависимости Ih = f(C) (аварийный режим) | |||||||||||
| RA … RB … RC … RN … |
Требования к отчету
Отчет по работе должен содержать: наименование и цель работы, заполненные таблицы, графики и выводы.
В работе приведены только образцы таблиц, поэтому для каждого конкретного измерения необходимо указывать в таблицах измеряемые параметры и параметры, имеющие значение const.
Преподавателем задаются номера пунктов, которые студент должен выполнить, а также задаются некоторые исходные параметры для измерений.
Результаты измерений записываются в таблицы 3.1–3.3. После анализа полученных результатов строятся графики (если полученных данных недостаточно для построения графиков, дается качественная оценка изменения зависимостей) и делаются выводы.