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 I_h×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 I_h = f(R) при R_h = const для нормального режима работы сети.

Здесь I_h – ток через резистор R_h, имитирующий сопротивление тела человека; R – сопротивление резисторов, имитирующих сопротивление изоляции фаз и нулевого провода (R_A, R_B, R_C, R_N).

Порядок снятия зависимости I_h = f(R) при R_h = const:

1) резистор R_h устанавливаем в положение, соответствующее заданному значению (задается преподавателем);

2) резистор R_A, 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 R_А, снимем показания I_h 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 I_h = f(R_A), 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 К_н1 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 I_h = f(R_h) при R_A = const, R_В= const, R_С= const в нормальном режиме работы сети. Величины сопротивлений фазных резисторов задаются преподавателем. Тумблеры В4-В7 отключены.

Порядок изменения I_h = f(R_h):

1) резисторы R_A, R_B, R_C, R_N устанавливаем в нулевое положение;

2) дискретно меняя сопротивление резистора R_h (положения задаются преподавателем), снимаем показания миллиамперметра ИП1, включая R_h попеременно тумблером В8 в фазы А, В и С; результаты заносим в табл. 3.2 (данные для нейтрали N отсутствуют);

3) для каждого значения I_h = f(R_h), 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 (R_N, C_N – 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 I_h от сопротивления фаз

R, Ом	Фаза А	Фаза В	Фаза С	Нейтраль N
I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В
A-N	A-1	B-N	B-1	C-N	C-1	N-1
Зависимости I_h = f(R)
R_A … R_B … R_C … R_N …

R, Ом	Фаза А	Фаза В	Фаза С	Нейтраль N
I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В
A-N	A-1	B-N	B-1	C-N	C-1	N-1
Зависимости I_h = f(R) (аварийный режим)
R_A … R_B … R_C … R_N …

Таблица 3.2 – Зависимость тока I_h от сопротивления тела человека

R_h, Ом	Фаза А	Фаза В	Фаза С	Нейтраль N
I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В
A-N	A-1	B-N	B-1	C-N	C-1	N-1
Зависимости I_h = f(R_h)

R_h, Ом	Фаза А	Фаза В	Фаза С	Нейтраль N
I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В
A-N	A-1	B-N	B-1	C-N	C-1	N-1
Зависимости I_h = f(R_h) (аварийный режим)

Таблица 3.3 – Зависимость тока I_h от ёмкости фаз

C, мкФ	Фаза А	Фаза В	Фаза С	Нейтраль N
I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В
A-N	A-1	B-N	B-1	C-N	C-1	N-1
Зависимости I_h = f(C)
R_A … R_B … R_C … R_N …

C, мкФ	Фаза А	Фаза В	Фаза С	Нейтраль N
I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В	I_h, мА	V, В
A-N	A-1	B-N	B-1	C-N	C-1	N-1
Зависимости I_h = f(C) (аварийный режим)
R_A … R_B … R_C … R_N …

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.