Описание лабораторного стенда

Исследование распределения потенциала на поверхности земли, напряжений прикосновений и шага, защитного заземления и зануления проводится на стенде, лицевая панель которого изображена на рис. 10. Стенд выключается с помощью аппарата АП-50. При этом загораются сигнальные лампы HL, расположенные около фазных проводов.

Лабораторный стенд представляет собой низковольтную модель с понижением напряжения сети до безопасных значений, имеющую схемы распределения потенциала при однофазном замыкании, двойном замыкании (двух фаз на два корпуса); распределения напряжения прикосновения и шага; исследования действия защитного заземления в сети с изолированной и заземленной нейтралью; исследования действия защитного действия зануления в сети без повторного и с повторным заземлением нулевого защитного проводника. Стенд позволяет моделировать любую из четырех сетей трехфазного тока.

Выбор сети трехфазного тока производится включением тумблеров В1 (выбор нейтрали) и В2 (присоединение нулевого защитного проводника). При включении тумблера В2 загорается лампа HL у нулевого защитного проводника. Имитация замыканий на корпусе электроустановок производится включением тумблеров В3, В5 и В13 в верхнее положение. Тело человека имитируется в схеме стенда активным сопротивлением 1000 Ом, подключением при исследовании распределения напряжения прикосновения тумблером В6. Тумблеры В7 и В8 используются при исследовании эффективности действия защитного заземления корпусов 1 и 2. Тумблеры В9 и В10 включаются при исследовании защитного действия зануления корпусов 1 и 2. Включение нулевого защитного проводника имитируется тумблером В11. Тумблер В12 используется для имитации повторного заземления нулевого защитного проводника.

Вольтметры V1 и V2 используются при исследовании распределения потенциала на поверхности земли и напряжений прикосновения и шага, а также при определении эффективности действия защитного заземления и зануления.

Рабочее задание и порядок выполнения работы

1. Изучить схему стенда и подготовить таблицы 1-6 для записи результатов измерения и расчетов.

2. Включить стенд с помощью аппарата АП-50. При этом тумблеры В1-В13 должны быть в нижнем (отключенном) положении.

3. Исследовать распределение потенциала на поверхности земли на модели опоры ЛЭП при различных режимах нейтрали. Результаты измерений занести в табл. 1. Выбор режима нейтрали осуществляется тумблером В1 (нижнее положение В1 – изолированная нейтраль, верхнее положение В1 – заземленная нейтраль). Замыкание на опору ЛЭП имитируется включением тумблера В13. После окончания измерений перевести тумблеры В1 и В13 в нижнее положение. Построить зависимость φ(х) распределения потенциала у опоры ЛЭП.

4. Снять и построить распределение потенциала при двойном замыкании на корпуса 1 и 2 (включением тумблеров В4 и В5) в сети с изолированной и заземленной нейтралью.

5. Измерить напряжение прикосновения U_пр на расстояниях х = 0; 8; 12; 16; 20 м от электродвигателя, имеющего замыкание на корпус (включение тумблера В1), при различных режимах нейтрали. Включение тела человека с сопротивлением R = 1000 Ом осуществить тумблером В6. Результаты измерений представить в табл. 3 и построить зависимость U_пр(х).

6. Исследовать изменение напряжения шага U_шна модели опоры ЛЭП при замыкании на нее фазы (включение тумблера В13) от расстояния х. Ширину шага принять равной 1 м. Результаты измерений занести в таблицу и построить зависимость U_ш(х).

7. Исследовать эффективность действия защитного заземления:

а) в сети с изолированной нейтралью при замыкании на корпусе (включение тумблера В4 и В7);

б) в сети с изолированной нейтралью при двойном замыкании на заземленные корпуса 1 и 2 (включение тумблеров В4 и В5, В7 и В8);

в) в сети с заземленной нейтралью при замыкании на корпус 1 (включение тумблера В1, В4, В7).

Согласно пунктам а, б, в измерить напряжение корпусов 1 и 2 относительно земли и занести результаты в табл. 5.

8. Провести расчеты напряжения прикосновения к корпусам 1 и 2 по пп. 7 а, б, в и результаты расчетов занести в табл. 5. Данные для расчетов: фазное напряжение U_ф = 220 В, сопротивление тела человека R_h = 1 кОм, сопротивления изоляции воздушной линии относительно земли R = R_ф = 3,6 кОм, сопротивления заземления корпусов 1 и 2 R_з1 = R_з2= 4 Ом, сопротивление заземления нейтрали R₀= 4 Ом. Сравнить полученные результаты расчета с экспериментальными данными.

9. Исследовать действия зануления (включить тумблеры В1, В2, В9, В10):

а) без повторного заземления нулевого защитного проводника (тумблер В12 отключен) при замыкании на корпус 2 (включить тумблеры В5 и В11). Определить напряжение корпусов 1 и 2 относительно земли и результаты занести в табл. 6.

б) с повторным заземлением нулевого провода (включить тумблер В12) при замыкании на корпус 2. Измерить напряжение корпусов 1 и 2 относительно земли и расчеты занести в табл. 6.

в) при обрыве нулевого защитного проводника (отключить тумблер В11) без повторного заземления (отключить тумблер В12) и с повторным заземлением (включить тумблер В12) при замыкании на корпус 2 (включить тумблер В5). Измерить напряжения корпусов 1 и 2 относительно земли и занести результаты в табл. 6.

Сравнить полученные результаты с допустимым напряжением прикосновения при временах срабатывания защиты 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 3,0 с по литературе [2, 3].

10. Провести расчеты к пп. 9 а, б, в при следующих данных: U_ф = 220 В, R_м = 2R_ф, R₀ = R_п= 4 Ом. Результаты расчета занести в табл. 6.

Содержание отчета

1. Принципиальные схемы исследуемых сетей (не схема стенда) к пунктам 3-7, 9.

2. Результаты измерений по п.3 рабочего задания в виде табл. 1.

Таблица 1

3. График φ(х) по данным табл. 1 при двух режимах нейтрали.

4. Результаты измерения по п. 4 рабочего задания в виде табл. 2.

Таблица 2

5. График φ(х) по данным табл. 2 при двойном замыкании на корпуса 1 и 2.

6. Результаты измерения напряжения прикосновения по п. 5 рабочего задания в виде табл.3.

Таблица 3

7. График U_пр(х) по данным табл. 3 при изолированной и заземленной нейтрали.

8. Результаты измерений напряжения шага V_шу опоры ЛЭП по п. 6 рабочего задания в виде табл. 4.

Таблица 4

9. График U_ш(х) по данным табл. 4 при двух режимах нейтрали.

10. Результаты измерений и расчетов напряжений корпусов относительно земли U_к по п. 7 рабочего задания в виде табл. 5.

Таблица 5

11. Формулы и результаты расчетов к табл. 5.

12. Результаты измерений и расчетов напряжений корпусов относительно земли U_к по п. 8 рабочего задания в виде табл. 6.

Таблица 6

13. Формулы и результаты расчетов к табл. 6.

14. Данные о допустимом напряжении прикосновения при замыкании на зануленные корпуса при временных срабатываниях защиты.

15. Выводы по пунктам.

Вопросы тестовых заданий

1. Каковы основные причины поражения человека электрическим током?

2. Как подразделяются установки по условиям безопасности?

3. Какие существуют защитные меры от поражения электрическим током в электроустановках?

4. Что такое напряжение шага?

5. Как изменится коэффициент напряжения шага с увеличением расстояния от места замыкания на землю?

6. Каково предельно допустимое значение напряжения шага?

7. Для какого случая напряжение шага будет наибольшим:

а) человек стоит одной ногой на заземлителе поврежденной опоры, второй ногой на расстоянии шага от нее; б) человек стоит на расстоянии трех метров от поврежденной опоры?

8. В какое время года следует проводить измерение сопротивления заземлителя и удельное сопротивление грунта?

9. Записать выражение , определяющее закономерность изменения напряжения по поверхности грунта.

10. Что такое напряжение прикосновения?

11.Чему равна величина длительно допустимого напряжения прикосновения?

12. Как изменится коэффициент напряжения прикосновения с увеличением расстояния от места замыкания на землю?

13. Написать выражения для коэффициентов напряжения шага и напряжения прикосновения.

14. Что такое защитное заземление?

15. Каково назначение защитного заземления?

16. В каких случаях необходимо применять защитное заземление электрооборудования?

17. Чему равно допустимое сопротивление изоляции участка сети напряжением до 1000 В?

18. В каких электрических сетях применяется защитное заземление?

19. Какой по ПУЭ должна быть величина сопротивления заземляющего устройства в электроустановках напряжением выше 1000 В при токах замыкания менее 500 А и более 500 А?

20. Чему равно сопротивление заземляющего устройства, применяемого в электроустановках напряжением до 1000 В в зависимости от электрической мощности установок?

21. Что такое защитное зануление?

22. Каков принцип действия защитного зануления?

23. В каких электрических сетях применяют защитное зануление?

24. Какие требования предъявляют к нулевому защитному проводнику?

25. С какой целью осуществляют повторное заземление нулевого защитного проводника?

26. Какие элементы включает в себя схема зануления?

27. Пояснить на примере роль повторного заземления нулевого защитного проводника при обрыве последнего и фазном замыкании на корпус электрооборудования за местом обрыва.

28. Какие установки называют действующими?

29. Каково назначение устройства защитного отключения?

30. В каком случае прикосновение к проводу однофазной двухпроводной сети опаснее: при нормальном или при аварийном режиме сети?

31. Чему равно согласно ПУЭ значение сопротивления повторного заземления нулевого защитного проводника и сопротивления заземления нейтрали в сети с уровнем напряжения 220/380 В.

Рекомендуемая литература

1. Правила устройства электроустановок /Минтеплоэнерго РФ. 7-е изд. перераб и доп. М.: Энергоатомиздат, 1999. 696 с.

2. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках/ П.А. Долин. М.: Энергоатомиздат, 1984. 443 с.

3. Охрана труда в электроустановках / под ред. Б.А. Князевского. М.: Энергия, 1983. 336 с.

Лабораторная работа 3

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: