2.3.1. Нормальный режим работы сети

Задание № 1. Исследовать зависимость тока, проходящего через тело человека при прямом прикосновении к фазному проводу, от активного сопротивления изоляции проводов сети с изолированной, а затем с глухозаземленной нейтралью при постоянном значении емкости проводов относительно земли, соблюдая условие: и .

Рассчитать ток I_h по формуле (13) или (14) в сети с изолированной нейтралью, и по формуле (8) – в сети с глухозаземленной нейтралью. Значения R_E

13

брать в соответствии с номиналами, указанными на стенде около переключателей S6, S8, S10 (в формулы подставлять в омах). Значения фазного напряжения сети U_ф, сопротивления R_h, и емкости С_Е взять по указанию преподавателя (например, U_ф = 220 В, R_h = 1000 Ом и С_Е= 0). Результаты расчета занести в отчет о лабораторной работе. Построить график .

Проверить расчетные зависимости экспериментально.

1.1. Привести стенд в исходное состояние: вращающиеся рукоятки переключателей (кроме относящегося к амперметру) установить в крайнее положение, повернув против хода часовой стрелки, а рукоятки двухпозиционных переключателей – в нижнее или левое положение. Переключатель верхнего предела измерений амперметра установить в положение «2000 мА». Рукоятку плавного регулятора R_h повернуть против хода часовой стрелки до щелчка (положение «Выключено»).

1.2. Моделировать трехфазную трехпроводную сеть с изолированной нейтралью: переключатель S1 и S3 – в нижнем положении, S12 – в положе- нии 0.

1.3. Имитировать прикосновение человека к фазному проводу, например к фазе А, для чего установить переключатель S15 в положение А.

1.4. Перевести двухпозиционный переключатель амперметра в положе-ние А1.

1.5. Установить переключателем S13 заданное преподавателем сопротивление цепи тела человека.

1.6. Установить переключателями S7, S9 и S11 заданные преподавателем значения емкостей проводов относительно земли.

1.7. Подключить провода сети к источнику питания, для чего переключатель S2 перевести в положение I.

1.8. Устанавливая переключателями S6, S8 и S10 последовательно значения : 1,0; 2,5; 10; 25; 100 кОм, измерить ток в цепи тела человека, выбирая соответствующий току предел измерения. Считывая показания индикатора амперметра, занести их в табл. 1.

14

Т а б л и ц а 1

Зависимость тока I_h, мА, от сопротивления R_E

изоляции проводов сети при С_Е = О

Режим нейтрали сети	RE, кОм	1,0	2,5	10	25	100
Изолированная	Ih, теор.
	Ih, эксп.
Глухозаземленная	Ih, теор.
	Ih, эксп.

1.9. Отсоединить провода сети от источника питания, переключив переключатель S2 в положение 0.

1.10. Моделировать трехфазную четырехпроводную сеть с глухозаземленной нейтралью: перевести переключатели S1 и S3 в верхнее положение.

1.11. Проверить соответствие положений переключателей указаниям пп. 1.3–1.6. Переключатель верхнего предела измерений амперметра установить в положение «2000 мА».

1.12. Установить значение емкости PEN-провода относительно земли С_PEN = С_Е (см. п. 1.6) с помощью переключателя S5.

1.13. Выполнить повторно указания п. 1.7.

1.14. Устанавливая переключателями S4, S6, S8 и S10 последовательно значения : 1,0; 2,5; 10; 25; 100 кОм, измерить ток в цепи тела человека, считывая показания индикатора амперметра и занося их в отчет о лабораторной работе.

1.15. Выполнить повторно указания п. 1.9.

1.16. Сопоставить результаты расчетов и экспериментальных исследований. Сделать вывод о характере влияния режима нейтрали, а также активного сопротивления изоляции проводов сети относительно земли на опасность поражения током при прямом прикосновении человека к фазному проводу в условиях нормальной работы сети.

Задание № 2. Исследовать зависимость тока, проходящего через тело человека при прямом прикосновении к фазному проводу, от емкости проводов относительно земли в сети с изолированной, а затем с глухозаземленной ней-

15

тралью при постоянном значении активного сопротивления изоляции проводов, соблюдая условия: и .

Рассчитать ток I_h, по формуле (13) или (16) в сети с изолированной нейтралью, и по формуле (8) – в сети с глухозаземленной нейтралью. Значения С_Е брать в соответствии с номиналами, указанными на стенде около переключателей S7, S9, S11 (в формулы подставлять в фарадах). Значения фазного напряжения сети U_ф, сопротивлений R_h и R_E взять по указанию преподавателя (например, U_ф = 220 В, R_h = 1000 Ом и R_E = ). Результаты расчета записать в отчет о лабораторной работе и построить график .

Проверить расчетные зависимости экспериментально.

2.1. Привести стенд в исходное состояние: вращающиеся рукоятки переключателей (кроме относящегося к амперметру) установить в крайнее положение, повернув против хода часовой стрелки, а рукоятки двухпозиционных переключателей – в нижнее или левое положение. Переключатель верхнего предела измерений амперметра установить в положение «2000 мА». Рукоятку плавного регулятора R_h повернуть против хода часовой стрелки до щелчка (положение «Выключено»).

2.2. Моделировать трехфазную трехпроводную сеть с изолированной нейтралью: переключатель S1 в левом положении, S3 – в нижнем, S12 – в положении 0.

2.3. Имитировать прикосновение человека к фазному проводу, например к фазе А, для чего установить переключатель S15 в положение А.

2.4. Перевести двухпозиционный переключатель амперметра в положе-ние А1.

2.5. Установить переключателем S13 заданное преподавателем сопротивление цепи тела человека (обычно 1 кОм).

2.6. Установить переключателями S6, S8 и S10 заданные преподавателем значения активного сопротивления проводов относительно земли (например, моделируя кабельную сеть, можно задать R_AE = R_BE = R_CE = R_E = ).

2.7. Подключить провода сети к источнику питания, для чего S2 перевести в верхнее положение I.

2.8. Устанавливая переключателями S7, S9 и S11 последовательно значения С_АЕ= С_ВЕ= С_СЕ = С_Е: 0; 0,02; 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5 мкФ, измерить ток в цепи человека, считывая показания индикатора амперметра и занося их в табл. 2.

16

Т а б л и ц а 2

Зависимость тока I_h, мА, от емкости С_Е проводов сети

относительно земли при R_E =

Режим нейтрали сети	СЕ, мкФ	0	0,02	0,1	0,25	1,0	2,5
Изолированная	Ih, теор.
	Ih, эксп.
Глухозаземленная	Ih, теор.
	Ih, эксп.

2.9. Отсоединить провода сети от источника питания, переключив S2 в нижнее положение 0.

2.10. Моделировать трехфазную четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью: перевести переключатели S1 и S3 в верхнее положения.

2.11. Дополнительно к указаниям п. 2.2 установить переключателем S4 значение .

2.12. Выполнить повторно указания пп. 2.7 – 2.9, причем в п. 2.8 дополнительно устанавливать переключателем S5 значения C_PEN = С_Е.

2.9. Сопоставить результаты расчетов и экспериментальных исследований. Сделать вывод о характере влияния режима нейтрали сети, а также емкости ее проводов относительно земли на опасность поражения током при прямом прикосновении человека к фазному проводу в условиях нормальной работы сети.

Задание № 3. Исследовать влияние активного сопротивления в цепи тела человека R_h на значение тока I_h, проходящего через человека, прикоснувшегося к фазному проводу сети с изолированной и с глухозаземленной нейтралью при нормальном режиме ее работы.

Рассчитать по формуле (8), а также по формуле (13) или (14) ток I_h в сетях с глухозаземленной и изолированной нейтралью при значениях R_h= 1; 5; 10 кОм (значения сопротивлений подставлять в формулы в Омах), указанных на стенде около переключателя S13. Значения фазного напряжения сети U_ф, сопротивления R_E и емкости С_Е взять по указанию преподавателя (например,

17

U_ф = 220 В, R_E = 100 кОм и С_Е = 0). Результаты расчета записать в отчет о лабораторной работе и построить графики для обоих видов сетей.

Проверить расчетные зависимости экспериментально.

3.1. Привести стенд в исходное состояние: вращающиеся рукоятки переключателей (кроме относящегося к амперметру) установить в крайнее положение, повернув против хода часовой стрелки, а рукоятки двухпозиционных переключателей – в нижнее или левое положение. Переключатель верхнего предела измерений амперметра установить в положение «2000 мА». Рукоятку плавного регулятора R_h повернуть против хода часовой стрелки до щелчка (положение «Выключено»).

3.2. Моделировать трехфазную трехпроводную сеть с изолированной нейтралью: переключатель S1 в левом положении, S3 – в нижнем, S12 – в положении 0.

3.3. Имитировать прикосновение человека к фазному проводу, например к фазе А, для чего установить переключатель S15 в положение А.

3.4. Перевести двухпозиционный переключатель амперметра в положе-ние А1.

3.5. Установить переключателем S13 заданное преподавателем сопротивление цепи тела человека (обычно 1 кОм).

3.6. Переключатель вольтметра установить в положение А.

3.7. Установить переключателями S6...S11 заданные преподавателем значения активного сопротивления изоляции R_AE = R_BE = R_CE = R_E и емкости С_АЕ = С_ВЕ = С_СЕ = С_Е проводов относительно земли.

3.8. Подключить провода сети к источнику тока, переведя переключатель S2 в положение I.

3.9. Устанавливая переключателем S13 последовательно значения сопротивления в цепи тела человека R_h = 1; 5; 10 кОм, измерить ток I_h и напряжение U_A между фазным проводом А и землей (считывать показания индикаторов амперметра и вольтметра и заносить их в табл. 3).

18

Т а б л и ц а 3

Зависимость тока I_h, мА, и напряжения U_А, В,

от сопротивления R_h при R_E = 100 и С_Е = О

Режим нейтрали сети	Rh, кОм	1	5	10
Изолированная	Ih, теор.
	Ih, эксп.
	UА,эксп.
Глухозаземленная	Ih, теор.
	Ih, эксп.
	UА,эксп.

3.10. Отсоединить провода сети от источника питания, переводя переключатель S2 в положение 0.

3.11. Моделировать трехфазную четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью, установив переключатели S1 и S3 в верхнее положение.

3.12. Дополнительно к указаниям п. 3.7 установить переключателями S4 и S5 значения R_PEN = R_E и С_PEN = С_Е.

3.13. Повторно выполнить указания пп. 3.8; 3.9 и 3.10.

3.14. Записанные в отчете результаты измерений представить в виде графиков зависимостей I_h = I (R_h) и U_A = U (R_h ) для обоих видов сетей.

3.15. Сопоставить результаты расчетов и экспериментальных исследований. Сделать вывод о характере влияния сопротивления R_h в цепи тела человека на опасность поражения током в трехфазных сетях с различным режимом нейтрали.