4.3. Исследование изоляции фаз Содержание работы:

1. Измерить сопротивление r_из изоляции фаз.

2. Определить сопротивление r_заз растекания тока в почве.

3. Рассчитать ток, проходящий через тело человека при прикосновении к «пробитому» заземленному оборудованию.

4. Измерить ток I_з замыкания на корпус оборудования.

5. Рассчитать параметры заземляющего устройства.

Порядок выполнения работы

Для измерения сопротивления изоляции двухфазной электрической сети используют мегометр типа М1101 напряжением 100В без дополнительного экранирования. Перед присоединением мегометра питание общей сети отключается общим рубильником 1. Мегометр последовательно присоединяют к клеммам 2 и 3 первой фазы и затем к клеммам 4 и 5 второй фазы (рис.4.1). При этом необходимо включить тумблеры на линии реостатов 6 и, вращая ручку мегометра, произвести замер сопротивления r_из изоляции фаз на различных диапазонах. Для измерения сопротивления r_заз растекания тока в почве используют электрическую схему (рис.4.1), в которой сопротивление R_всп вспомогательного и зонда R_зонд расположены от искомого сопротивления r_заз на таком расстоянии (более 20м), что между ними существуют зоны нулевого потенциала. Искомое сопротивление растеканию r_заз определяется по формуле:

, (4.7)

где U_з – напряжение на заземлителе относительно земли, В; I_з – сила тока, стекающего с заземлителя в почву, А.

Вначале эксперимента включают в сеть, замкнув общий рубильник 1.

Ток I_з, стекающий через заземлитель в почву, измеряют амперметром 9, включенным в токовую цепь, образуемую r_заз и R_всп. Амперметр включают в цепь, поставив переключатель 8 в положение 1 и замкнув переключатели 10 и 11, измеряют силу тока. Напряжение U_з измеряют вольтметром 7, подключенным между r_заз и R_зонд. Вольтметр включают в цепь, поставив переключатель γ в положение 11 и измеряют напряжение на заземлителе. По формуле (4.7) рассчитывают сопротивление растекания тока в почве. Рассчитывают силу тока, проходящего через тело человека при прикосновении к пробитому заземленному оборудованию по формулам (4.6) и (4.8):

, (4.8)

где U_ф – фазовое напряжение (220В).

Для определения тока замыкания I_з на корпус оборудования необходимо отключить измерительную цепь защитного заземления: разомкнуть переключатель 11. корпус оборудование 14 подсоединяют к первой (переключатель 12 в положении I) или второй(переключатель 12 в положении II) фазе сети. Переключатель 8 отключают, переключатель 10 включают. Замыкают соответствующую фазу на корпус оборудования 14, нажав кнопку замыкания 13. При этом цепь тока замыкается по пути: пробитая фаза – корпус – заземлитель – изоляция поврежденной фазы – исправная фаза. Ток I_з измеряют по амперметру 9. Рассчитывают основные параметры заземляющего устройства по формулам (4.1), (4.9), (4.10).

, (4.9) , (4.10)

где η – коэффициент использования заземлителей (η=1); U_без – величина безопасного напряжения, В(U_без=40В); I_з – ток замыкания на корпус оборудования (экспериментальная величина), А; α – коэффициент прикосновения (α=0,75).

Рис.4.1. Электрическая схема установки

1 – общий рубильник; 2,3,4,5 – клеммы для изменения сопротивления изоляции фаз; 6 – реостаты; 7 – вольтметр для измерения напряжения на заземлителе; 8,12 – двухпозиционные переключатели; 9 – амперметр для измерения силы тока в цепи заземлителя; 10,11 – переключатели; 13 – кнопка замыкания;

14 – корпус оборудования.