5.2. Описание лабораторной установки

Стенд представляет собой общий каркас коробчатого типа, устанавливаемый на столе и специальной подставке. Принципиальная электрическая схема представлена на панели стенда. Напряжение на стенд подается от трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц через выключатель. При включении стенда в сеть за­горается сигнальные лампочки Л1, Л2, Л3, которые включены между ну­левым проводом и каждой фазой через диоды Д1, Д2, ДЗ и резисторы Р1, Р2, РЗ.

Три фазы, нулевой, провод и провод земли позволяют соответствующими переключателями тумблеров В2, ВЗ моделировать любую из сетей трехфазного тока: а) трехпроводную с изолированной нейтралью; б) трехпроводную с заземленной нейтралью; в) четырехпроводную с изолированной нейтралью; г) четырехпроводную с заземленной нейтралью.

Каждая фаза и нулевой провод имеют свой блок имитации сопротивления изоляции проводов. Для имитации сопротивления изоляции слу­жат резисторы. Для имитации емкости провода служат конденсатор и резистор.

Цепи замыкания на корпус подключаются к каждой из фаз через переключатель В4 и В6. Гнезда ГН7, ГН8, ГН15, ГН16 предназначены для подключения миллиамперметра с целью измерения величины тока, протекающего через цепь, замкнутую на корпус. Аварийный режим замыкания на корпус осуществляется кнопками Кн1 и Кн2. Тумблеры В5 и В7 осуществляют подключение заземлителей к корпусам. К клеммам Кл1, Кл2, КлЗ подключаются заземлители. Каждая клемма имеет свой заземлитель.

Общим заземлителем объединять клеммы НЕЛЬЗЯ.

В схеме предусмотрены гнезда Гн1-Гн18 для дополнительных замеров. Тумблеры В8, В9 предназначены для двух цепей, имитирующих сопротивление грунта между двумя заземлителями. Предел регулирования сопротивления грунта от 2,4 до 12 кОм.

Порядок проведения работы

А. Подготовить таблицу для записи результатов измерений.

Протокол результатов исследования эффективности защитного заземления

Режим нейт- рали	Напряжение, В			Ток, А			Сопротивление изоляции фаз
	фаза	Корп.1	Корп.2	фаза	Корп.1	Корп.2	Эксп.	Расчет.

Б. Привести стенд в исходное положение:

1. Ручки блоков, имитации сопротивления изоляции, емкости фазных и нулевого проводов, установить в положение соответственно 10 кОм и 0.01 мкФ;

2. Тумблеры В2, ВЗ, В5 и В7 выключить;

3. Переключатели В4, В6 выключить.

В. Для измерения напряжения фаз и корпуса установки относительно земли подготовить рабочую схему:

1. Ручками установить сопро­тивление изоляции и емкость фаз в соответствии с заданием, подучен­ным у преподавателя;

2. Для измерения тока, протекающего в цепи «фаза-корпус» (гнезда Гн7, Гн8), включить миллиамперметр с пределом измерения 500 мА;

3. Для измерения напряжения на незаземленном корпусе («корп.1») относительно земли (выключатель В5 установить в положение «Откл.») включить вольтметр с пределом измерений 150 В в гнезда Гн9, Гн10;

4. Для замера напряжения фаз относительно земли включить вольт­метр с пределом измерений 150 В в гнезда Гн2, Гн3 (фаза А);

5. Переключатель В4 установить в положение А.

6. Собранную схему показать преподавателю.

Г. Провести исследование эффективности действия защитного заземления в сети с изолированной нейтралью при однофазном замыкании на корпус:

1. Включить питание стенда включателем В1;

2. Произвести замыкание фазы А на корпус («корп.1»), нажав кнопку Кн1 (аварийный режим), и записать показания вольтметра в таб­лицу; значение тока в цепи незаземленного корпуса «корп.1» не фиксируется, так как величина его в этом случае определяется внутренним сопротивлением вольтметра;

3. Измерить напряжение фаз В и С относительно земли при включении вольтметра с пределом измерений 150 В последовательно в гнезда Гн2-Гн4, Гн2-Гн5;

4. Переставить переключатель В4 в положение В и повторить измерения, аналогичные пп.2,3, для случая замыкания на корпус фазы В;

5. Переставить переключатель В4 в положение С и повторить измерения, аналогичные пп.2,3, для случая замыкания на корпус фазы С;

6. Полученные данные записать в левой части таблицы;

7. Аналогичным путем произвести измерения для заполнения правой части таблицы, фиксируя при этом ток, протекающий в цепи корпу­са, предварительно: а) заземлить корпус «корп.-1», включив тумблер В5; б) заменить вольтметр, показывающий напряжение на корпусе относительно земли(гнезда Гн9, Гн10), на вольтметр с пределом измерений 7,5 В; в) увеличить предел для вольтметра, измеряющего напряжения фаз относительно земли(гнезда Гн2-Гн3, Гн4, Гн5) до 300 В.

Следует иметь в виду, что напряжение относительно земли на заземленном корпусе равно напряжению фазы, замкнутой на корпус, по­этому напряжение этой фазы замерять не нужно, а в соответствующей графе таблицы записать значение измеренного напряжения корпуса относительно земли.

Д. Провести исследование эффективности действия защитного заземления в сети с изолированной нейтралью при двойном замыкании. В ранее собранную схему внести изменения:

1. Включить тумблеры В5 и В7, то есть заземлить оба корпуса;

2. Включить амперметр с пределом измерений 15 А в гнезда Гн7, Гн8 и Гн15. Гн16 для замера тока в цепях заземленных корпусов;

3. Включить вольтметр в гнезда Гн2-Гн9 с пределом измерений 150 В для замера напряжения на корпусе «корп.1» относительно земли;

4. Включить вольтметр в гнезда Гн17, Гн18 с пределом измерений 150 В для замера напряжения на корпусе «корп.2» относительно земли;

5. Установить переключателя В4 и В6 на разные фазы, нажать одновременно на кнопки Кн1 и Кн2 аварийного режима и записать показа­ния приборов;

6. Выключить питание тумблером В1.

Е. Для оценки факторов, влияющих на эффективность защитного заземления, измерить методом «наложение постоянного тока» с помощью мегомметра М8 суммарное сопротивление изоляции проводов относитель­но земли. Для этого:

1. В схеме, на которой проводились измерения, поставить переключатель В4 в положение «отключено»;

2. Мегомметр включить в гнезда Гн3 и Гн2 (или Гн4, Гн5);

3. Включить питание тумблером В1;

4. Вращая ручку мегомметра, снять показания с его шкалы;

5. Отключить мегомметр и вольтметром с пределом измерения 300 В измерить линейное напряжение;

6. отключить питание включателем В1.

На основании полученных данных найти сопротивление изоляции фаз по формуле

(5.6)

Исходя из расчетных и экспериментальных данных, сделать выводы по работе, дав оценку влияния факторов на степень опасности поражения человека электрическим током.