месте замыкания на землю Rзм может иметь различные значения. Изменяя положение переключателя S14 можно задать следующие значения сопротивления Rзм: 10, 100, 1000
Ом.
Сопротивление тела человека в схеме стенда имитируется переменным сопротивлением Rh, величина которого может плавно изменяться в пределах от 0 до 100
кОм. Значение сопротивления тела человека может быть задано дискретно (1, 5, 10 кОм) с
помощью переключателя S13 при нулевом значении переменного резистора. Стенд позволяет моделировать подключение человека к каждому фазному проводу сети или к проводу сети на стороне потребителя электроэнергии, подключенного к сети через устройство защитного отключения (УЗО) посредством переключателя S15. Положение “0”
переключателя S15 означает что, человек не касается фазного провода сети. Положения
“А”, “В”, “С”, “PEN” переключателя S15 имитируют касание человеком соответственно фазных проводов А, В, С или PEN. Положение “УЗО” переключателя S15 соответствует касанию человека фазного провода на стороне трехфазного потребителя электроэнергии при нажатой кнопке S16.
Трехфазный потребитель электроэнергии показан на лицевой панели стенда в виде корпуса, подключенного к сети с помощью УЗО, которое реагирует на дифференциальный (остаточный) ток.
Корпус трехфазного потребителя может быть занулен с помощью переключателя S18
(правое положение). Нажатием кнопки S17 моделируется замыкание фазного провода на корпус потребителя электроэнергии, при этом на корпусе загорается индикатор красного цвета.
На лицевой панели УЗО расположена кнопка “ПУСК”, при нажатии которой трехфазный потребитель электроэнергии подключается к сети, при этом загорается индикатор красного цвета. Кнопка “Стоп” отключает трехфазный потребитель электроэнергии от сети; кнопкой “Контроль” осуществляется оперативный контроль работоспособности УЗО.
Значения активных сопротивлений изоляции и емкостей фазных проводов относительно земли в зоне защиты УЗО установлены на стенде изготовителем и не меняются в процессе выполнения работы.
Кроме того, в правой части стенда размещены следующие измерительные приборы:
Миллисекундомер, предназначенный для измерения времени срабатывания УЗО,
срабатывает при нажатии кнопки S16; кнопкой “Сброс” его показания обнуляются;
68
Амперметр, имеющий четыре предела измерений и предназначенный для измерения тока (мА) в цепи тела человека (положение “Ih” переключателя амперметра) и измерения тока в системе УЗО (положение “Iуст” переключателя амперметра).
Вольтметр, предназначенный для измерения напряжения (В) фазных проводов А, В,
С относительно земли; подклается к фазным проводам с помощью переключателей А, В,
С.
Примечание. Поскольку стенд подсоединен к реальной сети трехфазного тока МИЭТ,
то в момент проведения лабораторной работы возможна различная нагрузка на фазные провода и, как следствие, различное напряжение в фазных проводах А, В, С.
Методика выполнения работы
1. Сравнить опасность прямого прикосновения человека к проводам двух типов трехфазных сетей напряжением до 1 кВ: трехпроводной с изолированной нейтралью и четырехпроводной с заземленной нейтралью для двух режимов работы сетей -
нормального и аварийного (при замыкании одного из фазных проводов на землю).
1.1. Трехфазная трехпроводная сети с изолированной нейтралью при нормальном режиме работы:
а) изолировать нейтраль - перевести переключатель S1 в левое положение; отключить
PEN-провод, переведя переключатель S3 в нижнее положение; переключатель S12
перевести в нулевое положение;
б) установить значения активных сопротивлений изоляции (переключатели S4, S6, S8,
S10) и емкостей (переключатели S5, S7, S9, S11) фазных проводов относительно земли одинаковыми в соответствии с заданием преподавателя;
в) переключателем S13 в соответствии с заданием преподавателя установить значение сопротивления тела человека Rh, при этом ручка регулятора резистора Rh должна находиться в нулевом положении.
г) установить переключатель S15 в положение “А”;
д) включить стенд, переведя переключатель S2 в положение “1”;
е) измерить величину тока IhА в цепи тела человека с помощью амперметра, выбрав необходимый предел измерений. Положение переключателя амперметра - “Ih”;
ж) повторить измерения тока в цепи тела человека IhВ, IhС при касании им фазных проводов В, С, для чего переключатель S15 последовательно перевести в положения “В” и “С”;
з) выключить стенд, переведя переключатель S2 в положение “0”;
69
и) подсчитать значение тока в цепи тела человека по выражению (4) и сравнить расчетные данные с экспериментальными.
1.2. Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью при аварийном режиме работы (при замыкании одного из проводов на землю):
а) в дополнение к вышеописанным действиям перевести переключатель S12 в любое из трех положений - “А”, “В”, “С”. Переключателем S14 установить значение Rзм в
соответствии с указанием преподавателя;
б) включить стенд;
в) произвести измерения токов в цепи тела человека IhА, IhВ, IhС в соответствии с положениями переключателя S15 “А”, “В”, “С”;
г) выключить стенд;
д) по выражению (5) подсчитать значение тока в цепи тела человека и сравнить расчетные данные с экспериментальными (в данном случае вольтметр показывает величины линейного напряжения);
е) сравнить оба случая касания человека к трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью по степени их опасности.
1.3. Трехфазная четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью при нормальном режиме работы:
а) заземлить нейтраль, переведя переключатель S1 в правое положение;
б) подключить PEN-провод, переведя переключатель S3 в верхнее положение.
Переключатель S12 перевести в положение “0”;
в) установить значения активных сопротивлений изоляции и емкостей фазных проводов в соответствии с заданием преподавателя;
г) установить значение сопротивления цепи тела человека Rh в соответствии с заданием преподавателя;
д) установить переключатель S15 в положение “А”;
е) включить стенд;
ж) измерить величину тока IhА в цепи тела человека с помощью амперметра, выбрав необходимый предел измерений. Положение переключателя амперметра - “Ih“;
з) для положений “В”, “С” переключателя S15 повторить измерения токов в цепи тела человека IhВ, IhС;
и) подсчитать значение тока в цепи тела человека по выражению (1) и сравнить расчетные данные с экспериментальными;
к) выключить стенд.
1.4. Трехфазная четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью при аварийном
70
режиме работы сети (один из фазных проводов замкнут на землю):
а) в дополнение к вышеописанным действиям перевести переключатель S12 в любое из трех положений - “А”, “В”, “С”. Переключателем S14 установить значение Rзм в
соответствии с указанием преподавателя;
б) включить стенд;
в) произвести измерения токов в цепи тела человека IhА, IhВ, IhС в соответствии с положениями переключателя S15 “А”, “В”, “С”.
г) Подсчитать значение тока в цепи тела человека по выражению (1), заменив в нем напряжение Uф на Uч, подсчитанное по выражению (2) с привлечением выражения (3), и
сравнить расчетные данные с экспериментальными;
д) выключить стенд.
2. Определить изменение величины тока, проходящего в цепи тела человека, при прямом прикосновении к фазному проводу сети в зависимости от активного сопротивления изоляции фазных проводов относительно земли при заданной емкости фазных проводов относительно земли для двух типов сетей при нормальном режиме работы (Ih = f(R)).
2.1. Трехфазная трехпроводная сеть:
а) изолировать нейтраль - перевести переключатель S1 в левое положение; отключить
PEN-провод, переведя переключатель S3 в нижнее положение; перевести переключатель
S12 в положение “0”;
б) установить переключатель S15 в одно из положений (“А”, “В”, “С”) по указанию преподавателя;
в) переключателем S13 в соответствии с заданием преподавателя установить значение сопротивления тела человека Rh, при этом ручка регулятора резистора Rh должна находиться в положении “0”;
г) установить значения емкостей (переключатели S5, S7, S9) фазных проводов относительно земли одинаковыми в соответствии с заданием преподавателя;
д) включить стенд, переведя переключатель S2 в положение “1”;
е) произвести измерения тока Ih в цепи тела человека с помощью амперметра при касании им одной из фаз (по указанию преподавателя), устанавливая поочередно одинаковые значения активных сопротивлений фазных проводов относительно земли
(переключатели S4, S6, S8) и равные 1; 2.5; 10; 25; 100 кОм;
ж) выключить стенд;
з) построить график искомой функциональной зависимости. 2.2. Трехфазная четырехпроводная сеть:
71
а) заземлить нейтраль, переведя переключатель S1 правое положение;
б) подключить PEN-провод, переведя переключатель S3 в верхнее положение;
переключатель S12 перевести в положение “0”;
в) переключателем S11 установить значение емкости PEN-провода, равное значению фазных проводов;
г) повторить пп. б) - г) п. 2.1;
д) включить стенд;
е) произвести измерения тока Ih в цепи тела человека с помощью амперметра при касании им одной из фаз (по указанию преподавателя), устанавливая поочередно одинаковые значения активных сопротивлений фазных проводов и PEN-провода относительно земли (переключатели S4, S6, S8, S10) и равные 1; 2.5; 10; 25; 100 кОм;
ж) выключить стенд;
з) построить график искомой функциональной зависимости.
3. Определить изменение величины тока, проходящего в цепи тела человека, при прямом прикосновении к фазному проводу сети в зависимости от емкости фазных проводов относительно земли при заданном активном сопротивлении изоляции фазных проводов относительно земли для двух типов сетей при нормальном режиме работы (Ih = f(С)).
3.1. Трехфазная трехпроводная сеть:
а) повторить позиции пп. а) - в) п. 2.1;
б) установить значения активного сопротивления изоляции (переключатели S4, S6, S8)
фазных проводов относительно земли одинаковыми в соответствии с заданием преподавателя;
в) включить стенд;
г) произвести измерения тока Ih в цепи тела человека с помощью амперметра при касании им одной из фаз (по указанию преподавателя), устанавливая поочередно одинаковые значения емкости фазных проводов относительно земли (переключатели S5,
S7, S9) и равные 0; 0,02; 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5 мкФ.
д) выключить стенд;
е) построить график искомой функциональной зависимости;
ж) для любого значения емкости фазного провода по выражениям (6) (активное сопротивление изоляции фазных проводов равно бесконечности) и (7) (активное сопротивление изоляции фазных проводов равно одному из значений из диапазона стенда)
подсчитать величину тока в цепи тела человека. 3.2. Трехфазная четырехпроводная сеть:
72