Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Производственная безопасность. Ч. 2. Практикум
.pdf
От сети питаются две занулѐнные исправные электроустановки. Тумблер
Режим
нейтрали
Rзм, кОм
Uк1, В
Uк2, В
изолирована
500
1
0,1
0
заземлена
500
1
0,1
0
Повторное
заземление
Uк1,В
Uк2,В
Отсутствует
Подключено
П1 поставлен в положение «1», тумблер В12 выключен. Происходит
замыкание на землю провода сети – сопротивление изоляции фазы «А»
меняется ступенями. Произвести необходимые измерения при
изолированной (тумблер В4 выключен) и глухозаземлѐннойнейтрали
(тумблер В4 включѐн). Элементы, не участвующие в опыте, выключены.
Результаты занести в таблицу 3.
Таблица 3
Опыт 4. Защитное действие повторного заземления нулевого защитного
провода.
Условия опыта.
От сети питаются две занулѐнные электроустановки ЭУ-1 и ЭУ- 2.
Нейтраль сети заземлена. Сопротивление изоляции фаз относительно земли
достаточно большое – R1 = R2 = R3 = 500кОм.
Происходит обрыв нулевого провода на участке между
электроустановками (В9 – «Выкл.») и замыкание фазы на корпус
электроустановки ЭУ-2 (В12 – «Вкл.»).
Исследовать условия безопасности при отсутствии и наличии
повторного заземления нулевого провода.
Результаты измерений свести в таблицу и проанализировать.
Обратить внимание на возможность обнаружения неисправной
электроустановки и возможность быстрого отключения еѐ. В выводах
отразить назначение повторного заземления нулевого защитного провода, а
так же возможность установить в него устройства, которые могут нарушить
его целостность (предохранители, рубильники и т.д.). Полученные
результаты занести в таблицу 4.
Начертить принципиальную схему зануления с повторным заземлением
нулевого защитного провода.
Таблица 4
41
Состояние корпуса ЭУ-2
Uк2,В
занулѐн
заземлѐн
заземлѐн и занулѐн
Опыт5. Заземление оборудования при питании от сети с нулевым проводом.
Условия опыта.
От четырѐхпроводной сети питаются две установки. Сеть исправна,
установка ЭУ-1 занулена. Исследовать условия безопасности при замыкании
фазы на корпус ЭУ-2 в случаях:
- установка ЭУ-2 занулена, но не заземлена;
- установка ЭУ-2 заземлена, но не занулена;
- установка ЭУ-2 занулена и заземлена.
Результаты свести в таблицу5.
Сделать выводы о последовательности подключения заземления и
зануления и о возможности использования только одного из них.
Таблица 5
При защитном занулении корпус электрооборудования преднамеренно
соединяют с помощью нулевого защитного проводника с заземленной
нейтралью сети. При пробое фазы на корпус возникает режим короткого
замыкания, и поврежденная установка от сети отключается с помощью
плавкого предохранителя или автоматического выключателя. Однако до
момента аварийного отключения на корпусе оборудования может
существовать высокое напряжение, опасное для жизни, поэтому защита в
таких сетях должна срабатывать быстро, а ток короткого замыкания должен
превышать в три раза ток, на который рассчитана плавкая вставка (рисунок
24).
Так как в жилых помещениях применяются однофазные сети с
заземленной нейтралью, то бытовое электрооборудование в помещениях с
повышенной относительной влажностью (ванные комнаты, кухни и т.п.)
должны зануляться.
В нулевом защитном проводнике не допускается установка
предохранителей, выключателей и других устройств, могущих нарушить его
целостность. При занулении оборудования применяют повторное заземление
нулевого защитного провода с целью обеспечения безопасности при
случайном обрыве нулевого защитного провода. При напряжении в сети
380/220 В. R
меньше или равно 30 Ом.
nовт
42
ф
ф
ф
Rп
Uф
Uл
Iк
0з
R0
2
1
Iк
Iк
Iк
Iк
Рисунок 24 - Принципиальная схема зануления с повторным заземлением нулевого
защитного провода
1 - корпус электроустановки;
2 - плавкие предохранители;
R
R
I
- сопротивление заземления нейтрали источника тока;
0
- сопротивление повторного заземления нулевого защитного провода;
nовт
- ток однофазного короткого замыкания.
к
Назначение повторного заземления нулевого защитного провода –
уменьшение опасности поражения людей током, возникающим при обрыве
нулевого защитного провода и замыкании фазы на корпус за местом обрыва.
При случайном обрыве нулевого защитного провода и замыкания фазы
на корпус (за местом обрыва) отсутствие повторного заземления приведет к
тому, что напряжение относительно земли «оборванного» участка нулевого
защитного провода и всех, присоединенных к нему корпусов окажется
равным фазному напряжению сети Uф (рисунок 25).
Рисунок 25. Обрыв нулевого защитного провода без его повторного заземления
43
Если же нулевой защитный провод будет иметь повторное заземление, то
повт
повт
RRR
0
повт
RRR
0
0
ф
ф
ф
Uф
Uл
0з
R0
V V
U=IзR0<Uф
U=IзRп<Uф
Rп
Iз
Iз
Iз
Iз
Iз
при его обрыве сохранится цепь тока Iз через землю, благодаря чему
напряжение зануленных корпусов относительно земли, находящихся за местом
обрыва, снизится до значения:
Uк= IзR
повт
= U
ф
,
где Iз - ток, проходящий через землю, [А].
R
– сопротивление повторного заземления нулевого защитного
повт
провода, [Ом].
Корпуса, присоединенные к нулевому защитному проводу до места
обрыва, также окажутся под напряжением относительно земли, которое
будет равно:
Uо= IзR0 = U
ф
Сумма этих напряжений равна фазному напряжению.
Uк+U0=Uф
Если R0 = Rп, то корпуса, присоединенные к нулевому защитному
проводу, как до, так и после обрыва, будут иметь одинаковое напряжение
Uк=U0=0,5U
ф
Следовательно, повторное заземление значительно уменьшает опасность
поражения током, но не может обеспечить тех условий безопасности,
которые существовали до обрыва нулевого защитного провода (рисунок 26).
Рисунок 26 - Случай замыкания фазы на корпус при обрыве нулевого защитного провода в
44
сети с повторным заземлением нулевого защитного провода
При случайном замыкании фазы на землю в четырѐх проводной сети с
изолированной нейтралью (рисунок 27а), между нулевым защитным
проводом, и, следовательно, между каждым занулѐнным корпусом и землѐй
возникает напряжение близкое по значению к фазному.
В четырѐх проводной сети с заземлѐнной нейтралью (рисунок 27б)
фазное напряжение распределяется пропорционально сопротивлениям Rзм сопротивление замыкания фазы на землю и R0 - сопротивление заземления
нейтрали, благодаря чему напряжение между занулѐнным оборудованием и
землѐй резко снизится и будет равно:
Uк = IзR0=Uф R0/R
0
+ Rзм
где Iз - ток, замыкания фазы на землю
а) с изолированной нейтралью
б) заземлѐнной нейтралью
Рисунок 27 - Случай замыкания фазы на землю в трѐхфазной четырѐх проводной сети до
1000 В с изолированной нейтралью (а) и с заземлѐнной нейтралью (б)
45
Контрольные вопросы
1. Назначение нулевого защитного провода.
2. Назначение заземления нейтрали.
3. Принцип действия защитного зануления.
4. Назначение повторного заземления нулевого защитного провода.
5 Можно ли нулевой рабочий провод использовать в качестве нулевого
защитного.
6. Величина сопротивления тела человека, принятая для расчетов в технике
безопасности?
7. Можно ли заземлить зануленную установку?
8. Назначение присоединения корпусов электроустановки к защитному
проводу.
9. Корпуса каких электроустановок подлежат занулению?
10.Какой величины ток промышленной частоты является опасным для жизни
человека?
11. Почему 4-х проводная сеть с изолированной нетралью не находит
широкого применения?
Лабораторно-практическое занятие № 5
Испытание заземляющих устройств
Цель работы: Изучить методики измерения сопротивления заземляющего
устройства и приобрести навыки в испытании заземляющих устройств.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторным макетом для испытания заземляющих
устройств.
2. Измерить сопротивление заземляющего устройства:
а) методом амперметра и вольтметра;
б) методом "трех земель";
в) специальным прибором МС-08.
3. Отчет о работе должен содержать принципиальные схемы измерений,
результаты измерений (таблица 1) и краткие выводы.
Задание
Измерить сопротивление заземляющего устройства тремя различными
методами (результаты измерений занести в таблицу 1.):
46
Метод амперметра и вольтметра
3
3
U
R
Рассмотрим схему измерения сопротивления заземляющего устройства
методом амперметра и вольтметра (рис.28).
Рис.28 Схема измерения сопротивления заземления методом
амперметра-вольтметра
Помимо испытуемого заземлителя требуется иметь ещѐ два заземлителя:
вспомогательный и зонд. Назначение вспомогательного заземлителя – создание
цели для измерительного тока через этот заземлитель и испытуемый.
Назначение зонда – получение в схеме точки с нулевым потенциалом, по
отношению к которой может быть измерен потенциал испытуемого
заземлителя.
Сопротивление заземлителя определяется по формуле:
Зонд R
и заземлитель Rв находится друг от друга и от испытуемого
зонд
заземлителя R3 на расстоянии не менее 40м так, чтобы между ними
образовалось зона земли с нулевым потенциалом.
Взаимное расположение испытуемого заземлителя Rз, зонда R
зонд
и
вспомогательного заземлителя Rв имеет большое значение для точного
измерения.
Для измерения сопротивления испытуемого заземлителя создается цепь
переменного тока самостоятельного источника через испытуемый и
вспомогательный заземлители. Измерительный ток I3, показываемый
амперметром протекает через искомое и вспомогательное сопротивление.
Результаты измерения внести в таблицу 1.
47
Метод "трех земель"
Взонд
RR
U
R
Взонд
RR
U
R
Взонд
RR
U
R
)(
2
3
RRR
R
Сопротивление заземляющего устройства Rз можно измерить и методом
трех земель (трех измерений). Схемы измерений сопротивления заземления
методом трех земель представлены на рис. 29.
Рис.29. Схемы измерения сопротивления заземления методом "трех земель"
Схема I:
Схема II:
Схема Ш:
Сопротивление заземляющего устройства
Результаты измерения занести в таблицу 1.
Метод "трех земель" имеет следующие недостатки:
- возникают существенные погрешность (более 10%), вследствие того,
что сопротивление вспомогательных электродов значительно выше
сопротивления защемляющего устройства;
- требуется вычисления для получения результатов измерения.
Преимуществом такого способа является возможность использования
вольтметра с сопротивлением, соизмеримым с сопротивлением растеканию
тока вспомогательного заземления.
Измерение сопротивления заземляющего устройства
с помощью приборов МС-08
Прибор МС-08 предназначен для измерения сопротивления заземляющих
устройств, а также для определения удельного сопротивления грунта.
48
Используется метод «амперметра-вольтметра» с применением
вспомогательного заземлителя и зонда, удаленных на определенное расстояние
от испытуемого заземлителя.
Конструктивно амперметр и вольтметр совмещены в виде
измерительного прибора магнитоэлектрической системы с двумя рамками
(логометра). Источником питания служит генератор постоянного тока с ручным
приводом. На валу генератора установлены два синхронных коллекторных
коммутатора, преобразовывающих постоянный ток в переменный для внешней
цепи измерения, и наоборот, переменный ток в постоянный для цепи
логометра.
Таким образом, в цепи измеряемого заземлителя протекает переменный
ток, исключающий явление электролиза, а в цепях измерительного прибора
протекает постоянный ток, что позволяет использовать чувствительную
магнитоэлектрическую систему логометра, практически исключающую
зависимость показаний прибора от скорости вращения рукоятки генератора в
достаточно широких пределах от 1,5 до 2,5 оборотов в секунду.
Прибор имеет три предела измерения: 0-I000 Ом, 0-I00 Ом, 0-I0 Ом.
Необходимое сопротивление вспомогательного заземлителя для предела 0-I000
Ом, (хI) - не более 1000 Ом, для предела 0-100Ом (х0,I) – не более 500 Ом и для
предела 0-10 Ом (х0,01) – не более 250 Ом.
Сопротивление зонда во всех случаях не должно превышать 1000 Ом.
Прибор имеет четыре зажима: два токовых, обозначенных I1 и E1, и два
потенциальных E1 иE2. Для грубых измерений зажимы I1 и E1 соединяют
перемычкой и присоединяют к измеряемому объекту I2 – к вспомогательному
заземлению, Е2 – к зонду. Прибор располагают в непосредственной близости к
испытуемому объекту, все соединения производят изолированными проводами
(рис.30).
Рис. 30 Схема измерений при помощи прибора МС-08
Для компенсации сопротивления зонда переключатель устанавливают в
положение "регулировка" и, вращая рукоятку генератора со скоростью около
135 об/мин, поворотом ручки реостата совмещают стрелку прибора с красной
отметкой шкалы. После компенсации сопротивления зонда переключатель
устанавливают в положение "Измерение «х0,I» и, вращая генератор с выше
49
указанной скоростью, производит замер*. При незначительном отклонении
стрелки прибора переходят на другие пределы, и отсчет производят по той же
шкале выбранного масштабного множителя.
Метод измерения сопротивления заземляющего устройства с
помощью прибора МRU-105
Прибор МRU-105 предназначен для измерения сопротивления
заземляющих устройств и удельного сопротивления грунта (рис 31). Благодаря
современной конструкции прибор характеризуется хорошими эргономичными
показателями и широкими измерительными функциями (в том числе анализ
условий, отрицательно влияющих на точность полученных результатов).
Прибор MRU-105 укомплектован токоизмерительными клещами для
проведения измерений заземляющих устройств без разъединения заземлителей.
Уникальная конструкция катушек с измерительными проводами позволяет
разматывать провод с сохранением контакта с зондом.
Основные характеристики измерителя MRU-105:
- измерение сопротивления заземляющих устройств трех- и
четырехполюсным методами;
- измерение удельного сопротивления грунта методом Веннера с
возможностью выбора расстояния между измерительными электродами;
- возможность измерения многократных заземляющих устройств без
разрыва цепи заземлителей (с применением токоизмерительных клещей);
- измерение сопротивления двух- и четырехполюсным методами;
- высокая помехоустойчивость;
- высокая точность;
- память 300 результатов измерений;
- передача данных в компьютер.
Питание - аккумуляторы типа NiMH 7,2 V.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]