6.3.2. Правила безопасности при выполнении работы

1. К выполнению лабораторной работы допускаются студенты, прошедшие инструктаж по безопасности труда.

2. 2. Обратить внимание, что основным опасным производственным фактором является повышенное значение напряжения в электрической цепи, т.к. питание стенда осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В.

3. Подключение стенда к сети питания производить только после изучения данных методических указаний.

4. Выполнять только те измерения, которые указаны в методических указаниях.

5. При появлении признаков пробоя или утечки токов на корпус (появление специфического запаха горящей изоляции, дыма, ощущение легкого покалывания в кончиках пальцев, касающихся корпуса или переключателей стенда и др.), а также при поломке переключателей немедленно обесточить стенд с помощью тумблера «ВКЛ-ВЫКЛ», расположенного слева в нижней части передней панели стенда, поставив его в положение «ВЫКЛ».

6. После аварийного отключения стенда сообщить ведущему занятия преподавателю или лаборанту об аварийном выключении стенда и причинах.

7. Не предпринимать никаких самостоятельных действий по устранению неисправности стенда.

8. Повторное включение стенда производить только с разрешения преподавателя, ведущего занятия.

9. По окончании необходимых измерений поставить переключатели в исходное положение и отключить напряжение питания.

6.3.3. Порядок выполнения работы

Таблица 6.2

Варианты заданий для определения значения тока I_h, проходящего

через человека, при прикосновении к фазному проводу сети

в нормальном и аварийном режимах сети

Номер варианта	Сопротивление изоляции проводов, кОм, (RAЕ= RBЕ =RCЕ= RPEN= RЕ=const)	Емкость провода относительно земли, мкФ (САЕ=СВЕ= СЕС= СPEN=СЕ =const)	Сопротивление цепи человека Rh, кОм	Сопротивление растеканию тока при замыкании фазного провода на землю RЗМ, Ом	Номер фазы, к которой прикасается человек	Номер фазы, замкнутой на землю
1	10	0	1,0	10	А	В
2	25	1,0	2,0	100	В	С
3	100	0,5	3,0	1000	С	А
4		0,1	2,0	10	А	В
5	25	0,5	1,0	100	В	С
6	100	0,25	2,0	1000	С	А

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 заземленной нейтралью при постоянном значении емкости проводов относительно земли, соблюдая условие: R_AE = R_BE = R_CE = R_PEN и C_AE = C_BE = C_CE = C_PEN.

1.1. Включить стенд, переведя тумблер «ВКЛ-ВЫКЛ», расположенный слева в нижней части лицевой панели стенда, в верхнее положение; при этом должны загореться светодиодные индикаторы наличия фазных напряжений на мнемосхеме передней панели.

1.2. Привести стенд в исходное состояние: нажать кнопку «СБРОС», расположенную справа в нижней части лицевой панели стенда; при этом сбрасываются значения предыдущего состояния стенда.

1.3. Моделировать трехфазную трехпроводную сеть с изолированной нейтралью, установив переключатель «S_N», расположенный слева в верхней части лицевой панели стенда, в нижнее положение.

1.4. Моделировать нормальный режим работы сети, установив переключатель «S_КЗ», расположенный в средней части лицевой панели стенда, в положение «0».

1.5. Имитировать прикосновение человека к фазному проводу в соответствии с вариантом задания табл. 6.2. Например, если человек прикасается к фазе A, для этого необходимо гибкий провод, снабженный наконечниками, подсоединить к клеммам «X_ПР» и «X_A», расположенным в верхней средней части лицевой панели. Если по варианту задания прикосновение к другой фазе, то клемму «X_ПР» соединить гибким проводом с клеммой «X» соответствующей фазы.

1.6. Установить переключатель «А₁ – А₂ – R_Н», расположенный в середине нижней части лицевой панели стенда, в положение «R_H». При этом на цифровом табло омметра появляется значение сопротивления тела человека, соответствующее положению рукоятки потенциометра «R_H». Установить медленным вращением рукоятки потенциометра «R_H» сопротивление цепи тела человека в соответствии с вариантом задания табл. 6.2, наблюдая значение R_H на цифровом табло омметра.

1.7. Установить переключателями «S_CAE», «S_CBE», «S_CCE», расположенными в левой средней части лицевой панели, значения емкостей проводов относительно земли в соответствии с вариантом задания табл.6.2 (например, по варианту 1 моделируем короткую воздушную сеть, в которой C_AE = C_BE = C_CE = C_E = 0).

1.8. Установить переключатель «А₁ – А₂ – R_Н» в положение «А₁», при этом на передней панели стенда загорается светодиод в мнемоническом изображении амперметра в цепи тела человека.

1.9. Установить переключатели «S_RAE», «S_RBE», «S_RCE» в крайние левые положения, соответствующие значению «∞».

1.10. Нажать кнопку «ИЗМЕРЕНИЕ», снять показание амперметра, нажать кнопку «СБРОС».

1.11. Устанавливая переключателями «S_RAE», «S_RBE», «S_RCE» последовательно значения R_AE = R_BE = R_CE = R_E: 1,0; 2,5; 10; 25; 100; ∞ кОм, измерять ток в цепи тела человека. Считывая показания индикатора амперметра, занести их в таблицу 6.3 отчета о лабораторной работе.

ПРИМЕЧАНИЕ: Для каждого нового измерения нажимать кнопку «ИЗМЕРЕНИЕ», предварительно сбрасывая предыдущее кнопкой «СБРОС».

Таблица 6.3

Значение тока, проходящего через человека, прикоснувшегося к фазе

трехфазной сети - трехпроводной с изолированной нейтралью (I_h-3)

и четырехпроводной с заземленной нейтралью (I_h-4), в зависимости

от сопротивления изоляции фазного провода, R_h=... Ом (по варианту задания табл.6.2)

Емкость фазного провода относительно земли CAE = CBE = CCE = CE = (по варианту задания табл.6.2)…..мкФ
Сопротивление изоляции RAE = RBE = RCE = RPEN =RE:, кОм	Ток, проходящий через человека в трехпроводной сети, Ih-3, мА	Ток, проходящий через человека в четырехпроводной сети, Ih-4, мА
1,0
2,5
10
25
100
∞

1.12. Моделировать трёхфазную четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью: перевести переключатель «S_N» в верхнее положение.

1.13. Установить значение емкости PEN-провода относительно земли C_PEN = C_E (см.п. 1.7) с помощью переключателя «S_CPEN».

1.14. Выполнить указания п.п. 1.4 – 1.11, устанавливая последовательно значения R_PEN = R_AE = R_BE = R_CE = R_E: 1,0; 2,5; 10; 25; 100 ; ∞ кОм, измеряя ток в цепи тела человека, считывая показания индикатора амперметра и занося их в таблицу 6.3 отчета о лабораторной работе.

1.15. Представить в виде графиков зависимость I_h = I(R_E) для обоих видов сетей.

1.16. 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 заземленной нейтралью при постоянном значении активного сопротивления изоляции проводов, соблюдая условие: R_AE = R_BE = R_CE = R_PEN и C_AE = C_BE = C_CE = C_PEN.

2.1. Выполнить указания п.п. 1.2 – 1.6 задания №1.

2.2. Установить переключателями «S_RAE», «S_RBE», «S_RCE» значения активного сопротивления проводов относительно земли в соответствии с вариантом задания таблицы 6.2 (например, моделируя кабельную сеть, задаем значения активных сопротивлений фазных проводов по варианту 4: R_AE = R_BE = R_CE = R_E = ∞).

2.3. Устанавливая переключателями «S_CAE», «S_CBE», «S_CCE» последовательно значения C_AE = C_BE = C_CE = C_E: 0; 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5 мкФ, измерять ток в цепи человека, считывая показания индикатора амперметра и занося их в таблицу 6.4 отчета о лабораторной работе. При работе не забывать требования ПРИМЕЧАНИЯ к п. 1.11.

2.4. Моделировать трехфазную четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью: перевести переключатель «S_N» в верхнее положение.

2.5. Дополнительно к указаниям п. 2.2 установить переключателем «S_RPEN» значение R_PEN = R_E.

2.6. Выполнить повторно указания п. 2.3, дополнительно устанавливая переключателем «S_CPEN» значения C_PEN = C_E.

2.7. Представить в виде графиков зависимость I_h = I(C_E ) для обоих видов сетей.

2.8. Сделать вывод о характере влияния режима нейтрали сети, а также емкости её проводов относительно земли на опасность поражения током при прямом прикосновении человека к фазному проводу в условиях нормальной работы сети.

Таблица 6.4

Значение тока, проходящего через человека, прикоснувшегося к фазе трехфазной сети - трехпроводной с изолированной нейтралью (I_h-3)

и четырехпроводной с заземленной нейтралью (I_h-4), в зависимости от

емкости фазного провода относительно земли,

R_h=... Ом (по варианту задания табл.6.2)

Сопротивление изоляции фазного провода RAE = RBE = RCE = RPEN = (по варианту задания табл.1)…. кОм
Емкость фазы относительно земли CAE = CBE = CCE = CPEN = CE, мкФ	Ток, проходящий через человека в трехпроводной сети, Ih-3, мА	Ток, проходящий через человека в четырехпроводной сети, Ih-4, мА
0
0,1
0,25
0,5
1,0
2,5

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 заземленной нейтралью, при нормальном режиме работы сети.

3.1. Выполнить указания п.п. 1.2 – 1.6 задания №1. Кроме того, переключатель вольтметра установить в положение «UA» или «Uв» или «Uс», в соответствии с тем, к какой фазе прикасается человек согласно варианта задания таблицы 6.2.

3.2. Установить переключателями «S_RAE», «S_RBE», «S_RCE» и «S_CAE», «S_CBE», «S_CCE» значения активного сопротивления изоляции R_AE = R_BE = R_CE = R_E и емкости C_AE = C_BE = C_CE = C_E проводов относительно земли в соответствии с вариантом задания таблицы 6.2. (например, моделируя короткую воздушную сеть, можно задать вариант 1: R_E = 10 кОм и C_E = 0).

3.3. Подобно указанному в п.п. 1.6, 1.8, 1.10, устанавливая медленным вращением рукоятки потенциометра «R_H» последовательно значения сопротивления R_hi в цепи тела человека, измерять соответствующие этим значениям токи I_hi и напряжения U_E-3иU_E-4,между фазным проводом (по варианту задания табл.6.2) и землей (считывать показания индикаторов амперметра и вольтметра и заносить их в таблицу 6.5 отчета о лабораторной работе).

Таблица 6.5

Значения тока, проходящего через человека, прикоснувшегося

к фазному проводу трехфазной сети - трехпроводной с изолированной

нейтралью (I_h-3) и четырехпроводной с заземленной нейтралью (I_h-4)

и значения напряжения U_{E -3} и U_E-4 между фазным проводом и землёй

при разных значениях сопротивления цепи человека R_h

Человек прикасается к фазному проводу фазы …………(по варианту задания табл.6.2) Сопротивление изоляции фазного провода RAE = RBE = RCE = RPEN = (по варианту задания табл.6.2)……… кОм ; Емкость фазы относительно земли CAE = CBE = CCE = CPEN = (по варианту задания табл.6.2)………, мкФ
Сопротивление цепи человека Rh, кОм	Ток, проходящий через человека в трехпроводной сети, Ih-3, мА	Напряжение между фазным проводом и землёй в трехпроводной сети, UE-3, В	Ток, проходящий через человека в четырехпроводной сети, Ih-4, мА	Напряжение между фазным проводом и землёй в четырёхпроводной сети, UE-4, , В
1,0
5,0
10,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0

3.4. Моделировать трехфазную четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью, установив переключатель «S_N» в верхнее положение.

3.5. Дополнительно к указаниям п. 3.2 установить переключателями «S_RPEN» и «S_CPEN» значения R_PEN = R_E и C_PEN = C_E .

3.6. Повторно выполнить указания п.п. 3.3.

3.7. Записанные в отчёте результаты измерений представить в виде графиков зависимостей I_h = I(R_h) и U_E = U(R_h) для обоих видов сетей.

3.8. Сделать вывод о характере влияния сопротивления R_h в цепи тела человека на опасность поражения током в трехфазных сетях с различным режимом нейтрали.

Аварийный режим работы сети.

Задание №4. При аварийной ситуации (замыкание фазного провода на землю через сопротивление растеканию тока R_ЗМ) провести сравнительный анализ опасности прикосновения человека к исправному фазному проводу в сетях с изолированной и заземленной нейтралью. Исследовать характер влияния сопротивления R_ЗМ на значение тока I_h, протекающего через человека.

4.1. Выполнить указания п.п. 3.1 и 3.2 задания №3.

4.2. Переключателем «S_КЗ», расположенном в середине верхней части передней панели стенда, в соответствии с вариантом задания таблицы 6.2 замкнуть фазный провод на землю через сопротивление R_ЗМ.

4.3. Устанавливая переключателем «S_ЗМ» последовательно значения R_ЗМ = 10; 100 и 1000 Ом, измерить ток I_h в цепи тела человека и напряжение U_E между фазным проводом, которого касается человек по варианту задания, и землей (считывать показания индикаторов амперметра и вольтметра и заносить их в таблицу 6.6 отчёта о лабораторной работе).

Таблица 6.6

Значения тока, проходящего через человека, прикоснувшегося к фазному

проводу трехфазной сети - трехпроводной с изолированной нейтралью (I_h-3)

и четырехпроводной с заземленной нейтралью (I_h-4) и значения

напряжения U_E-3 и U_E-4 между фазным проводом и землёй

в аварийной ситуации при замыкании другого фазного провода на землю

Человек прикасается к фазному проводу фазы …………(по варианту задания табл.6.2) ; Сопротивление цепи человека Rh, ……(по варианту задания табл.6.2) кОм ; Сопротивление изоляции фазного провода RAE = RBE = RCE = RPEN = (по варианту задания табл.6.2)……… кОм ; Емкость фазы относительно земли CAE = CBE = CCE = CPEN = (по варианту задания табл.6.2)………, мкФ
Сопротивление растеканию тока RЗМ при замыкании фазного провода на землю	Ток, проходящий через человека в трехпроводной сети, Ih-3, мА	Напряжение между фазным проводом и землёй в трехпроводной сети, UE-3, В	Ток, проходящий через человека в четырехпроводной сети, Ih-4, мА	Напряжение между фазным проводом и землёй в четырёхпроводной сети, UE-4, , В
10
100
1000

4.4. Моделировать трехфазную четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью, установив переключатель «S_N» в верхнее положение.

4.5. Измерить ток I_h и напряжение U_E в зависимости от сопротивления R_ЗМ, выполнив последовательно указания п. 3.5 задания №3 и 4.3 задания №4.

4.6. Представить в виде графиков зависимость I_h =I(R_ЗМ) для обоих видов сетей.

4.7. Сделать вывод о характере влияния сопротивления растеканию тока в месте замыкания фазного провода на землю R_ЗМ на опасность поражения током в трехфазных сетях с различным режимом нейтрали.

Задание №5. При аварийной ситуации (замыкании фазного провода на землю через сопротивление растеканию тока R_ЗМ) выполнить исследование характера влияния сопротивления в цепи тела человека, прикоснувшегося к исправному фазному проводу в сетях с изолированной и заземленной нейтралью, на значение тока I_h, протекающего через человека.

5.1. Выполнить указания п.п. 1.2 – 1.3 и 1.5 – 1.6 задания №1. Кроме того, переключатель вольтметра установить в положение той фазы, к которой прикасается человек в соответствии с вариантом задания таблицы 6.2: «U_A» или «U_В» или «U_С».

5.2. Переключателем «S_КЗ» в соответствии с вариантом задания таблицы 6.2 замкнуть фазный провод на землю через сопротивление R_ЗМ.

5.3. Установить переключателем «S_ЗМ» значение R_ЗМ в соответствии с вариантом задания таблицы 6.2.

5.4. Определить и записать в таблицу 6.7 отчёта о лабораторной работе значения тока I_h и U_E в зависимости от сопротивления в цепи тела человека R_h при постоянном значении R_ЗМ для сети с изолированной и заземленной нейтралью, выполнив последовательно указания п.п. 3.2 – 3.3.

Таблица 6.7

Значения тока, проходящего через человека, прикоснувшегося к фазному

проводу трехфазной сети - трехпроводной с изолированной нейтралью (I_h-3)

и четырехпроводной с заземленной нейтралью (I_h-4) в аварийной ситуации

при замыкании другого фазного провода на землю при разных значениях

сопротивления цепи человека R_h

Человек прикасается к фазному проводу фазы …………(по варианту задания табл.1) Сопротивление растеканию тока RЗМ при замыкании фазного провода фазы ……(по варианту задания табл.6.2) на землю, Ом; Сопротивление изоляции фазного провода RAE = RBE = RCE = RPEN = (по варианту задания табл.6.2)……… кОм ; Емкость фазы относительно земли CAE = CBE = CCE = CPEN = (по варианту задания табл.6.2)………, мкФ
Сопротивление цепи человека Rh, кОм	Ток, проходящий через человека в трехпроводной сети, Ih-3, мА	Напряжение между фазным проводом и землёй в трехпроводной сети, UE -3, В	Ток, проходящий через человека в четырехпроводной сети, Ih-4, мА	Напряжение между фазным проводом и землёй в четырёхпроводной сети, UE-4, , В
1,0
5,0
10,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0

5.5. Записанные в отчёте результаты измерений представить в виде графиков зависимостей I_h = I(R_h) и U_E = U(R_h) для обоих видов сетей.

5.6. Сделать вывод о характере влияния сопротивления R_h в цепи тела человека на опасность поражения током в трехфазных сетях с изолированной и заземленной нейтралью при аварийном режиме работы сетей.

5.7. Выключить стенд, переведя тумблер «ВКЛ-ВЫКЛ» в нижнее положение.