Лабораторная работа 10 расчет зануления и контроль его состояния в электроустановках системы «тn»
Цель работы: Научиться определять состояние защитного зануления электроустановок. Освоить методику работы с приборами.
Задание для самостоятельной работы. Изучить рекомендованную преподавателем литературу и методические указания по выполнению работы.
В отчете о лабораторной работе дать определение и начертить принципиальную схему зануления электроустановок, начертить схемы измерения сопротивления петли фаза – нуль и сопротивления зануляющих проводников электроустановок, подготовить таблицы протокола эксперимента.
Общие сведения. Металлические корпуса электроустановок (электродвигатели, электродрели, электротранспортеры и др.), а также соединенные с ними металлические корпуса машин при изготовлении хорошо изолированы от токоведущих частей и безопасны для обслуживания. Однако при повреждении изоляции корпус электроустановки, а через него вся машина и обслуживающий персонал могут оказаться под напряжением. Если человек имеет хороший контакт с землей, то он может получить электрическую травму. В Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) предусмотрен ряд защитно-предупредительных мер. Одна из них – использование устройства защитного зануления в сетях напряжением до 1000 В с глухоза-земленной нейтралью питающего трансформатора или генератора (сельские электросети). В этих сетях от источника тока к потребителям электроэнергии три фазных провода и один нулевой рабочий. Фазные провода идут от обмоток 3 трансформатора (рис. 1), а нулевой рабочий – от заземленной нейтрали 2.
Под
занулением понимают преднамеренное
соединение металлических частей
электроустановок, не находящихся под
напряжением, с глухозаземленной
нейтралью генератора или трансформатора.
Для зануления используют нулевой рабочий
провод сети. К нему подключают корпуса
электроустановок с помощью нулевых
защитных проводников.
Если
корпус
зануленной электроустановки 6 попадает
под напряжение, то большая часть тока
проходит через нулевой защитный проводник
8 в сеть и вызывает короткие замыкание
между нулевым рабочим и фазным проводами.
При этом перегорит плавкий предохранитель
7 (или выключается автоматический
выключатель) и поврежденный участок
цепи отключается. До того как сработает
токовая защита, через человека, не
вызывая поражения, проходит незначительный
ток.
Для повышения безопасности обслуживания зануленные электроустановки иногда дополнительно заземляют. Корпус электро-установки 16 соединяют металлическим заземляющим проводником 17 с заземлителем 18. Последний представляет собой набор метал-лических стержней (обрезки труб, швеллеров, уголков и др.), уложенных или забитых вертикально в землю и сваренных перемычкой. Сопротивление заземляющих устройств регламен-тируется ПУЭ.
Защитному занулению подлежат все электроустановки при номинальном напряжении 300 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, работающие в любых условиях, а также наружные электроустановки и электроустановки напряжением 42 В и выше переменного тока и от 110 В и выше постоянного тока, работающие в условиях повышенной опасностью и в особо опасных условиях. Электроустановки взрывоопасных помещений зануляют независимо от напряжения.
Для оценки технического состояния и зануления (не реже 1 раза в 6 месяцев, а в сырых помещениях – 1 раза в 3 месяца проводят внешний осмотр нулевых защитных проводников и мест их соединения к магистрали и электрооборудованию. При капитальных и текучих ремонтах оборудования, но не реже 1 раза в год, с помощью омметров М-372, М-416 или других приборов измеряют сопротивления зануляющих проводников.
В процессе приемки электроустановок в эксплуатацию, при капитальных ремонтах и реконструкции сети периодически (не реже 1 раза в 5 лет у наиболее удаленных и наиболее мощных электроприемников, но не менее чем у 10% их общего числа) измеряют сопротивление петли фаза – нуль прибором М-417.
Петля фаза – нуль представляет собой цепь: фазные провода 4 и 3 (рис. 2) – обмотка 2 питающего трансформатора – нулевой рабочий провод 1 – нулевой защитный проводник 6 – корпус электроустанов-ки 5. По ней происходит короткое замыкание между нулевым рабо-чим и фазным проводами в том случае, если корпус электроустановки попадает под напряжение. Чем меньше сопротивление петли фаза-нуль, т.е. чем выше проводимость проводов и соединительных контактов, тем надежнее система зануления.
Лабораторная установка и применяемые приборы. В работе используют несколько различных потребителей электроэнергии: электродвигатели, электродрели, электросветильники, электровентилятор и др. Они подсоединены к электросети и часть из них защищена плавкими вставками, другая часть – автоматическими выключателями. Переносные электроустановки подключены в сеть через трехфазные и однофазные розетки. Все электрооборудование, участвующее в данной работе, пронумеровано краской (№ 1, № 2, № 3 и т. д.) и занулено. Некоторые корпуса электроустановок защищены с нарушениями ПУЭ, которые предстоит обнаружить. В работе используют несколько не подключенных к сети электродвигателей с неисправной изоляцией токоведущих частей. В работе применяют приборы М-417 и М-372.
Прибор
М-417
предназначен для измерения сопротивления
петли фаза–нуль в сети переменного
тока с глухозаземленной нейтральной
точкой питающего трансформатора
напряжением 380 В ± 10%. Рабочий диапазон
измерений 0,1...1,6 Ом. Полный диапазон
показаний 0...2 Ом. При сопротивлении
петли фаза–нуль больше 2 Ом прибор
автоматически разрывает измерительную
цепь. Его можно подключать при отключенном
напряжении без снятия напряжения с
контролируемого участка цепи. Прибор
комплектуют двумя калиброванными
соединительными проводами сопротивлением
0,04...0,05 Ом каждый.
Рис. 2. Схема измерения сопротивления петли фаза–нуль с помощью прибора М-417:
а – схема присоединения прибора; б – общий вид передней панели прибора; 1 – работающий провод; 2 – обмотка трансформатора; 3 – фазный провод сети; 4 – фазный провод от сети электроустановке; 5 – электроустановка; 6 – нулевой защитный проводник; 7 и 8 – клеммы для подключения; 9 – ручка «Калибровка»; 10 – сигнальная лампа «Z > 2 Ом»; 11 – кнопка «Проверка калибровки»; 12 – кнопка «Измерение»; 13 – сигнальная лампа «Z »; 14 – измерительная шкала
Порядок работы прибора состоит в следующем. Отключают исследуемую электроустановку от сети. Ручку «Калибровка» прибора устанавливают в крайнее левое положение. Подсоединяют калиброванные провода прибора к клеммам на лицевой части прибора. Другие концы этих проводов подсоединяют так: один – к корпусу исследуемой электроустановки с помощью зажима, другой – к фазному проводу сети (вставляют штеккер в розетку напряжением 220 В в отверстие фазного провода). Подают напряжение на электроустановку. При отсутствии обрыва в цепи на приборе загорится сигнальная лампа «Z ≠ ∞».
Нажимают кнопку «Проверка калибровки» и с помощью ручки «Калибровка» устанавливают стрелку прибора на нуль. Отпускают кнопку «Проверка калибровки», нажимают кнопку «Измерение» и в течение 7 с снимают показания со шкалы прибора. Если сопротивление цепи больше 2 Ом, то загорается сигнальная лампа «Z > 2 Ом» и измерительная цепь в приборе автоматически размыкается.
Выключают электроустановку. Отключают прибор М-417 от сети.
Прибор М-372 предназначен для обнаружения напряжения 60...380 В на зануленном или заземленном электрооборудовании и измерения сопротивления 0,1...50 Ом. Его комплектуют струбциной для присоединения к магистрали заземления или зануления, щупом и набором медных проводов. Три провода для подключения к магисграли имеют сечение 1,5; 2,5 и 4 мм2 и длину соответственно 2, 5 и 8 м. Провод для подключения к щупу имеет калиброванное сопротивление 0,035 Ом.
Для измерения сопротивления зануляющих проводников про-ворачивают струбцину к зачищенной до металлического блеска площадке на корпусе силового щитка 3 (рис. 3) лаборатории. Соединяют струбцину с одной из клемм Rx (7 или 8) прибора с помощью одного из калиброванных проводов длиной 3;5 или 8 м в зависимости от удаленности силового щитка от электроустановок. Ко второй клемме Rx присоединяют проводник со щупом 2.
С помощью корректора 11 ориентируют стрелку прибора на нуль. Нажимают кнопку 6 и рукояткой 9 «Установка ∞» устанавливают стрелку на отметку шкалы ∞.
Рис. 3. Схема измерения сопротивления зануляющих проводников
электроустановок:
а – схема подсоединения прибора; б – общий вид передней панели прибора; 1 – электроустановка; 2 – щуп; 3 – силовой щиток лаборатории; 4 – выключатель электроустановки; 5 – нулевой защитный проводник; 6 – кнопка включения прибора; 7и 8 – клеммы подсоединения прибора; 9 – рукоятка «Установка ∞»; 10 – шкала; 11 – корректор; Ф – фазные провода; Н – нулевой рабочий провод
Острие щупа 2 (щуп держат за изолированную ручку) прижимают к зануленной электроустановке 7 на участке, очищенном от краски. Если стрелка прибора отклоняется, то это означает, что корпус электроустановки находится под напряжением. В этом случае во избежание повреждения прибора измерять сопротивление нельзя, а саму электроустановку следует немедленно отключить. Если стрелка не отклонилась, нажимают кнопку би, определяют сопротивление.
Нормы на сопротивление защитных проводников отсутствуют. Если сопротивление защитных нулевых и заземляющих проводников одной электроустановки значительно больше, чем других, то проверяют качество соединительных контактов цепи и в первую очередь на корпусе электроустановки. Сопротивление переходных контактов не должно превышать 0,05 Ом.