2. Описание лабораторной установки «Моделирующее устройство сэб-3»

Установка состоит из моделирующего устройства СЭБ-3 (стенд элекробезопасности), приведенного на рисунке 5.1 и блока питания – понижающего трансформатора. Первичное напряжение трехфазного тока – 380 В, вторичное напряжение на выходе из трансформатора – 38 В.

Рисунок 5.2 – Моделирующее устройство СЭБ-3.

Устройство СЭБ-3 представляет собой лабораторный стенд электробезопасности и позволяет моделировать ряд типичных задач по электробезопасности в трехфазной электрической сети напряжением до 1000 В. Вместо реально существующего распределенного по всей цепи изоляции и емкостей проводов относительно земли стенд снабжен соответствующими сосредоточенными сопротивлениями r_а , r_в , r_с и емкостями c_а, c_в, c_с .

Кроме того, в стенд вмонтированы электрические схемы замещения «тела человека» R_чел, защитного заземления r_з1 и r_з2 и зануления r₀.

На панель стенда выведены переключатели и тумблеры, позволяющие иметь:

• схему электросети с изолированной нейтралью – r₀ выключено;

• схему электросети с глухозаземленной нейтралью – r₀ включено.

На панель стенда также выведены:

• r_{а ,}r_в, r_с – переключатели изменения величины сопротивления изоляции безотносительно земли;

• c_а, c_в, c_с – переключатель изменения величины емкости фаз относительно земли;

• В_устр – выключатель питания сети;

• К_замык – кнопка короткого замыкания (КЗ) фазы сети на корпус электроустановки (КЭ);

• В_занул – выключатель нулевого провода;

• R_з – выключатель заземления;

• П_ф – переключатель фаз для короткого замыкания их на «КЭ»;

• П_v – переключатель для измерения фазных напряжений относительно земли;

• R_чел – переключатель изменения величины сопротивления тела человека;

• А₁ – амперметр, показывающий силу тока короткого замыкания при пробое фазы на корпус электроустановки;

• А₂ – миллиамперметр, показывающий силу тока, протекающего через тело человека;

• V – вольтметр, показывающий напряжение фазы относительно земли.

Стенд СЭБ-3 снабжен мнемопанелью, на экране которой высвечиваются цепи, имитирующие линию электропередачи, питающую электроустановку «КЭ», а при включении контуров защитного заземления или зануления также показывается путь прохождения тока.

3. Требования безопасности при проведении лабораторной работы

Видом опасности стенда является поражение электрическим током. К работе со стендом допускаются студенты, ознакомленные с его устройством и принципом действия. Работы со стендом производить строго в соответствии с описанием.

4. Порядок проведения работы

Задание № 1 – Исследование опасности поражения электрическим током при прикосновении человека к корпусу электроустановки в сети с изолированной нейтралью

Проверить соответствие схемы исходному положению: все тумблеры должны быть в положении «выключено» (вниз), а переключатели в положении «0».

1. Емкости фаз относительно земли одинаковы и равны «c», а сопротивление изоляции фазных проводов бесконечно велико, т.е. c_а = c_в = c_с = c, r_а = r_в = r_c = (переключатели «r» в положении 0).

1. Включить тумблер «устр». При этом на экране высветятся электрические цепи, показывающие наличие напряжений на стенде.

2. Нажать кнопку «замыкание», что будет соответствовать пробою фазы на корпус электрической установки.

3. Поставить переключатель «R_чел» в положение «1», которое означает, что сопротивление тела прикоснувшегося человека равно 1000 Ом.

4. По указанию преподавателя менять емкость фаз относительно земли одного из переключателей c_а, c_в, c_с. При этом по показаниям миллиамперметра А₂ наблюдать за изменением силы тока, проходящего через тело человека, а по показаниям вольтметра V – величину фазного напряжения. Показания занести в протокол 5.1.

2. Поставить переключатели c_а, c_в, c_с в положение «0», при этом емкости фаз относительно земли равны нулю, а сопротивления изоляции фазных проводов одинаковы и равны «r», т.е. c_а = c_в = c_с = 0 и r_а = r_в = r_с = r.

1. При помощи переключателей «r_а», «r_в», «r_с» менять величину сопротивления изоляции фаз относительно земли по указанию преподавателя.

2. По отклонению стрелки миллиамперметра «А₂» наблюдать за заземлением силы тока, проходящего через тело человека, а по показаниям вольтметра «V» – величину фазного напряжения. Показания миллиамперметра «А₂»и вольтметра «V» внести в протокол 5.1.

3. Для исследования эффективности заземления включить тумблер r_З.

1. Повторить пункты 1 и 2 при включенном тумблере заземления r_З.

2. Привести схему в исходное положение.

4. Построить графики зависимости: I_чел = f (r_из), I_чел = f (c) в сети с изолированной нейтралью без защитного заземления и при его наличии.

5. Сделать вывод относительно условий безопасного прикосновения, учитывая, что ток силой более 3 мА является опасным для жизни.

Задание № 2 – Исследования опасности поражения электрическим током при прикосновении человека к корпусу электроустановки «КЭ» в сети с глухозаземленной нейтралью

1. Включить тумблер «устр» и нажать кнопку «замыкание».

2. Включить тумблер «r_о». Этим достигается заземление нейтрали источника питания.

3. Изменять переключателем R_чел величину сопротивления тела человека от 1000 Ом до 10000 Ом. При этом вести наблюдение за изменениями показаний миллиамперметра А₂ и вольтметра V. Полученные показания ввести в протокол 5.2.

4. Для определения эффективности зануления включить тумблер «зануление». Записать показания миллиамперметра А_1,и амперметра А₂ и вольтметра V в протокол 5.2. Показания миллиамперметра А₁ соответствуют величине тока, проходящего через нулевой провод, сопротивление которого в данном случае значительно больше нормированного значения.

5. Привести схему в исходное положение.

6. Построить график зависимости I_чел = f (R_чел).

7. Сделать выводы.