6. Подключить электроустановку 2 («Kорпус 2») к сети – перевести автоматический выключатель S 10 в положение I.

   7. Имитировать замыкание фазы  В на «Kорпус 2», нажав на кнопку S 13.

   8. Установить гибкие проводники  в гнезда «ВХОД» и измерить  вольтметром следующие напряжения  U (В):

   - напряжение «Kорпуса 2» относительно земли U_к2  (гнезда Х 2 и Х 8);

   - напряжение фазных проводов относительно  земли  U_А, U_В, U_С   (гнезда Х 2 и Х 15; Х 2 и Х 14; Х 2 и Х 13).

   9. Устранить замыкание фазы на  «Kорпус 2», нажав на кнопку «СБРОС» и удерживая ее в таком состоянии не менее 20 с.

 10. Выключить  стенд – перевести выключатель  S 2 в положение 0.

 11. Выполнить  защитное заземление. Для подключения  корпуса 2 к заземляющему устройству  перевести переключатель S 15 в правое положение.

 12. Переключателем  S 11 установить значение сопротивление заземляющего устройства R 32 = 4 Ом.

 13. Включить  стенд – перевести выключатель  S 2 в положение I.

 14. Имитировать  замыкание фазы на “Kорпус 2”, нажав на кнопку S 13.

 15. Измерить  вольтметром следующие напряжения  U (В):

   - напряжение «Kорпуса 2» относительно земли U_к2 (гнезда Х 2 и Х 8);

   - напряжение фазных проводов относительно  земли  U_А, U_В, U_С   (гнезда Х 2 и Х 15; Х 2 и Х 14; Х 2 и Х 13).

   - напряжения прикосновения U_пр при различных расстояниях до заземлителя (гнезда Х 8 и Х 9; Х 8 и Х 6; Х 8 и Х 5).

  16. Установить переключатель амперметра  в положение А2 и произвести  измерение тока замыкания I_з (А) на землю.

   Примечания:

   а) при переходе с одного предела  измерения амперметра на другой необходимо дожидаться установившегося показания  прибора;

   б) при измерениях с помощью цифровых приборов наблюдается дрейф последней  цифры, поэтому в таблицу измерений  следует заносить среднее значение показания прибора.

   17. Переключатель амперметра перевести в положение «ОТКЛ».

   18. Устранить замыкание фазы на «Kорпус 2», нажав на кнопку «СБРОС».

  19. Выключить стенд – перевести  выключатель S 2 в положение 0. 

   З а д а н и е  № 2. Оценить  эффективность действия защитного  заземления в сети с изолированной  нейтралью при двойном замыкании  на заземленные корпуса электроустановок.

   1. Выполнить защитное заземление  корпуса 1 – установить переключатель  S 9 в правое положение.

   2. Подключить электроустановку 1 («Kорпус 1») к сети –перевести автоматический выключатель S 5 в положение I.

   3. Включить стенд – перевести  выключатель S 2 в положение I.

   4. Одновременно нажатием на кнопки  S 7 и S 13 произвести замыкания фаз А и В на корпуса установок 1 и 2 соответственно.

   5. Измерить  вольтметром следующие напряжения U (В):

   - напряжение корпуса 1 относительно  земли U_к1 (гнезда Х 2 и Х 4);

   - напряжение корпуса 2 относительно  земли U_к2 (гнезда Х 2 и Х 8).

   6. Установить переключатель амперметра  в положение А2 и измерить  ток замыкания на землю I_з (А).

   7. Переключатель амперметра перевести  в положение «ОТКЛ».

   8. Устранить замыкание фаз на корпуса 1 и 2, нажав на кнопку «СБРОС».

   9. Выключить стенд – перевести  выключатель S 2 в положение 0. 

   З а д а н и е  № 3. Оценить  эффективность действия защитного  заземления в сети с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В.

   1. Отключить «Kорпус 1» от сети  – перевести автоматический выключатель  S 5 в положение 0.

   2. Произвести заземление нейтрали  источника питания – установить  переключатель S 1 в правое положение.

   3. Подключить N и РЕ-проводники к нейтрали источника питания – переключатели S 3 и S 4 перевести в верхнее положение.

4. Включить  стенд – перевести выключатель  S 2 в положение I.

5. Произвести  замыкание фазы В на «Корпус 2», нажав на кнопку S 13.

   6. Измерить  вольтметром следующие напряжения:

   - напряжение корпуса 2 относительно  земли U_к (гнезда Х 2 и Х 8);

   - напряжение нейтрали источника  питания относительно земли  U_о (гнезда Х 2 и Х 1).

   7. Установить переключатель амперметра  в положение А2 и измерить  ток замыкания на землю I_з.

   8. Перевести переключатель амперметра  в положение «ОТКЛ».

   9. Устранить замыкание фазы на  «Kорпус 2», нажав на кнопку «СБРОС».

  10. Выключить стенд – перевести  выключатель S 2 в положение 0.

                        Лабораторная работа № 4

     Исследование  эффективности действия зануления

   Цель  работы – исследовать эффективность  действия зануления в трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В.

  Содержание  работы

  1. Оценить эффективность действия  зануления в сети без повторного  заземления нулевого защитного  проводника (РЕ-проводника).

   2. Оценить эффективность действия  зануления в сети с повторным  заземление РЕ-проводника.

   3. Оценить эффективность использования  повторного заземления РЕ-проводника при его обрыве и замыкании фазы на корпус за местом обрыва.

  Краткие теоретические сведения.

   Зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 7). 

                 

                  Рис.7. Принципиальная схема зануления 

   Нулевым защитным проводником называется проводник PE, соединя-ющий зануляемые части (корпус электроустановки ЭУ и др.) с глухозаземленной нейтралью – нейтральной точкой источника питания (трехфазного трансформатора или генератора).

   Глухозаземленной  нейтралью называется нейтраль трехфазного генератора (трансформатора), присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление R_о.

   Нулевой защитный проводник следует отличать от нулевого провода N, который также соединен с глухозаземленной нейтралью, но предназначен для питания током электрооборудования.

   Зануление применяется для устранения опасности  поражения током при замыкании  на корпус электроустановки, работающей от трехфазной четырехпроводной сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью.

   Замыкание на корпус – случайное электрическое соединение токоведущей части (например, фазы) с металлическими нетоковедущими частями электроустановки.

   Основная  причина замыкания на корпус –  повреждение электрической изоляции токоведущих частей, находящихся  под напряжением.

   Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание между фазой и нулевым защитным проводником, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита – плавкие предохранители или автоматические выключатели, и обеспечивается автоматическое отключение поврежденной установки от питающей сети.

  Назначение  нулевого защитного проводника – создание цепи с малым сопротивлением, чтобы ток короткого замыкания был достаточно большим для быстрого срабатывания защиты. Согласно требованиям ПУЭ этот ток должен быть не менее чем в 3 раза больше номинального тока плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя.

   Скорость  отключения электроустановки с момента  появления напряжения на корпусе  составляет 5 – 7 с при защите электроустановки плавкими предохранителями и 1 – 2 с  при защите автоматическими выключателями.

   Нулевой защитный проводник должен иметь  повторное заземление для уменьшения опасности поражения током, возникающей  при обрыве этого проводника и  замыкании фазы на корпус электроустановки, подключенной к защитному проводнику за местом обрыва.

   Если  нулевой защитный проводник повторно заземлен, то при его обрыве сохранится цепь тока через землю, в результате напряжение зануленных корпусов электроустановок, находящихся за местом обрыва, снизится приблизительно до 0,5 U_ф. При отсутствии повторного заземления нулевого защитного проводника корпуса окажутся под напряжением равным фазному напряжению сети U_ф.

   Следовательно, повторное заземление значительно  уменьшает опасность поражения  током, возникающую в результате обрыва нулевого защитного проводника, но не может устранить ее полностью.

   В связи с этим требуется тщательная прокладка нулевого защитного проводника, чтобы исключить возможность  его обрыва по любой причине. Поэтому  в нулевом защитном проводнике в  отличие от нулевого провода запрещается  ставить предохранители, рубильники и другие приборы, которые могут  нарушить его целостность.

   Описание  лабораторного стенда

   Лабораторный  стенд представляет собой модель электрической сети с источником питания, электропотребителями, средствами защиты, измерительными приборами. Лицевая  панель стенда показана на рис.6.

   В лабораторном стенде в качестве источника  питания используется трехфазный трансформатор. Стенд включается трехфазным автоматом S 2 – положение I. При этом загораются индикаторы (желтого, зеленого и красного цветов), расположенные рядом с фазными проводами А, В, С.

   Режим нейтрали сети изменяется переключателем S 1, причем правое положение ручки переключателя соответствует режиму заземленной нейтрали, а левое положение – режиму изолированной нейтрали. Нейтральная точка источника питания заземляется через сопротивление R_о = 4 Ом.

   Сопротивления фазных проводов сети А, В, С и N-провода относительно земли смоделированы сосредоточенными сопротивлениями R_А, R_В, R_С, R_N.

   В стенде моделируется только активная составляющая полного сопротивления фазных проводов относительно земли, причем рассматривается случай симметричной проводимости проводов, т. е. R_А = R_В = R_С = R_N. Значения указанных сопротивлений изменяются переключателем S 18.