Оборудование для выполнения работы

Работа выполняется на лабораторном стенде, верхняя (наклонная) панель которого разделена на две части. Левая часть (рис.1) предназначена для исследования зависимости величины тока, протекающего через человека от сопротивления заземления.

Рис. 1. Схема лабораторного стенда

 

Рис. 2. Схема лабораторного стенда для определения удельного сопротивления грунта и контроля сопротивления заземления электроустановки.

 

Правая часть (рис.2) – для определения удельного сопротивления грунта 𝞺, имитации по результатам измерения и расчета заземления электроустановки и контроля величины его сопротивления(R_з). Для измерения R_з применяется измеритель заземления М-416 (рис.3).

Левая половина стенда состоит из вторичной обмотки питающего трансформатора 10 кВ/0, 4кВ и потребителя – электродвигателя переменного тока 380 В.

Сеть 3- проводная с изолированной нейтралью. Одна из фаз сети из-за пробоя изоляции имеет контакт с корпусом электродвигателя.

Стенд включается в сеть выключателем Вс. Имеющееся в схеме заземление R_з подключается к электродвигателю выключателем В_з, а его сопротивление изменяется потенциометром С. Контакт человека с корпусом электродвигателя обеспечивается при включении выключателя В_чел., при этом напряжение прикосновения (U_пр) и ток, проходящий через него (I_чел), измеряются имеющимися в схеме вольтметром и миллиамперметром.

На схеме обозначены сопротивления изоляции фаз (R_из)и пути тока через человека(I_чел) и заземление (I_з).

Рис. 3. Измеритель заземления М-416

 

Правая половина стенда состоит из гнезд1, 2, 3, 4 для измерения сопротивления грунта, выключателей(«чернозем», «глина», «суглинок») для подключения заданного вида грунта, схемы заземления электроустановки и гнезд R_х, R_зонд, R_всп., для измерения сопротивления заземления электроустановки.

Схема заземления собирается по результатам расчетов. Необходимое количество одиночных заземлителей подключается выключателямиТ₁-Т₁₀, их сопротивление с учетом коэффициента использования заземлителей(R_о/ _в) устанавливается имеющимися ниже потенциометрами с помощью специальной отвертки (находится у лаборанта) по шкале 0-70 Ом. Влияние полосы связи устанавливается потенциометром _п по шкале 0, 34-0, 45.

На нижней (горизонтальной) панели стенда расположены слева направо: схемы размещения электродов группового заземлителя, исходные данные, схема подключения М-416 при измерении R_з и необходимые сведения по натуральным и десятичным логарифмам.

При работе с М-416: переключателем П установить масштаб(начинать с ХI), нажать кнопку К_н.и., вращая ручку реохорда R, вывести стрелку прибора в центр подвижной шкалы (на отметку «0»на корпусе). Измеренное сопротивление равно произведению показаний подвижной шкалы на масштаб.

 

Порядок выполнения работы

 

3.1. До начала лабораторной работы изучить методические указания к ней и подготовить форму отчета.

3.2. Изучить инструкцию по технике безопасности на рабочем месте.

3.3. Получить доступ к работе.

3.4. Получить у преподавателя вариант выполнения работы (табл. 1) и необходимые исходные данные.

Таблица 1

Номер варианта	Наименование грунта	Климатическая зона (см. табл. 2)	Наибольшее допустимое сопротивление заземления доп., Ом
	Глина
	Глина
	Суглинок
	Суглинок

 

3.5. Установить в исходное положение (согласно рис. 1, 2) все выключатели и ручки потенциометров лабораторного стенда. Потенциометр С должен находиться в верхнем крайнем положении; речки потенциометров без усилия повернуты по часовой стрелке до упора.

3.6. Исследовать влияние сопротивления заземления на напряжение прикосновения и величину тока, проходящего через человека.

Для этого:

3.6.1. Включить левую часть стенда выключателем В_с.

3.6.2. Выключателем В_чел. подключить к корпусу электродвигателя схему, имитирующую человека, и зафиксировать напряжение прикосновения U_пр и величину тока, проходящего через человека I_чел.

3.6.3. Выключателем В_з подключить к корпусу электродвигателя заземление и измерить U_пр и I_чел при наличии R_з.

3.6.4. Уменьшая потенциометром С сопротивление заземления, зафиксировать соответственно U_пр и I_чел; по полученным результатам построить графики U_пр=f(R_з); I_чел=f(R_з).

3.6.5. Сделать выводы:

- при каком R_з получена максимально допустимая величина I_чел .( 6 мА – отпускающий ток);

- какой должна быть величина R_з, чтобы через человека, при его прикосновении к токоведущим частям, оказавшимся под напряжением, не проходили неотпускающие токи.

3.6.6. Установить в исходное положение выключатели В_з, В_чел, В_с и потенциометр С.

3.7. Рассчитать, собрать схему и измерить сопротивление заземления электроустановки.

Для этого:

3.7.1. Определить величину удельного сопротивления грунта в следующем порядке:

- подсоединить прибор М-416 к гнездам 1, 2, 3, 4 в левом верхнем углу правой половины стенда, включить выключатель заданного вида грунта и зафиксировать показания прибора R_I;

- рассчитать величину удельного сопротивления грунта по формуле

 

𝞺 =2π LR₁α, Ом*м,

где L- расстояние между двумя любыми электродами прибора М-416, равное 30 м;

α -коэффициент модели лабораторного стенда, равный 0, 1.

3.7.2. Рассчитать сопротивление растеканию тока одиночного трубчатого заземлителя по формуле

R₀= /2 )

где L- длина заземлителя, равная 3м;

d- диаметр трубы заземлителя, равный 0, 0254м;

H- расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, равное h+L/2, где h=0, 8м;

- коэффициент сезонности ( берется из табл.2 в зависимости от варианта).

Таблица 2

 

 

Параметр характеристики климатической зоны	Климатические зоны СССР, зависящие от средней многолетней низкой температуры и продолжительности замерзания вод
I	II	III	IV
Коэффициент сезонности вертикального электрода длиной 3м	1, 7	1, 5	1, 3	1, 1

 

 

3.7.3. Рассчитать количество одиночных заземлителей, необходимых, чтобы величина сопротивления заземлителя электроустановки R_з была ниже допустимой (R_доп).

Для этого сначала рассчитывается предварительное количество заземлителей n^/ по приближенной формуле без учета полосы связи: n^/= R_0/ R_доп*

-коэффициент использования, показывающий, насколько возрастет сопротивление одиночного заземлителя R₀ при использовании его в группе (в этом случае оно будет R₀/ ); принимаем =0, 6.

Затем, зная, n^/ по табл.3, определяем коэффициенты использования вертикальных заземлителей _в и полосы связи _п.

Таблица 3

 

Размещенных в группе вертикальных заземлителей Коэффициенты использования при α =1
Коэффициент использования вертикальных заземлителей в	0, 85	0, 69	0, 61	0, 55	0, 47
Коэффициент использования полосы связи п	0, 85	0, 45	0, 4	0, 34	0, 27

 

где α - отношение расстояния между одиночными заземлителями к их длине.

После этого, пользуясь полученными значениями _в и _п., производим уточненный подсчет числа заземлителей n формуле

 

n= R_{0* п}/ R_доп*R_{n* в}(R_n/ _п- R_доп).

 

где R_n- сопротивление растеканию тока горизонтальной полосы связи.

С учетом исходных данных вариантов и ожидаемого количества одиночных вертикальных заземлителей его можно принять(для упрощения расчетов) 40 Ом.

Полученное дробное значение n округляем до большого целого числа.

3.7.4.Определить ожидаемое сопротивление заземления электроустановок

R_{з расч.} по формуле:

 

R_{з расч}= R₀ R_n/ R_{0 п}+ R_{n* в*} n, Ом.

 

3.7.5. Собрать схему заземления электроустановки, для чего:

- включить тумблерами Т₁-Т₁₀ необходимое количество одиночных вертикальных заземлителей;

- с помощью ручек установить по шкале потенциометров включенных заземлителей расчетное значение R₀/ _в;

-для учета влияния полосы связи установить по шкалам потенциометра _п необходимое значение коэффициента использования полосы связи ( из табл.3).

3.7.6. Подключить прибор М-416 к гнездам R_х, R_зонд, R_всп и измерить сопротивление заземления электроустановки R_з .

3.7.7. Сравнить полученное значение R_з и R_доп и сделать вывод о возможности эксплуатации электроустановки при данном R_з. Задача( по п.3.7.)считается решенной, если выполнено условие R_з. R_доп.

Сравнение значений R_{з расч} и R_з позволит судить о точности и качестве проделанной работы.

3.7.8. Установить в исходное положение выключатели и ручки потенциометров правой стороны лабораторного стенда и отключить от него прибор М-416.

3.8. Оформить и представить преподавателю результаты проделанной работы.

 

Составление отчета по лабораторной работе

Отчет по выполненной лабораторной работе должен содержать следующие материалы:

1. Краткий конспект теоретического раздела инструкции.

2. Таблицу с результатами замеров и вычислений.

3. График по результатам замеров

4. Вывод.

Основные контрольные вопросы

1.Что такое защитное заземление? В чем его основная задача.

2.Что такое напряжение прикосновения?

3.Что такое удельное сопротивление грунта? Для чего нам нужно его знать?

4. Какие виды заземлителей бывают?

5.Как часто нужно проверять заземлители и почему?

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: