6.2.4 Захисне заземлення електроустановок

У мережах із заземленою нейтраллю до 1 кВ використання занулення і захисного заземлення (рис. 6.4) зменшує потенціал корпусу до безпечної величини і забезпечує швидке та надійне вимикання пошкоджених електроустановок за рахунок спрацювання струмового захисту, оскільки струм замикання І_к в цьому випадку дорівнює сумі двох складових: струму через занулення і струму через захисне заземлення , а потенціал корпусу:

, B, (6.7)

Рисунок 6.4 - Проходження струму короткого замикання І_К в мережі із заземленою нейтраллю при замиканні фазного проводу на корпус

6.3 Експериментальна частина

6.3.1 Лабораторний стенд

Стенд виготовлений у вигляді каркаса, встановленого на столі. На лицевій панелі зображена принципова схема з набором органів керування, за допомогою яких можна моделювати необхідні умови і режим роботи трифазних мереж. При цьому висвічуються ті чи інші елементи принципової схеми і змінюються покази приладів при зміні умов виконання експерименту.

Стенд універсальний і дозволяє моделювати трифазні мережі з ізольованою і заземленою нейтраллю. Живлення стенда здійснюється від трифазної мережі із заземленою нейтраллю фазною напругою 220 В. З метою забезпечення безпеки експлуатації стенда змінна напруга 220 В перетворена в постійну величиною 27 В.

При вмиканні стенда всі перемикачі і вимикачі повинні знаходитися у початковому положенні (вимикачі - в нижньому, а перемикачі - в лівому крайньому).

Під час подачі живлення на стенді загоряється сигнальна лампа "Сеть", на схемі висвічується первинна обмотка трансформатора. Вимикач "Устр." вмикає фазні проводи А, В, С. За допомогою вимикача " " вмикається заземлення нульової точки вторинної обмотки трансформатора (заземлюється нейтраль трансформатора). Вимикач "0 провод" вмикає нульовий провід мережі. За допомогою вимикача "Зануление" здійснюється занулення корпусу електродвигуна. Вимикач " " з'єднує повторне заземлення з нульовим проводом мережі. За допомогою вимикача " " здійснюється захисне заземлення корпусу електродвигуна.

Вмиканням кнопки "Замыкание" імітується замикання однієї із фаз на корпус електроустановки. Різні величини опору тіла людини імітуються перемикачем " ", а ізоляції фазних проводів відносно землі -перемикачами " ", " " і " ".

Амперметр показує струм у мережі, а міліамперметр - струм, який проходить через тіло людини. Вольтметр V показує фазну напругу у мережі, а при замиканні фазного проводу на корпус - напругу дотику людини.

6.3.2 Виконання лабораторної роботи Завдання 6.1

Дослідити характер зміни струму , який тече через тіло людини залежно від її опору при однофазному дотику до "пробитого" корпусу електрообладнання у мережі із заземленою нейтраллю без засобів захисту. В цьому випадку занулення корпусу електродвигуна і повторне заземлення не передбачене. Дотик людини до корпусу пошкодженого електродвигуна в такому разі рівнозначний її дотику до фазного проводу (див. випадок 1 на рис. 6.2 і формулу (6.1)).

Підготувати табл.6.1 для внесення результатів вимірювання.

Таблиця 6.1 - Характер зміни струму через тіло людини , залежно від її опору при дотику до електрообладнання без засобів захисту

, Ом	, мА	, В
1000
2000
4000
5000
10000

1. Привести схему в початкове положення, поставивши всі перемикачі в крайнє ліве положення, а вимикачі - вниз.

2. Зібрати схему трифазної чотирипроводової мережі із заземленою нейтраллю. Для цього вимикач "Устр." перевести в робоче положення (вверх), заземлити вторинну обмотку трансформатора (нульову точку) вмиканням " " і ввімкнути нульовий провід мережі вимикачем "0 провод".

3. Провести імітацію пробою ізоляції на електродвигуні, підключеному до мережі, натиснувши кнопку "Замыкание". При цьому засвічується місце замикання на корпусі електродвигуна і з'являється низка "біжучих вогнів", які зображають шлях проходження струму (в да­ному випадку через людину, землю, опір нейтралі трансформатора і ту фазу, яка замкнула на корпус).

4. Перемикач " ", що змінює величину опору тіла людини, поставити в положення, яке відповідає розрахунковому опору тіла людини, рівному 1000 Ом.

5. Записати показання вольтметра V, який показує величину напруги дотику, і міліамперметра А₂, який показує величину струму, що проходить через тіло людини.

6. Перемикач " " перевести послідовно в наступні положення, кожний раз записуючи покази V і А₂.

7. Привести схему в початкове положення.

8. Зробити висновок щодо зміни струму, який тече через тіло людини, залежно від його опору.

9. Побудувати графік залежності .