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 .