Задание 2

Исследование эффективности защитного заземления в 3-фазной 4-проводной сети с заземленной нейтралью

1. Привести стенд в исходное положение (см. выше).

2. Выключатели В₂, В₃ поставить в положение "Вкл.", тем самым заземляя нейтраль и присоединяя нулевой провод N.

В таком положении органов управления имитируется трехфазная трехпроводная сеть с заземленной нейтралью, при этом корпуса "Кор.1" и "Кор.2" не заземлены.

3. Повторить измерения напряжения фаз относительно земли U_ф напряжения корпуса электроустановки относительно земли U_з в соответствии с пунктами 3-8 предыдущего задания, и результаты измерений занести в табл. 2.

4. Для измерения напряжения нейтрали относительно земли необходимо переключатель B₆ установить в положение "N", далее нажатием кнопки Кн. 2 имитировать замыкание нулевого провода на корпус электроустановки и снять показания вольтметра, включенного в гнезда Гн.9-Гн.10. Результаты измерений занести в табл.2.

Таблица 2

Замыкание на корпус фазы	Измеряемые параметры
	Ток замыкания на землю IЗ, мА	Напряжение корпуса относительно земли UЗ, В	Напряжение нейтрали относительно земли UN, В	Напряжение фазы относительно земли Uф, В
				А	В	С
Корпус электроустановки не заземлён
А В С
Корпус электроустановки заземлён
А В С

ВНИМАНИЕ! По окончании всех измерений лабораторный стенд необходимо привести в исходное состояние.

Задание 3 Расчет коэффициентов эффективности

На основании полученных экспериментальных данных, табл. 1 и 2, а также на основании заданных значений сопротивления изоляции фаз R, сопротивлений защитного R_з и рабочего R₀ заземлений произвести следующие расчеты:

1. Рассчитать для трехпроводной сети с изолированной нейтралью:

а) по формуле (8) силу тока через тело человека, коснувшегося корпуса незаземленной электроустановки;

Таблица 3

б) по формулам (9) и (4) силу тока через тело человека, коснувшегося корпуса заземленной электроустановки; принять ₁ = 0,45; ₂ = 1;

в) по формуле (3) напряжения прикосновения;

г) по формулам (13а, б) коэффициент эффективности К_Э. Все результаты занести в табл. 3.

2. Рассчитать для четырехпроводной сети с заземленной нейтралю:

а) по формуле (10) силу тока через тело человека, коснувшегося корпуса незаземленной электроустановки;

б) по формулам (11) и (4) силу тока через тело человека, коснувшегося корпуса заземленной электроустановки;

в) повторить подпункты "в" и "г" п. 1. Все результаты занести в табл. 3.

По результатам расчета сделать вывод, в какой из схем наиболее эффективно применение защитного заземления.

Обработка результатов эксперимента

Максимальная абсолютная погрешность измерения тока амперметром с диапазоном 0,5 А и классом точности 2,5 равна 0,01 А.

Максимальная абсолютная погрешность измерения напряжения вольтметром с диапазоном 7,5 В и классом точности 1,5 равна 0,1 В; то же вольтметром с диапазоном 150 В и классом точности 1.0 равна 1,5 В.

Полагая, что случайные погрешности указанных приборов малы по сравнению с систематическими, можно ограничиться одним измерением в каждой точке наблюдения.

При измерении и расчете токов достаточно ограничиться двумя значащими цифрами после запятой; при измерении и расчете напряжений – одной значащей цифрой после запятой; при расчете остальных параметров – одной значащей цифрой после запятой.

Погрешности косвенных измерений и доверительные границы погрешностей расчетных параметров производятся в соответствии с методикой, приведенной ниже.

1. За величину напряжения принимается среднее арифметическое из не менее чем 3-х измерений (см. табл. 1 и 2):

U_n =  U_i / n, (14)

где n – общее количество измерений.

2. Средняя квадратическая погрешность единичного результата измерения:

3. Средняя квадратическая погрешность среднего результата серии измерений:

4. Систематическая погрешность определяется классом прибора и составляет  = ±10% на основной шкале и  = ±5% на неосновной.

5. Общая относительная погрешность в % результатов измерений определяется выражением:

6. Доверительный интервал с доверительной вероятностью  = 0,90 находится по формуле:

где t,_n – коэффициент Стьюдента; для указанной доверительной вероятности принимается равным: 6,3 при n = 2; 2,9 при n = 3; 2,4 при n = 4; 2,1 при n = 5. Если выполняется условие:

то обеспечивается требуемая точность измерений при данном количестве измерений. В противном случае количество измерений n следует увеличить.