Elektros įrenginių įnulinimo efektyvumo tyrimas (laboratorinis darbas)

Laboratorinis darbas Nr 1

ELEKTROS ĮRENGINIŲ ĮNULINIMO EFEKTYVUMO TYRIMAS

Darbo tikslas: Išsiaiškinti apsaugos aparatų charakteristikų reikšmę TN-C tinklo įnulinimo grandinėje; nustatyti pavojaus laipsnį žmogui, prisilietusiam prie įnulinto, blogai įnulinto arba visai neįnulinto elektros įrenginio; nustatyti apsauginio nulinio laido pakartotino įžeminimo reikšmę saugumui. Užduotis:

1. Ištirti saugiklio vaidmenį įnulinimo grandinėje;
2. Ištirti automatinio jungiklio atsijungimo laiko priklausomybę nuo trumpojo jungimo srovės;
3. Nustatyti lietimo įtampą įvairiomis sąlygomis.

Stendo aprašymas. Stendą sudaro 380/220V trifazio tinklo su įžeminta neutrale vienfazis maketas ir imtuvą imituojantis šviestuvas su metaliniu korpusu (1 pav.).

l pav. Elektros įrenginių įnulinimo efektyvumo tyrimo stendo schema.

Stendas maitinamas per skiriamąjį transformatorių, kurio perskaičiuotoji vienos fazės varža Zt = 0.4Ω. Transformatoriaus nulinis laidas įžemintas per R0 = 3.8 Ω. Fazinio ir nulinio laidų varžas galima keisti perjungikliais SA3 ir SA4. Numatyta imtuvo įžeminimo galimybė, įžeminimo varžą galima keisti perjungikliu SA5. Įnulinimo objektą arba imtuvą stende imituoja šviestuvas, kurio gnybtas A sujungtas su lempos lizdo liežuvėliu, o N – su sriegine jo dalimi. Šviestuvo korpuse yra įžeminimo (įnulinimo) gnybtas. Šviestuvo apsaugai gali būti naudojamas saugiklis FU arba automatinis jungiklis QF, turintis elektromagnetinį ir šiluminį atkabiklius (apsaugas). Jo elektromagnetinio atkabiklio vardinė srovė yra 24A. Fazės sujungimui su šviestuvo korpusu ( avarinės situacijos įmitavimui) yra numatytas mygtukas SB2. Žmogus modeliuojamas 2000 Ω varža Rh, su kuria lygiagrečiai, mygtuku SB4, gali būti prijungtas voltmetras V, parodantis palietimo įtampą (įtampos kritimą varžoje Rh). Stende įmontuotas elektromagnetinis sekundometras PT, kuris pradeda laiko atskaitymą, nuspaudus mygtuką SB2, t.y.įvykus avarijai, ir sustoja, perdegus saugikliui FU arba atsijungus automatiniam jungikliui QF. Perjungikliui SA2 esant vidurinėje padėtyje, sekundometras neveikia. Stendas prie šaltinio prijungiamas jungikliu SA1, įtampa į tinklą paduodama mygtuku SB1. Stende numatytos šios saugumo priemonės: 1.Atvirų gnybtų įtampa laboratorijos grindų atžvilgiu neviršija 42V; 2.Saugiklis FU turi elektrinę blokuotę, neleidžiančią sudaryti trumpą jungimą neuždarius saugiklio apsaugos dangtelio. Darbo eiga:

• • Saugiklio vaidmens tyrimas. Prijunkite įmtuvą, t.y. šviestuvą prie A ir PEN gnybtų, įnulinkite jo gaubtą. Nustatykite dėstytojo nurodytas fazinio ir apsauginio nulinio laido varžas. Apskaičiuokite laukiamą trumpojo jungimo srovę, skaičiavimuose įvertinkite stendo jungiamųjų laidų varžą, kuri yra apie 1,24 W ir ją patikrinkite.

Pasinaudodami saugiklio varinio lyduko (vielelės) diametro d(mm) empirine priklausomybe nuo trumpojo jungimo srovės I(A), parenkite lyduko diametrą.

dmin= 0,1247 ( It.j. – 20 )0,22

Ši formulė galioja nuo 0,1 iki 0,5 mm skersmens varinei vielelei. Išbandykite tirptuką keliomis artimomis trumpojo jungimo srovėmis. Atitinkančiai EĮĮT 1.7.10. punkto reikalavimus srovei, pagal EĮĮT 3.1.7. punktą, nustatykite saugiklio, turinčio tokį lyduką, vardinę srovę.

• • Automato bandymas. Esant 3-4 trumpo jungimo srovių reikšmėms nustatykite kaip priklauso automatinio jungiklio atsijungimo laikas nuo tekančios srovės.

Bandymą pradėkite nuo srovės, lygios 80% automato elektromagnetinės apsaugos vardinės srovės, kuri stende esančiam automatui yra 24A. Srovė didinama keičiant fazinio laido varžą.

3. Lietimo įtampos nustatymas. Nustatykite nulinio laido varžą RN=3,3Ω. Atliekant šį bandymą, jungiklis SA2 turi būti vidurinėje padėtyje. Keisdami fazinio laido varžą Rφ nuo 3.63 iki 0.8 Ω, išmatuokite lietimo įtampas tokiomis sąlygomis: a) įnulinimas atliktas tvarkingai; b) vietoje įnulinimo įrengtas įžeminimas, kurio varža Rtp apie 10Ω; c) objektas įnulintas ir prijungtas prie pakartotino įžeminimo įrenginio, kurio varža Rtp=4Ω. Duomenis įrašykite į 1 lentelę.

Ataskaitos turinys. 1. Palyginkite saugiklio ir automatinio jungiklio apsaugines funkcijas įnulinimo grandinėje. 2. Nustatykite, kaip jos derinasi su ĘĮĮT reikalavimais TN-C sistemoje. 3. Pateikite savo išvadas apie lietimo įtampas ir nubrėžkite jų kreives Up=f(Rφ). Grafike pažymėkite saugios zonos ribą esant atjungimo laikui: ∞; 3; 1; 0,5 ir 0,2 sekundės. Tinklas TN arba TT. Aplinka pavojinga.

Darbo eiga: 1. Saugiklio tyrimas: Turime saugiklio lyduką, kurio diametras d=0,14mm. Iš formulės [mm] randame, kokia bus trumpo jungimo srovė, kuri sudegins saugiklio lyduką per 0,2 sekundės: ; Nustatėme Stende nustatoma maksimali varža, kai Rtr = 0.4W, Rfaz = 3.63W, RN = 6W, tai Zmax = Rtr + Rfaz + RN = 0.4 + 3.63 + 6 = 10.03 W; Įjungiame stendą ir išbandome kokia teka srovė I = 20A. Tai atitinka fazė-nulis varžą prie U = 230V. Rf-0 = 230/20 = 11W; Įdedame lyduką ir keisdami varžas matuojame laiką , per kurį srovė sudegina lyduką. Kai srovė I = 21A , lydukas sudegė greičiau nei per 0.2s. Trijų bandymų rezultatas t = 0,66s, todėl vieno lyduko sudegimo laikas yra 0,22s.

• Automatinio jungiklio tyrimas:

Bandėme imti kilpą su varža: Z = 0,4 + 3,01 + 0,3 + x aut.j., kur x- automatinio jungiklio varža. Padidiname varžą: Z = 0,4 + 3,03 + 0,3 + x aut.j., kilpoje teka srovė I = 23A, tai atitinka kilpos varžą Rf-0 = 230/23 = 10W; Raut.j. = 10 – 0,4 – 3,03 – 0,3 = 3,27W; toliau naudosime automatinio jungiklio varžą 3,27W. Automatinio elektromagnetinio atkabiklio srovė yra I = 24A. Parenkame fazinio laido varžą tokią, kad pratekėtų 24A srovė. Sumažiname fazinio laido varžą – 0,78W. Rf = 10 – 0,78 =9,22 W, kilpoje teka srovė lygi 24A. Sumažiname dar 0,78W Rf = 9,22 – 0,78 = 8,44W; Laukiama trumpo jungimo srovė lygi I = 230/8,44 =27,25A. Trijų bandymų rezultatas t3 = 0,25s todėl vieno t1 = 0,083s. Automatinis jungiklis atjungia per 0,083s prie 27A srovės. Sumažiname varžą dar 0,72W Rf = 8,44 – 0,72 = 7,72; Laukiama trumpo jungimo srovė lygi I = 230/7,72 =29,6A. Trijų bandymų rezultatas t3 = 0,09s todėl vieno t1 = 0,03s. Automatinis jungiklis atjungia per 0,03s prie 29,6A srovės. Sumažiname varžą dar 0,75W Rf = 7,72 – 0,75 = 6,97; Laukiama trumpo jungimo srovė lygi I = 230/6,97 =32,9A. Trijų bandymų rezultatas t = 0,03s todėl vieno tvid = 0,01s. Automatinis jungiklis atjungia per 0,01s prie 32,9A srovės.

3. Lietimo įtampos nustatymas. Nubrėžėme palietimo įtampų kreives Up = f(Rj) iš 1-os lentelės. Grafike pažymėjome saugios zonos ribą atjungimo laikui: ¥; 3; 1; 0,5 ir 0,2 sekundės.

Lietimo įtampos nustatymas 1 lentelė

Puslapiai: 1 2

Share on Facebook