Лабораторная работа по ОБЖ

Цель работы: Оценить опасность прямого прикосновения человека к фазным проводам электрических сетей напряжением до 1 кВ. Определить влияние сопротивления изоляции фазных проводов относительно земли на опасность поражения человека электрическим током. Оценить работоспособность устройства защитного отключения. Оценить эффективность действия заземления и зануления.

Студент должен знать действие электрического тока на организм человека.

Студент должен уметь оценить работоспособность защитного отключения и эффективность действия защитного заземления и зануления.

Оборудование: стенд лабораторный.

Ход работы

1. Изучить устройство стенда, показанного на рис. 1, описанного в таблице 1.

Таблица 1

2. Анализ электробезопасности трехфазных электрических сетей напряжением до 1 кВ.

1. Анализ опасности поражения человека электрическим током при прямом прикосновении к фазному проводу трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью напряжением до 1 кВ при нормальном режиме работы сети.
   1. Изолировать нейтраль – перевести переключатель S1 в нижнее положение.
   2. Отключить рабочую нейтраль N и защитный РЕN-провод – перевести переключатель S6 в нижнее положение.
   3. Установить переключатель S2, задающий значения сопротивлений изоляции фазных проводов относительно земли, в верхнее положение «Z1».
   4. Установить минимальное значение сопротивления (1 кОм) в цепи с телом человека R_h (ручка регулятора резистора R_h должна находиться в крайнем левом положении).
   5. Установить переключатель S3 в верхнее положение В для имитации прикосновения человека к фазному проводу В.
   6. Включить стенд переключателем СЕТЬ (положение – I). Убедиться в наличии фазного напряжения В с помощью вольтметра (U_B= 220 В).
   7. Произвести измерение тока IhB в цепи с телом человека с помощью миллиамперметра, выбрав необходимый предел измерения. (Протекание тока через тело человека отображается светящимся индикатором на изображении человека).
   8. Повторить измерения тока в цепи с телом человека I_hB для другого положения переключателя S2 (положение «Z2»). При переключениях режимов показания миллиамперметра устанавливаются не сразу, поэтому необходимо дождаться установления показаний и после этого записать значения.
   9. Повторить измерение тока в цепи с телом человека I_hB для другого положения ручки регулятора резистора R_h (например, при крайнем правом положении ручки, когда R_h = 100 кОм) и двух положений переключателя S2.
2. Анализ опасности поражения человека электрическим током при прямом прикосновении к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ при нормальном режиме работы сети.
   1. Заземлить нейтраль – перевести переключатель S1 в верхнее положение.
   2. Измерить значения тока в цепи с телом человека I_hB для разных положений переключателя S2 и ручки регулятора резистора R_h.
   3. Выключить стенд (положение переключателя СЕТЬ – 0).

3. Оценка работоспособности устройства защитного отключения (УЗО). Определить уставку срабатывания УЗО.

1. Изолировать нейтраль – перевести переключатель S1 в нижнее положение.
2. Отключить рабочую нейтраль N и защитный PEN-провод – перевести переключатель S6 в нижнее положение.
3. Установить переключатель S2 в верхнее положение «Z1»
4. Установить переключатель S3 в верхнее положение В для имитации прикосновения человека к фазному проводу В.
5. Установить ручку регулятора резистора R_h в крайнее правое положение (100 кОм).
6. Включить стенд (переключатель СЕТЬ в положении I).
7. Установить ручку регулятора миллиамперметра на пределе измерения 20 мА.
8. Измерить значение длительно допустимого тока через тело человека. Для этого необходимо плавно вращать влево ручку резистора R_h, увеличивая ток I_h через цепь с телом человека. Определить значение тока I_h, соответствующее моменту включения индикатора, расположенного на изображении человека. Для более точного определения тока рекомендуется плавно вращать ручку резистора вправо и влево вблизи точки включения индикатора и выбрать из нескольких измеренных значений тока минимальное.
9. Установить переключатель S3 в нижнее положение (УЗО).
10. Нажать кнопку S5, имитируя замыкание фазного провода В на корпус 1 потребителя электроэнергии.
11. Установить ручку регулятора резистора R_h в крайнее правое положение (100 кОм).
12. Нажать кнопку S4, имитируя прикосновение человека к фазному проводу в зоне защиты УЗО.
13. Установить ручку регулятора миллиамперметра на пределе измерения 200 мА.
14. Включить УЗО нажатием кнопки «ПУСК», при этом загорается зеленый индикатор на лицевой панели УЗО. Плавным вращением ручки резистора Rh влево увеличивать значение дифференциального тока, являющегося входным сигналом для заданного типа УЗО. Значение дифференциального тока, при котором произойдет срабатывание УЗО, будет соответствовать току уставки. При срабатывании УЗО индикатор на его лицевой панели погаснет. Одновременно гаснет индикатор на изображении человека, что свидетельствует об отсутствии тока через тело человека.
15. Выключить стенд (положение переключателя СЕТЬ – 0).

4. Оценка эффективности действия защитного заземления в сети с заземленной нейтралью.

1. Заземлить нейтраль источника питания (переключатель S1 – в верхнем положении).
2. Подключить N и PEN-проводники к источнику питания (S6 и S7 – в верхнем положении).
3. Заземлить корпус 2 (переключательS12 – в верхнем положении).
4. Убедиться, что переключатели S11 и S13 находятся в нижнем положении.
5. Включить стенд (положение переключателя СЕТЬ – I).
6. Включить автомат S8 (положение I).
7. Установить переключатель амперметра в положение А3.
8. Установить переключатель R3 в положение 4 Ом.
9. Кнопкой S10 замкнуть фазный провод В на корпус 2.
10. Вольтметром с помощью гибкого проводника, выбрав необходимый предел измерения, измерить следующие напряжения:
    • напряжение на корпусе 2 относительно земли (гнездо Х4);
    • напряжение прикосновения при различных расстояниях до заземлителя (гнезда Х5, Х6, Х7).
11. Измерить ток замыкания на землю, выбрав необходимый предел измерения.
12. Повторить измерения для других положений переключателя R3.
13. Выключить стенд (положение переключателя СЕТЬ – 0).

5. Оценка эффективности действия зануления.

1. Определение тока короткого замыкания при замыкании фазного провода на корпус.
   1. Заземлить нейтраль источника тока (перевести переключатель S1 в верхнее положение).
   2. Подключить N и PEN-проводники к источнику питания (переключатели S6 и S7 – в верхнем положении).
   3. Подключить корпус 2 к PEN-проводнику (переключатель S11 – в верхнем положении).
   4. Убедиться, что переключатели S12 и S13 находятся в нижнем положении.
   5. Включить стенд (положение переключателя СЕТЬ – I).
   6. Подключить корпус 2 к сети (положение автомата S8 – I).
   7. Произвести замыкание фазного провода В на корпус 2 кнопкой S10.
   8. Снять показания амперметра, при этом переключатель амперметра должен находиться в положении А2.
   9. Выключить стенд (положение переключателя СЕТЬ – 0).
2. Определение распределения потенциалов вдоль PEN-проводника без и при наличии повторного заземления.
   1. Включить стенд (положение переключателя СЕТЬ – I).
   2. Подключить корпус 2 к сети (положение автомата S8 – I).
   3. Перевести переключатель S13 в нижнее положение – 0.
   4. Произвести замыкание фазного провода В на корпус 2 кнопкой S10.
   5. Вольтметром с помощью гибкого проводника измерить следующие напряжения:
      • напряжение на PEN-проводнике относительно земли (гнездо Х3);
      • напряжение на корпусе относительно земли (гнездо Х4).
   6. Выключить стенд (положение переключателя СЕТЬ – I).
   7. Подключить повторное заземление PEN-проводника (переключатель S13 – в верхнем положении I).
   8. Установить значение R_n = 4 Ом.
   9. Включить стенд (положение переключателя СЕТЬ – I).
   10. Произвести замыкание фазного провода В на корпус 2 кнопкой S10.
   11. В соответствии с п. 5.2.5. измерить напряжение.
   12. Измерить ток короткого замыкания, выбрав необходимый предел.
   13. Установив переключатель амперметра в положение А3, измерить ток замыкания на землю.
   14. Повторить измерения для других положений переключателя R_n.
   15. Выключить стенд (положение переключателя СЕТЬ – 0).
3. Оценка эффективности повторного заземления при обрыве PEN-проводника.
1. Отключить повторное заземление Rn от PEN-проводника (переключатель S13 – в нижнем положении 0).
2. Произвести обрыв PEN-проводника между корпусами 1 и 2 (перевести переключатель S7 в нижнее положение «0»).
3. Включить стенд (положение переключателя СЕТЬ – I).
4. Включить автомат защиты (S8 – в положении I).
5. Произвести замыкание фазного провода В на корпус 2 кнопкой S10.
6. Вольтметром с помощью гибкого проводника измерить следующие напряжения:
   • напряжение на PEN-проводнике относительно земли (гнездо Х3);
   • напряжение корпуса относительно земли (гнездоХ4).
7. Установив переключатель амперметра в положение А3, измерить ток замыкания на землю.
8. Выключить стенд (положение переключателя СЕТЬ – 0).
9. Подключить повторное заземление к PEN-проводнику (переключатель S13 – в верхнем положении).
10. Установить значение R_n = 4 Ом.
11. Включить стенд (положение переключателя СЕТЬ – I).
12. В соответствии с п. 5.3.6. измерить напряжение.
13. Измерить ток замыкания на землю, выбрав необходимый предел измерения.
14. Повторить измерения для других положений переключателя Rn.
15. Выключить стенд (положение переключателя СЕТЬ – 0).

6. Обработать результаты измерений, представив их в виде таблицы.

Отчет должен содержать принципиальные схемы исследуемых режимов, результаты измерений напряжений и токов, краткие выводы по каждому из разделов измерений.