Устройство и работа лабораторного стенда.

 

 

Лабораторный стенд предназначен для экспериментальной проверки УЗО, реагирующего на ток нулевой последовательности, электрическая схема которого представлена на рисун-

ке 8.

Источником питания схемы является электроток осветительной сети напряжением 220В. Роль электроустановки в схеме выполняет реостат Р₁. Для регистрации тока нагрузки в цепь реостата включен амперметр А. В качестве поврежденной электрической линии, питающей эту электроустановку, применен отрезок двужильного кабеля 1 и электрически связанный с ним дополнительный проводник 2. Ток нулевой последовательности в схеме искусственно имитируется пропусканием тока через дополнительный проводник 2.

Рисунок 8 – Электрическая схема стенда:

1 – двужильный кабель; 2 – дополнительный проводник тока утечки; Р₁ – реостат, задающий нагрузку (электроустановка); Р₂ – реохорд, регулирующий ток утечки; РТ – реле тока; ОК – отключающая катушка; ТТНП – трансформатор тока нулевой последовательности.

 

Этот ток есть не что иное, как ток утечки через якобы поврежденную изоляцию электрокабеля. Ток утечки регулируется реохордом Р2 и контролируется миллиамперметром мА. В качестве датчика тока утечки используется трансформатор тока нулевой последовательности (рисунок 7). Первичной обмоткой трансформатора является двужильный кабель. Вторичная обмотка расположена на кольцевом магнитопроводе (сердечнике). Выводы вторичной обмотки подключены к отключающей катушке автоматического выключателя.

 

Расположение приборов на панели стенда показано на рисунке 9.

 

 

Рисунок 9 – Расположение приборов и элементов управления на панели стенда:

1, 2 – амперметры нагрузки 1 и токов утечки 2; 3 – лампочка, сигнализирующая появление токов утечки в электросети; 4 – кнопка контроля наличия токов утечки в электросети, 5 – кнопка тест-контроля исправности УЗО 14; 6 – лампочка, сигнализирующая о включении и исправности УЗО; 7 – реостат, задающий ток нагрузки в сети, исследуемой электроустановки; 8 – преключатель порога срабатывания УЗО (переключатель уставок); 9 – автоматический выключатель (пускатель) УЗО; 10 – резистор (реохорд), изменяющий плавно ток утечки исследуемой электроустановки; 11 – выключатель миллиамперметра 2; 12 – вилка включения стенда в электросеть;13 – выключатель стенда; 14 – электронный ток УЗО.

 

Амперметр 1 фиксирует ток нагрузки, создаваемый реостатом 7. Милиаперметром 2 фиксируется ток утечки. В схеме предусмотрено несколько вариантов токов утечки (уставок), при которых срабатывает УЗО. Эти варианты (30,100,300) на стенде устанавливаются переключателем 8. (Уставка 300 не подключена и не используется в лабораторной работе)

При достижении заданной величины тока утечки (норматив уставки – входной величины тока от ТТНП до ТР) резистором 10, загорается сигнальная лампочка 3. В реальных условиях рабочий персонал, увидев это, должен выяснить причину утечек тока и устранить ее.

При дальнейшем повышении тока утечки резистором 10 схема сработает на отключение нагрузки (неисправной электроустановки) и стенд обесточится автоматически. По величине разницы токов отключения и сигнала можно косвенно судить о степени опасности поражения электротоком людей и объектов. Если эта разница незначительна – это означает, что опасность поражения велика, если она намного превшает ток сигнала, то опасность в этом случае меньше и поэтому УЗО “не торопится” отключить повреждение. Например, повреждение электросети в рабочем помещении (цехе) и повреждение электросети в степи. Реакция электроперсонала на неисправность будет адекватна степени опасности.

 

Порядок выполнения лабораторной работы

Требования безопасности

 

- запрещается работать на стенде без разрешения преподавателя;

- при обнаружении неисправности стенда, работа должна быть прекращена и сообщено преподавателю.

 

4.2 Выбрать вариант задания по таблице 2 самостоятельно или с помощью преподавателя и подготовить в своей рабочей тетради таблицу 2 для проведения исследований.

 

 

Таблица 2 – варианты лабораторных заданий

№ варианта	Положение реостата	Положение переключателей 4, 5	Величина тока утечки мА в режиме	Показатель безопасности защиты ПБЗ
Сигнал Iс	Отключение Iо
	А, I =
Б, I =
С, I =
	А, I =
Б, I =
С, I =
	А, I =
Б, I =
С, I =
	А, I =
Б, I =
С, I =
	Б, I =

4.3 Проверить и привести в исходное положение приборы на панели стенда:

а – реостат 7 устанавливаем в положение А – соответствующему варианту задания;

б – переключатель 8 - в позицию 30;

в – выключатель 11 – ставим в нижнее положение;

г – резистор 10 – переводим в крайнее левое положение;

д – автоматический выключатель 9 следует установить сначала в положение «откл», а затем в положение «вкл» (т.е. рычаг сначала переводится вправо до упора и тут же его нужно перевести назад влево до упора).

4.4 Включить стенд в розетку, строго соблюдая соответствие фаз на вилке 12 и розетке (на розетке и вилке с торца указаны красным цветом метки «Ф» и «О»). Выполнить свой вариант задания в следующей последовательности на примере варианта 1:

а – реостат 7 установить в положение А;

б – переключатель 8 – в позиции 30;

в – выключатель 11 – установить в верхнее положение;

г – нажать на клавишу 13 со стороны метки «В» на корпусе розетки. В результате этих действий включаются в работу амперметры 1,2 и загорается зелёным цветом контрольная лампочка 6. Стенд готов к работе;

д – записать в рабочую тетрадь величину тока нагрузки по амперметру 1 в колонку 2 таблицы результатов исследования;

е – поворотом вправо резистора 10 увеличиваем плавно и осторожно ток утечки до загорания лампочки 3. Это ток сигнала неисправности электроустановки. Величину этого тока следует довести до величины (18), указанной в задании, и записать в свою тетрадь (колонка 4 таблицы 2);

ж – поворотом вправо резистора 10 очень плавно увеличиваем ток утечки до срабатывания УЗО на отключение. Момент отключения электроустановки (стенда) наступает неожиданно, сопровождаясь громким звуком. Поэтому в этот момент нужно быть внимательным и следить за показаниями миллиамперметра 2. Величина показаний миллиамперметра в момент отключения и является током отключения (уставкой) электроустановки. Результат заносится в тетрадь (колонка 5 таблицы 2) против позиции “30” колонки 3.

Если же отключение произошло так неожиданно, что вы не успели зафиксировать величину тока отключения I_о, эксперимент следует повторить заново, приведя в исходное положение приборы стенда;

з – после измерения тока сигнала I_с и тока отключения I_о в позиции переключателя “30”, последний переводится в позицию “100”, положение реостата 7 при этом не меняется. Приборы 9, 10, 11, 13 переводятся в исходное положение;

и – вновь выключатель 11 переводим вверх, нажимаем на клавишу 13 – стенд и УЗО включены в сеть и готовы к работе, о чём свидетельствует свечение зелёным цветом лампочки 6. Поворотом вправо резистора 10 замеряем ток сигнала I_с (по заданию I_с = 40 мА) и ток отключения I_о. Результаты заносим в тетрадь (колонки 4,5 таблицы 2) против позиции “100” колонки 3;

к – аналогично описываемому выше делаем замеры при нагрузке на реостате Б и С. Результаты показаний I_с и I_о занести в рабочую тетрадь в соответствующие строки таблицы 2 варианта 1.