Лабораторная робота № 7

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Цель работы: изучение средств защиты от поражения электрическим током, приборов и методов измерения сопротивления защитного заземления в электрических сетях напряжением до 1000 В.

Приборы и инструменты: мегомметр МС-08, групповые заземлители, вспомогательный заземлитель, компенсационный заземлитель-зонд, соединительные провода.

Теоретическая часть

Широкое использование электрической энергии в современном производстве, в быту, в учебном процессе значительно увеличивает вероятность поражения электрическим током. Одним из эффективных методов защиты от поражения током является применение защитного заземления – соединение с землей металлических нетокопроводящих частей электрических установок.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасной величины электрического потенциала, под которым могут оказаться металлические нетоковедущие части электрических установок в результате аварийной ситуации. За счет заземления между частью установки, которая оказалась под напряжением, и землей образуется соединение высокой проводимости (малого сопротивления). Поэтому ток, который пойдет телом человека, прикоснувшегося к данному оборудованию и включившегося параллельно в электрическую цепь, не является опасным для его жизни.

Защитному заземлению подлежат все металлические не токоведущие части электрических установок, которые вследствие выхода из строя коммутационной аппаратуры или изоляции могут оказаться под напряжением, и к которым могут прикоснуться люди или животные.

Защитному заземлению подлежат все электрические установки в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях при номинальном значении напряжения переменного тока свыше 42 В и постоянного тока – 110 В. В помещениях без повышенной опасности заземляется оборудования при номинальном значении напряжения переменного тока свыше 400 В и постоянного тока – 500 В.

В зависимости от расположения по отношению к заземляемому оборудованию, защитное заземление подразделяется на выносное и контурное (рис.7.7). В качестве искусственных заземлителей используются стальные стержни диаметром 10...20 мм и длины 3...7 м; уголковые равносторонние профили №№ 3 – 6,3; стальные трубы диаметром 30...50 мм и длины 2,5...3 м, а также стальные шины с площадью поперечного сечения не менее 100 мм2. Заземляющие устройства забиваются вертикально в грунт на глубину 0,7...0,8 м и соединяются между собой заземляющим проводником (стальной шиной) с помощью сварки

.

Рис. 7.7. Виды защитных заземлений: а – выносное; б – контурное. 1 – заземлитель, 2 – электрическое оборудование, 3 – соединительные провода.

В качестве заземляющего проводника при внешней и подземной укладке используют ленточную сталь площадью сечения не менее 48 мм², внутри помещений – сечения не менее 24 мм², а также сталь круглого сечения диаметром 5 или 6 мм².

Заземляемое оборудование, присоединяется параллельно к контуру защитного заземления с помощью отдельных проводников (рис. 7.8), которые крепятся к оборудованию с помощью сварки или болтового соединения.

Рис. 7.8. Схема заземления электроустановок: 1 – заземлитель, 2 – электрический двигатель, 3 – заземляющие проводники.

Заземляющие проводники прокладываются открыто по стенам зданий, поскольку они всегда должны быть доступны к осмотру. Качество креплений защитного заземления проверяют регулярно, а измерение его сопротивления выполняют один раз в год. В любое время года в установках до 1000 В сопротивление защитного заземления не должно превышать 4В.

Измерение сопротивления защитного заземления можно выполнить методом амперметра-вольтметра с помощью мегомметра типа МС с использованием вспомогательного заземлителя и потенциального электрода-зонда, которые расположены на достаточном расстоянии от исследуемого заземлителя (рис.7.9).

Рис. 7.9. Схема измерения сопротивления защитного заземления.

Источником тока в приборе является генератор постоянного тока, который приводится во вращение с помощью ручки через редуктор. Постоянный ток генератора преобразуется в переменный для внешней цепи с помощью прерывателя, благодаря чему можно исключить явление электролиза, и затем обратно в постоянный для цепей амперметра и вольтметра.

Для исключения погрешности градуировки прибора проведено для некоторой величины потенциального сопротивления цепи (или зонда) которое превышает 1000 Ом. Поэтому перед проведением измерений при подключенных к прибору заземлителях потенциальная цепь выравнивается по своим сопротивлениям до величины, при которой производилась градуировка. Для этой цели служит реостат потенциальной цепи и переключатель.

Данный прибор имеет три предела измерений: 0...10 Ом, 0...100 Ом 0...1000 Ом. На клеммовой панели прибора находятся четыре выходные зажима – два для тока (I₁ и I₂) и два для напряжения (Е₁ и Е₂).

Рис. 7.10. Схема методу трьох вимірів.

Другим методом измерения сопротивления защитного заземления является метод трех измерений, суть которого заключается в измерении силы тока и напряжения на каждой паре электродов, как показано на рис. 7.10. Результатом каждого из измерений является сопротивление пары заземлителей растеканию тока

После этого сопротивление защитного заземления определяют по формуле

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией мегомметра, подключить его к исследуемому заземления по схеме на рис. 7.9.

2. Произвести регулировку прибора, для чего переключатель установить в положение «Регулировка», после чего одновременно вращать ручку генератора с частотой 90...120 об/мин и ручку реостата до совпадения стрелки индикатора с красной чертой на шкале прибора.

3. Перевести переключатель в положение «Измерение х» и провести измерение сопротивления защитного заземления.

4. Уточнить измерение при положении переключателя х = 0,1 или х = 0,01. Измерения провести три раза, после чего определить среднее значение.

5. Результаты измерений сравнить с нормативными значениями (Приложение С), после чего сделать выводы о соответствии заземляющего устройства нормам электробезопасности.

6. Данные измерений и расчетов занести в отчет.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается назначение защитного заземления?

2. Как конструктивно выполняется защитное заземление?

3. При которой напряжения переменного тока корпуса электрических установок подлежат обязательному заземлению в помещениях с повышенной опасностью?

4. При каком напряжении постоянного тока корпуса электрических установок подлежат обязательному заземлению в помещениях с повышенной опасностью?

5. В чем заключается принцип действия защитного зануления?

6. В каких электрических сетях выполняется защитное зануление?

7. В чем заключается суть метода трех измерений?

8. Существует ли разница в принципе действия защитного заземления и защитного зануления?