Nazwisko i imię

9.

Badanie zabezpieczeń od skutków

zwarć i przeciążeń

1.
2.
3.
4.

Data wykonania

Data oddania

Sprawdził

Zagadnienia do samodzielnego opracowania

Zasady zabezpieczania instalacji i urządzeń elektrycznych od zwarć i przeciążeń.
Budowa i zasada działania przekaźników i wyzwalaczy termicznych, bezpieczników
topikowych oraz

wyłącznika samoczynnego.

Instrukcja szczegółowa

Obserwacja działania zabezpieczeń w obwodzie zasilania silnika trójfazowego

Po połączeniu układu zasilającego silnik wg schematu przedstawionego na

rys.9.1 zapoznać się z działaniem zabezpieczeń silnika w przypadkach:

-

przeciążenia,

- zwarcia jednofazowego,

-

zaniku napięcia i jego ponownego powrotu.

Przeciążenie. Należy zwiększać obciążenie prądnicy przez stopniowe

zanurzanie elektrod rezystora wodnego R

w

, aż amperomierze A

1

, A

2

, A

3

wskażą

wartość prądu odpowiadającą 1,5 I

ns

silnika, a następnie zmierzyć czas, po którego

upływie silnik zostanie wyłączony przez zabezpieczenie termiczne.

Zwarcie jednofazowe

. Należy doprowadzić silnik do obciążenia

znamionowego, a następnie spowodować zwarcie między jedną z faz zasilających i
obudową silnika (uwaga! - zwarcie wykonuje asystent prowadzący ćwiczenia).
Należy obserwować kolejność działania zabezpieczeń i ustalić, czy czas wyłączenia
silnika w takim stanie przez zabezpieczenia zależy od tego, w której fazie nastąpi
zwarcie.

Zanik napięcia i jego ponowny powrót. Należy zasymulować zanik napięcia

przez odłączenie układu za pośrednictwem wyłącznika warstwowego Q i ponownie
włączyć napięcie. Omówić kolejność działania elementów układu. Wyjaśnić, dlaczego
ponowne pojawienie się napięcia nie powoduje samoczynnego uruchomienia silnika,
a zastosowany układ służy jako zabezpieczenie przed niekontrolowanym rozruchem
przy zanikach napięć i ponownych ich pojawieniach. Sprawdzić prawidłowość doboru
zas

tosowanych zabezpieczeń do badanego silnika przed skutkami zwarcia i

przeciążenia.

Wyznaczanie charakterystyki czasowo -

prądowej bezpiecznika BiWts

Połączyć układ pomiarowy przedstawiony na rysunku 9.2, następnie zmierzyć czasy
przepalania wkładek bezpiecznika BiWts 6A i BiWtso 6A. Pomiary czasów
zadziałania wkładki bezpiecznikowej przeprowadzić dla wartości prądów podanych w
tabeli 9.1.

Rys. 9.1 Schemat połączeń układu do obserwacji działania zabezpieczeń:
Q -

wyłącznik warstwowy, F - bezpieczniki, S - stycznik, Kt - przekaźnik

termiczny, PR - przycisk rozwierny, PZ - przycisk zwierny, M - silnik, G -
prądnica, Rw - rezystor wodny

Prądy nastawiać przy wyjętej wkładce bezpiecznikowej i zamkniętym łączniku S oraz
przycisku

klawiszowym sekundomierza elektrycznego ustawionym w pozycji “stop”.

Po nastawieniu rezystorem R

w

odpowiedniego prądu wyłączyć układ spod napięcia,

nie zmieniając położenia elektrod rezystora R

w

. Włożyć wkładkę bezpiecznikową,

otworzyć łącznik S i ustawić przycisk sekundomierza na pozycję „start”. Włączyć
układ pod napięcie i mierzyć czas działania bezpiecznika. Sekundomierz elektryczny
T mierzy czas działania bezpiecznika. Sekundomierz elektryczny T mierzy czas od
chwili załączenia napięcia do chwili przepalenia wkładki. Następne pomiary
wykonywać, postępując analogicznie, ale każdorazowo przed pomiarem skasować
stan sekundomierza przez naciśnięcie przycisku „null”.

Rys. 9.2 Układ do wyznaczania charakterystyki czasowo - prądowej bezpiecznika:
T - sekundomierz, F - bezpiecznik, S -

wyłącznik, P - przekładnik prądowy,

A - amperomierz, Rw - rezystor wodny

Tabela 9.1

I (A)

8

10

12

14

16

18

20

24

t (s)

Badanie przekaźnika termicznego

Połączyć układ pomiarowy, przedstawiony na rysunku 9.3, a następnie

sprawdzić prawidłowość działania przekaźnika termicznego przy różnych prądach
nastawienia. Na przekaźniku termicznym nastawić wartość prądu podaną przez
prowadzącego ćwiczenia, a następnie mierzyć czasy zadziałania przekaźnika dla
jednego z następujących prądów: 1,05 I

np

, 1,2 I

np

, 1,5 I

np

, 6 I

np

, gdzie I

np

jest prądem

nastawionym na przekaźniku.

Wartość prądów płynących w obwodzie nastawić rezystorem wodnym, przy

zamkniętym łączniku S. Po uzyskaniu żądanego prądu, otworzyć łącznik. Na
podstawie wyników pomiarów wykreślić charakterystykę czasowo – prądową oraz
określić, czy przekaźnik spełnia wymagania określone w normie.

Tabela 9.2

I

1,05 I

np

1,2 I

np

1,5 I

np

6 I

np

I (A)

t (s)

Badanie wyłącznika samoczynnego

Zakres badania samoczynnego wyłącznika obejmuje sprawdzenie

prawidłowości działania wyzwalacza termicznego i elektromagnetycznego.
Sprawdzenie wyzwalacza termicznego należy przeprowadzić dla prądu nastawienia
podanego przez prowadzącego ćwiczenia oraz warunków takich samych jak dla
przekaźnika termicznego, w układzie analogicznym do układu przedstawionego na
rysunku 9.3.

Badanie wyzwalacza elektromagnetycznego przeprowadzić analogicznie do

badania wkładki bezpiecznikowej.

Tabela 9.3

I

1,05 I

np

1,2 I

np

1,5 I

np

6 I

np

I (A)

t (s)

I (A)

8

10

12

14

16

18

20

24

t (s)

Rys. 9.3

Układ pomiarowy do wyznaczania charakterystyki czasowo – prądowej

przekaźnika termicznego:
T

– sekundomierz, A – amperomierz, K

t

– przekaźnik termiczny, S – łącznik,

R

w

– rezystor wodny

Opracowanie sprawozdania

Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać:
-

schemat układu i warunki badania przekaźnika termicznego

-

wyniki badania przekaźnika,

-

wyznaczoną charakterystykę czasowo – prądową przekaźnika,

-

ocenę badanego przekaźnika,

-

wyznaczoną charakterystykę czasowo – prądową bezpiecznika wraz z tabelą

wyników pomiarów,
-

wartości prądów wyznaczone z charakterystyki przedstawionej na rysunku, które

spowodują zadziałanie bezpieczników BiWts 16A, BiWts 40A, BiWts 100A w czasie
0,2, 0,4, i 5 s.,
-

dyskusję nad tym od czego zależy czas zadziałania bezpiecznika,

-

schemat układu do badania członu termicznego wyłącznika samoczynnego,

-

wyniki badań wyłącznika samoczynnego.

Literatura:

Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A. 1991. Metrologia elektryczna, WNT
Warszawa
Sawicki F. 1999.

Zbiór zadań z elektrotechniki. Wyd. ART., Olsztyn

Pilawski M. 1982. Fizyczne podstawy elektrotechniki. WSiP, Warszawa

Ćwiczenie opracowane na podstawie:
Feliks Sawicki, Janusz Piechocki, Józef Orliński - Laboratorium z elektrotechniki dla mechaników
wyd.III poprawione i

uzupełnione, UWM Olsztyn 2001

Opracował Bernard Szmal