ĆWICZENIE 10

WPŁYW PARAMETRÓW ELEMENTÓW SIECI PRACUJĄCYCH W

UKŁADZIE TN I TT NA ZAGROŻENIE PORAŻENIOWE

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenie jest zbadanie wpływu istotnych parametrów sieci o układzie TN oraz TT na zagrożenie porażeniowe przy dotyku pośrednim.

2. WIADOMOŚCI OGÓLNE

Ćwiczenie wykonywane jest w ostatniej serii ćwiczeń po zapoznaniu się z zasadami stosowania w sieciach, o różnych układach, ochrony przed dotykiem pośrednim przez samoczynne wyłączenie zasilania oraz przez izolowanie stanowiska. Wykonywanie tego ćwiczenia pozwala na sprawdzenie wia-domości z wykładów i innych ćwiczeń realizowanych wcześniej w laboratorium.

3. PROGRAM ĆWICZENIA

3.1. Badanie zagrożenia porażeniowego w sieci TN

W ramach ćwiczenia należy wykonać:

1. Pomiary napięcia dotykowego w przypadku braku przyłączonego do odbiornika przewodu ochronnego i przy uszkodzeniu izolacji roboczej urządzenia (zwarcia do części przewodzącej do-stępnej).

2. Pomiary napięcia dotykowego w przypadku przyłączenia do odbiornika przewodu ochronnego i przy uszkodzeniu izolacji roboczej urządzenia (zwarcia do części przewodzącej dostępnej) oraz przy różnych wartościach rezystancji przewodów roboczych i przewodu ochronnego.

3. Pomiary napięcia dotykowego w przypadku wystąpienia przerwy w przewodzie ochronnym w sieci zasilającej oraz wpływu na wartość tych napięć stosowania dodatkowego uziemienia tego przerwanego przewodu.

4. Pomiary napięcia dotykowego w przypadku dodatkowego uziemienia części przewodzących do-stępnych odbiornika.

3.2. Badanie zagrożenia porażeniowego w sieci TT

W ramach ćwiczenia należy wykonać pomiary napięcia dotykowego w sieci TT dla różnych warto-

ści rezystancji uziemienia punktu neutralnego układu RB (Rr), uziemienia ochronnego RA (RA1 lub RA2), rezystancji przejścia w miejscu zwarcia (RZ), rezystancji przewodów fazowych (RL) i rezystancji stanowiska (RS).

4. UKŁADY POMIAROWE I SPOSÓB WYKONYWANIA BADAŃ

4.1. Badania w sieci TN

1. Na stanowisku laboratoryjnym zamodelować układ pomiarowy przedstawiony na rysunku 1. W

tym celu należy zamknąć łączniki oznaczone symbolami Q1 i QZ1.

R L

T

L 1

L 2

L 3

N

P E

Q 8

R P E

F

Q 1

Q 5

QZ 1

R Z

L

ODB. 1

S

R

Q 3

r

Q 7

R

R

A1

S

R dPE

E

Rys. 1. Układ do pomiaru napięć dotykowych i napięć punktu neutralnego w sieci TN

2. W celu zbadania zagrożenia porażeniowego, jakie może wystąpić w przypadku braku ochrony przeciwporażeniowej przed dotykiem pośrednim, należy zmierzyć napięcie dotykowe woltomierzem V3. Wartość rezystancji przejścia w miejscu zwarcia RZ ustawić równą 0. Pomiarów dokonać dla różnych wartości rezystancji stanowiska RS.

3. W celu dokonania badań zagrożenia porażeniowego przy zastosowaniu samoczynnego wyłączenia zasilania w sieci TN należy zamknąć łącznik Q5 i Q8 (położenie pozostałych łączników jak po-przednio) i dokonać pomiarów napięcia dotykowego ULS i napięcia UN pomiędzy punktem neutralnym transformatora a ziemią odniesienia (woltomierzem V1) oraz prądu zwarcia IL1 płynącego w fazie L1 sieci, dla następujących przypadków:

a) Rr=const (np. 2 Ω), RZ = 0, RdPE = ∞, RS = 0, stosunek RL/RPE = var (dla różnych wartości rezystancji przewodów fazowych RL oraz rezystancji przewodu ochronnego RPE); b) pomiary jak w punkcie a), ale dla RS = 0,5 kΩ;

c) przerwa w przewodzie ochronnym: otwarty Q8, RL= const, RdPE = var, RS = 0; d) pomiary jak wyżej, lecz RS=0,5 kΩ;

e) pomiary jak w punkcie a) z dodatkowym uziemieniem korpusu odbiornika (np. RA1=2 Ω), łącznik Q3 zamknięty;

4. Wyniki pomiarów zanotować w tabeli 1.

4.2. Badania w sieci TT

1. Na stanowisku laboratoryjnym zamodelować układ przedstawiony na rysunku 2. Układ ten modelowany jest przez zamknięcie łączników Q1, Q3, QZ1. Pozostałe łączniki pozostają w stanie otwartym.

2. Dokonać pomiarów napięć dotykowych, napięć pomiędzy punktem neutralnym transformatora a ziemią odniesienia i prądów zwarcia dla następujących przypadków: a) RZ = 0, Rs = 0, RL = 1Ω, Rr = var i RA1 = var,

b) Rr = RA1 = const, Rs = 0, RL = 1Ω, RZ = var,

c) Rr = RA1 = const, Rs = 0, RZ = 0, RL = var,

d) Rr = RA1 = const, Rs = 0,5 kΩ, RL = 1Ω, RZ = var.

3. Wyniki pomiarów zestawić w tabeli 2.

R L

T

L 1

L 2

L 3

N

P E

Q 8

R P E

F

Q 1

QZ 1

R Z

L

ODB. 1

S

R

Q 3

S

R

R

A1

S

E

Rys. 2. Układ do pomiaru napięć dotykowych w sieci TT

4.3. Badania w sieci TN z obwodem TT

1. Na stanowisku laboratoryjnym zamodelować układ przedstawiony na rysunku 3. Układ ten modelowany jest przez zamknięcie łączników Q1, Q2, Q4, Q5, Q8 i QZ2. Pozostałe łączniki pozostają w stanie otwartym.

2. Zamodelować wartości RdPE = ∞, RL = RPE = 1Ω. Dokonać pomiarów napięcia dotykowego na odbiorniku 1 i 2 oraz prądu zwarcia dla:

a) Rr = 1Ω, RS = var, RA2 = var,

b) Rr = 5Ω, RS = var, RA2 = var.

3. Wyniki pomiarów zestawić w tabeli 3.

R L

T

L 1

L 2

L 3

N

P E

Q 8

R P E

F

F

Q 1

Q 5

QZ 2

L

P

ODB. 1

ODB. 2

S

R

Q 4

r

Q 7

R S

R A2

dPE

E

Rys. 3. Układ do pomiaru napięć dotykowych i napięć punktu neutralnego w sieci TN z obwodem TT

4.4. Badania skuteczności izolowania stanowiska

1. Zamodelować układ z rysunku 1 zamykając wyłącznie łączniki Q1, QZ1. Wykonać pomiary na-pięć dotykowych ULS względem stanowiska oraz napięć ULE występujących między obudową odbiornika 1 a ziemią odniesienia dla wartości rezystancji : Rr = 1Ω, RL = 1Ω i RZ = 0 i różnych wartości rezystancji RS.

2. Wyniki pomiarów zanotować w tabeli 4.

5. OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW

1. Uzyskane wyniki pomiarów zamieścić sprawozdaniu z wykonania ćwiczenia w odpowiednich tabelach.

2. Opracować wyniki pomiarów (wykonać wykresy zależności napięcia dotykowego i prądu zwarcia w funkcji zmiennych rezystancji), dokonać oceny zagrożenia porażeniowego w poszczególnych zamodelowanych w czasie ćwiczeń przypadkach (stwierdzić czy spełniony jest warunek samoczynnego wyłączenia zasilania, lub czy wartości utrzymujących się długotrwale napięć dotykowych są dopuszczalne długotrwale w danych, określonych przez prowadzącego warunkach) przy założeniu stosowania zabezpieczenia odbiornika w postaci wyłączników instalacyjnych o charak-terystyce typu B oraz C i prądzie znamionowym równym 10, 16 lub 20A.

3. Określić wpływ rezystancji stanowiska na wielkość zagrożenia porażeniowego, wyjaśnić różnicę pomiędzy wartościami napięć ULS a ULE występującą szczególnie wyraźnie w przypadku dużej wartości rezystancji stanowiska RS.

Tabela 1. Wyniki badania zagrożenia porażeniowego w sieci TN

Lp. Rr

RS

RL

RPE

ULS

UN

IL1 Uwagi

-

Ω

Ω

Ω

Ω V V A

-

1.

2.

Tabela 2. Wyniki badania zagrożenia porażeniowego w sieci TT

Lp. Rr

RS

RL

RA1

RZ

ULS

UN

IL1 Uwagi

-

Ω

Ω

Ω

Ω

Ω V V A -

1.

2.

Tabela 3. Wyniki badania zagrożenia porażeniowego w sieci TN

w przypadku jednoczesnego zastosowania obwodu TT

Lp. Rr

RS

RA2

UPS

ULS

ULE

IL3 Uwagi

-

Ω

Ω

Ω V V V A

-

1.

2.

Tabela 4. Wyniki badania zagrożenia porażeniowego przy stosowaniu

izolowania stanowiska

Lp. RS

ULS

ULE Uwagi

- kΩ V V

-

1.

2.