Podczas stosowania urządzeń elektrycznych zasilanych prądem zmiennym , których napięcie robocze względem ziemi przekracza 50 V, istnieje możliwość niebezpiecznego porażenia prądem elektrycznym.

1.OCHRONA PODSTAWOWA

Najczęstsze wypadki porażeń zdarzają się wówczas, gdy człowiek stojący na podłodze przewodzącej lub dotykając ciałem metalowej części uziemionej jednocześnie dotknie odsłoniętej części metalowej znajdującej się pod napięciem względem ziemi lub części metalowej, na której pojawiło się napięcie wskutek uszkodzenia izolacji.

A zatem podstawowa ochrona przeciwporażeniowa powinna zapobiegać dotknięciu przez człowieka części obwodów elektrycznych będących pod napięciem przez stosowanie odpowiednich osłon oraz nie dopuszczać do pojawienia się napięcia na obudowach urządzeń przez zastosowanie materiałów izolacyjnych.

2.OCHRONA DODATKOWA

Stosuje się również dodatkową ochronę tam gdzie niebezpieczeństwo porażenia jest duże. Ochrona ta powinna zapobiegać utrzymywaniu się napięcia dotykowego (65 V - warunki normalne lub 42 V lub 24 V w warunkach szczególnie niebezpiecznych).

Dodatkowe środki ochrony przeciwporażeniowej:

- zerowanie

• sieć ochronna

• ciągła kontrola stanu izolacji

• uziemienie

• wyłączniki przeciwporażeniowe

• ochronne obniżenie napięcia

• separacja

• izolacja ochronna

• izolowanie stanowiska.

ZEROWANIE

Polega na połączeniu korpusów maszyn i aparatów elektrycznych z przewodem zerowym sieci, a za jego pośrednictwem z uziemionym punktem gwiazdowym transformatora zasilającego. Po przebiciu izolacji dowolnej fazy do kadłuba zerowanego silnika obwód prądu zamyka się przez przewód fazowy, zerujący i zerowy oraz uzwojenie transformatora.

Obliczamy kolejno:

Prąd zwarciowy I_z = U_f / Z_p (napięcie fazowe przez impedancję pętli zwarciowej)

Prąd wyłączający I_w = k I_nb (k - współ. zależny od rodzaju zabezpieczenia ; I_nb - znamionowy prąd bezpiecznika)

Zerowanie jest skuteczne jeżeli I_z ≥ I_{w .}

W ćwiczeniu badamy skuteczność zerowania za pomocą amperomierza i woltomierza oraz za pomocą miernika MZK - 2.

BADANIE SKUTECZNOŚCI ZEROWANIA ZA POMOCĄ AMPEROMIERZA I WOLTOMIERZA

Badanie polega na wykonaniu celowego zwarcia jednej z faz pracującego urządzenia z zerowaną obudową przez rezystor ograniczający. W pierwszej kolejności przez rezystor kontrolny R_k ≥ 5 kΩ. Jeżeli to nie powoduje widocznych zmian wskazań woltomierza to obwód zerowania jest ciągły i można przystąpić do pomiaru. Polega on na wyznaczeniu napięcia U₁ między fazą układu a zerowaną obudową w warunkach normalnej pracy urządzenia oraz napięcia U₂ i prądu I po załączeniu rezystora zwierającego R_m za pomocą przycisku P₂. Rezystancja pętli zwarciowej wynosi R_p = (U₁ - U₂) / I.

Nr zacisku	U1 V	U2 V	I A	Rp Ω	Rpśr Ω	Iz A	Ibn A	Iw A	Ibnmax A
1	224	204,4	8	2,45		91,42			36,57
3	224	152,8	6	11,86	9,53	18,88	16	40	7,55
5	224	144	5,6	14,28		15,68			6,27

Zerowanie było skuteczne tylko w pierwszym przypadku ( został spełniony warunek I_z > I_w ).

W dwóch pozostałych przypadkach zerowanie okazało się nieskuteczne. Mogło to być spowodowane niedokładnym dokręceniem przewodów (należało by je dokręcić). Innym sposobem poprawy skuteczności zerowania może być umieszczenie urządzenia bliżej rozdzielni lub zmiana przewodu łączącego obudowę odbiornika z zaciskiem (połączonym z przewodem zerowym sieci) na grubszy. Można również zastosować inny rodzaj bezpiecznika np. zastosować bezpiecznik automatyczny (k = 1,2).

BADANIE SKUTECZNOŚCI ZEROWANIA ZA POMOCĄ MIERNKA MZK - 2.

Ocenę skuteczności zerowania dokonuje się metodą opisaną w poprzednim punkcie.

Nr zacisku	U1 V	Zp Ω	Zpśr Ω	Iz A	Ibn A	Iw A	Ibnmax A
1	224	2,4		93,33			10
3	219	11	8,96	19,9	16	40	9,78
5	218	13,5		16,15			9,73

Zerowanie okazało się skuteczne tylko w wypadku połączenia obudowy z zaciskiem nr 1, podobnie jak miało to miejsce w poprzednim ćwiczeniu.

---