AGH EAIiE	Urządzenia Elektryczne
Kierunek: Elektrotechnika				Rok: III
Temat ćwiczenia: Badanie środków ochrony przeciwporażeniowej						Ćw. nr 1
Grupa: B	Wykonali: 1. Madej Tomasz 3. Kutek Przemysław 5. Leśniak Łukasz 2. Ludwin Andrzej 4. Lewandowski Michał 6. Ibragimow Marcin
Data wykonania ćwiczenia: 30.10.2002			Data oddania sprawozdania: 6.11.2002		Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi wiadomościami z zakresu ochrony przeciwporażeniowej dotyczącej instalacji i urządzeń do 1kV.

`

2. Przebieg ćwiczenia:

I. Badanie szybkiego wyłączania w układzie modelowym.

Tabela

Układ sieciowy	Nastawy rezystorów		Iz [A]	Ud [V]	Uwagi
TN - C odbiornik I	Rp2 max	Rud max	5,85	11,6	Zwarte zaciski: 1-2; 5-6; 13-32; 32-34
		Rp2 min	Rud min	12,5		1,5
		Rp2 min	Rud max	12,5		1,7
		Rp2 max	Rud min	6,6		7,8
		Rp2 min Rud max		13	2,1	Przerwa 32-34
		Rp2 max Rud min		4,2	10,3	Przerwa 1-2
	TN - S odbiornik I	Rp1 max Rud max		5	13,3	Zwarte zaciski: 1-2; 3-4; 5-6; 33-34; 13-29
		Rp1 max Rud min		6	8,7
		Rp1 min Rud min		12,5	2,4
		Rp1 min Rud max		12,5	3,2
		Rp1 min Rud max		12,5	3,4	Przerwa 33-34
		Rp1 max Rud min		4,2	10,2	Przerwa 3-4
	TT odbiornik I	Ruo min		5,8	4,8	Zwarte zaciski: 1-2; 5-6; 13-30
		Ruo max		1,1	20,6
	IT odbiornik III	Ruo max		0,26	5,4		Zwarte zaciski: 7-8; 9-10; 11-12; 20-30
		Ruo min		0,28	0,2

II. Pomiar impedancji pętli zwarciowej w sieci rzeczywistej w układzie TN-C i ocena skuteczności ochrony przeciwporażeniowej.

Schemat układu do pomiaru impedancji pętli zwarciowej

Pomiar impedancji pętli zwarcia dokonaliśmy miernikiem typu MZC- 302. Poniżej przedstawione zostały wyniki pomiaru przy dwóch wartościach rezystora Rd (max i min).

Rd	I [A]	U [V]	Z [Ω]	R [Ω]	X [Ω]	φ [°]
max	58,8	217	3,74	3,74	0,11	1,6
min	681	217	0,33	0,32	0,05	9,3

III. Badanie ochronnego wyłącznika różnicowo-prądowego.

Badaniu naszym zastał poddany wyłącznik jednofazowy różnicowo-prądowy 30 [mA]. Użyliśmy do tego miernika cyfrowego MRP-1. Miernik ten pozwala nam na bezpośrednie sprawdzenie działania wyłącznika i jego parametrów. Dokonaliśmy próbnego sprawdzenie tegoż wyłącznika różnicowo-prądowego i uzyskaliśmy następujące wyniki:

• pierwszą czynnością jaką wykonuje przyrząd sprawdza ciągłość przewodu PE (sygnalizuje ciągłość poprzez zaświecenie tego symbolu na wyświetlaczu)

• następnie poprzez odpowiednie przyciski znajdujące się na urządzeniu dokonaliśmy pomiary napięcia dotykowego na styku ochronnym gniazda, które wyniosło U < 1 [V]

• następnie sprawdzony został czas zadziałania wyłącznika: t = 20 [ms]

• kolejnie została obliczona rezystancja uziemiania RE = 0 [kΩ]

• jako ostatni parametr wyznaczony został prąd wyłączeniowy I = 22 [mA]

3. Wnioski

Podczas badania pierwszego układu TN-C, który jest najczęściej spotykanym układem połączeń stosowanym w instalacjach w naszym kraju mogliśmy stwierdzić na podstawie przeprowadzonych pomiarów, iż rezystancja w przewodzie ochronno-neutralnym oraz rezystancja uziemień dodatkowych przewodu PEN maja znaczący wpływ na wartości prądu zwarcia oraz na wartość napięcie dotykowego. Zmniejszenie rezystancji (z max na min) w przewodzie PEN wpływa na zmniejszenie napięcia dotykowego, a wartość prądu zwarcia wzrasta wówczas dwukrotnie. Obniżenie wartości rezystancji uziemienia dodatkowego również powoduje niewielkie obniżenie napięcia dotykowego i nieduży wzrost prądu zwarciowego. Z punktu widzenia użytkownika najkorzystniejsze jest aby rezystancja w przewodzie ochronnym miała jak najmniejszą wartość wówczas napięcie dotykowe będzie miało wartość bezpieczną.

Kolejnym badanym przez nas układem był układ TN-S. Jest to układ który posiada oddzielny przewód neutralny N i oddzielny przewód ochronny PE. Układ ten wymaga od nas sprawdzania ciągłości przewodu PE gdyż jego uszkodzenie spowoduje nie dostateczną ochronę użytkownika podczas wystąpienia zwarcia i pojawienie się napięcia niebezpiecznego na obudowie urządzenia. Tak jak w układzie wcześniejszym ( TN-C ) zmniejszenie rezystancji tylko, że tym razem w przewodzie ochronnym powoduje zmniejszenie się napięcia dotykowego, a wzrost prądu zwarcia. Przerwa przewodu ochronnego przy zasilaniu (rozwarte zaciski 3-4 ), powoduje że wpływ na napięcie dotykowe ma rezystancja uziemienia dodatkowego - warunkiem jest aby jej wartość była jak najmniejsza i wówczas zapewni to bezpieczne napięcie dotykowe na obudowie urządzenia.

Następnie badaniu naszemu zastał poddany układ sieciowy TT. Jest to układ charakteryzujący się tym, że obudowa urządzenia połączona jest z uziemieniem. W naszym przypadku uziemienie to jest zrealizowane poprzez rezystor R_u0 oddający rzeczywiste rezystancje uziemienia. Jak można zauważyć z naszym obliczeń ważne jest aby rezystancja miała jak najmniejszą wartość i wówczas wartość napięcie dotykowego będzie miała wartość bezpieczną dla użytkownika.

Ostatnim badanym układem sieciowym był układ IT, który stosowany przy średnich napięciach i jego cechą charakterystyczną jest to iż punkt gwiazdowy transformatora jest nie uziemiony, a obudowa tak jak w układzie TT jest połączona jest bezpośrednio z uziomem. I w ten układzie ważne jest aby rezystancja uziomu i przewodu ochronnego łączącego części dostępne z uziomem była jak najmniejsza co spowoduje pojawienie się najmniejszego napięcia dotykowego na obudowie urządzenia.

Pomiar impedancji pętli zwarciowej dokonaliśmy miernikiem cyfrowym który po ustawieniu sam dokonał wszelkich pomiarów które zanotowaliśmy w tabeli. Dzięki pomiarowi impedancji pętli zwarciowej można sprawdzić skuteczność szybkiego wyłączenia korzystając z zależności z_p * I_a ≤ U_o, gdzie z_p jest to impedancja pętli zwarcia, I_a jest to prąd który zapewni zadziałanie urządzenia ochronnego, który dobierany jest z charakterystyk czasowo-prądowych tych urządzeń, U_o jest to napięcie pomiędzy skrajnym przewodem sieci a ziemią. Przy doborze należy pamiętać o przyjęciu maksymalnego dopuszczalnego czasu wyłączania (czas ten zależy od napięcia U_o a także od warunków środowiskowych)

Badanie wyłącznika różnicowo-prądowego dokonaliśmy za pomocą miernika MRP-1. Miernik ten jest przeznaczony do badania tych urządzeń lecz tylko jednofazowych. Trzeba podkreślić że wyłączniki różnicowo-prądowe nie mogą być tylko stosowane w układach sieciowych typu TN-C. Urządzenie to zapewnia nam skuteczna ochronę przed porażeniem i charakteryzuje się dużą czułością zadziałania i szybkim czasem wyłączenia.

---