Описание лабораторного стенда

Стенд представляет собой настольную конструкцию с вертикальной передней панелью. На лицевой панели стенда (см. Рисунок) изображена мнемосхема системы «электрическая сеть – потребители», которая содержит изображение источника питания (трехфазная сеть), фазных и защитных проводников, электропотребителей: полуактивного (корпус1), активного (корпус 2) и пассивного (корпус 3), соответствующего классу защиты I от поражения электрическим током (ГОСТ РМЭК 61140-2000).

Индикация наличия фазных напряжений осуществляется тремя светодиодными индикаторами – желтым (фаза А), зеленым (фаза В) и красным (фаза С).

Стенд позволяет моделировать два способа защиты – защитное заземление и зануление. Подключение корпусов 1 и 2 к РЕ-проводнику (зануление) или к заземляющим устройствам осущеспвляется путем соединения гибким проводом со штеккерами клемм «X1» или «Х2» с одной из соответствующих клемм «Xре1», «Xре2» или «Xзм1», «Xзм2». Реально существующие распределенные сопротивления изоляции проводов (фазных и нулевого) относительно земли изображены на мнемосхеме в виде сосредоточененых элементов – резисторов, расположенных справа ("Rae", "Rbe", "Rce", "Rne").

На поле мнемосхемы, рядом с изображениями элементов моделируемой сети, размещены коммутационные элементы и регуляторы с соответствующими буквенно-цифровыми обозначениями, выполняющими следующие функции:

– изменение значений фазных напряжений «Uф» в диапазоне 220В±10% (не является необходимым средством для проведения лабораторных работ, может применяться для исключения получения одинаковых результатов разными группами студентов),

– изменение значений сопротивления изоляции проводов "Rae", "Rbe", "Rce", "Rne": 1; 5; 10; 20кОм,

– имитацию подключения автоматическими выключателями активного (корпус 2) и полуактивного (корпус 1) потребителей кнопками без фиксации с индикацией, соответственно S2 и S1. При нажатии на эти кнопки потребитель отключается от сети, и соответствующий светодиод гаснет. Корпус 3 является пассивным и изображен как однофазный потребитель;

– имитацию замыкания корпусов 1 и 2 на фазы соответственно «А» н «В» нажатием кнопок с фиксацией и индикацией «Sk31» и «Sk32». О замыкании корпуса при нажатии кнопки свидетельствует загорание соответствующего светодиода, при отжатии кнопки происходит размыкание корпуса от фазы, и свето диод внутри кнопки гаснет,

– изменение значений сопротивлений РЕ-проводника «RPE»: 0,1, 0,2 и 0,5 Ом (сопротивления участков «нейтраль - корпус 1» и « корпус 1 -корпус 2» условно считаются равными),

– изменение значений переходного сопротивления между корпусом 2 и зануляющим проводником «R_пер»: 0; 0,1 и 0,5 Ом,

– изменение значений сопротивления заземления корпуса 2 «R зм2»: 4; 10; 100 Ом,

– изменение значений сопротивления повторного заземления «Rпoв»: 4; 10; 100 Ом; значение R_пов =∞ означает отсутствие повторного заземления,

– имитацию обрыва РЕ – проводника тумблером «Soбp» при переводе его в нижнее положение,

– переключение режима нейтрали «глухозаземленная (переключатель «Sn» в верхнем положении) - изолированная» (переключатель «Sn» в нижнем положении) с одновременным подключением (отключением) РЕ- и N-пpoводников («Sn»).

Сопротивления заземления нейтрали «Ro» и заземления корпуса 1 «R3M1» установлены постоянными и равными 4 Ом.

Сопротивления фазных проводов «Ra, Rb, Rc» установлены постоянными и равными 0,1 Ом по каждой фазе, распределены равномерно на двух участках проводника – от нейтральной точки до корпуса 2 и после корпуса 2; на мнемосхеме изображены пунктиром.

Реальные уровни напряжений на доступных прикосновению частях стенда сотавляют не более ЗВ и не представляют опасности поражения электрическим током.

Индикация токов (Амперметр) и напряжений (Вольтметр) в моделируемой трехфазной сети, а также времени срабатывания автоматического выключателя корпуса 2 (Секундомер) осуществляется цифровыми индикаторами в нижней части стенда. Индицируемые параметры зависят от положения переключателей «А1-А2» (ток короткого замыкания и ток, стекающий с заземлителя «А1» и ток замыкания на землю через повторное заземление РЕ-проводника «А2») и «UA - UB - UC - UO - U1 -U2 - U3 - Uф» (напряжения фазных проводов, нейтральной точки, а также корпусов 1, 2, 3 относительно земли) и фазных напряжений Uф (между нулевой точкой и другими концами обмоток, цепь симметричная).

Срабатывание автоматического выключателя корпуса 2 и соответствующая индикация времени срабатывания происходят при токах свыше 200А.

По принципу работы стенд является цифровым микропроцессорным устройством, вычисляющим по соответствующим формулам параметры сети в зависимости от комбинаций коммутационных элементов на передней панели стенда. Результаты вычислений выводятся на цифровые индикаторы. Индикаторы отображают «измеренные» (вычисленные) значения параметров по нажатию кнопки «ИЗМЕРЕНИЕ», расположенной справа в нижней части передней панели; показания сбрасываются нажатием кнопки «СБРОС», расположенной там же. Стенд устроен таким образом, что позволяет длительно сохранять режим замыкания фазных проводов на корпуса электропотребителей 1 и 2 и полученные при этом результаты измерений исследуемых параметров.

Т.к. только корпус 2 является активным, т.е. работающим при всех экспериментах, работа стенда осуществляется только при условии включения корпуса 2 и замыкания на землю фазы «В» (кнопка с фиксацией и индикацией «Sk32»). Если будет попытка произвести измерение при несоблюдении этого условия, на цифровых индикаторах высветится цифра «2», (напоминание о необходимости подключить и «закоротить» корпус 2).

В памяти стенда «зашиты» в основном комбинации, относящиеся к лабораторным работам в соответствии с данными «Методическими указаниями». В случае набора некоторых не предусмотренных комбинаций на цифровые индикаторы выводится символ «--» .

Включение-выключение стенда производится тумблером «ВКЛ-ВЫКЛ», расположенным слева в нижней части передней панели стенда. При включении стенда загораются светодиодные индикаторы наличия фазных напряжений на мнемосхеме передней панели.