Eng Ru
Отправить письмо

Способ контроля изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью и устройство для его осуществления. Контроль изоляции в сетях с изолированной нейтралью


2.2. Контроль изоляции

Поддержание сопротивления изоляции на высоком уровне уменьшает вероятность замыканий на землю, на корпус и пораже­ний людей электрическим током. Контроль изоляции может быть приёмосдаточным, периодическим или постоянным (непрерывным). В мало разветвлённых сетях с изолированной нейтралью, где ём­кость фаз относительно земли невелика, сопротивление изоляции яв­ляется основным фактором безопасности. Поэтому ПУЭ требуют в се­тях до и выше 1 кВ с изолированной нейтралью осуществлять по­стоянный контроль изоляции.

В сетях с большой ёмкостью и в сетях с заземлённой нейтралью сопротивление изоляции не определяет безопасности, однако повре­ждение изоляции может стать причиной поражения при прикоснове­нии к изолированной токоведущей части. Поэтому и в таких сетях должен проводиться контроль изоляции, правда, можно ограничиться периодическим контролем.

Правила предусматривают проведение периодических проверок сопротивления изоляции мегомметром, измерительное напряжение которого должно быть равным или несколько большим номинального напряжения электроуста­новки, так как сопротивление изоляции является нелинейной функцией приложенного напряжения... Измеряется сопротивление изоляции каждой фазы относительно земли и между фазами на каж­дом участке между двумя последовательно установленными предо­хранителями, выключателями и другими устройствами или за послед­ним предохранителем (выключателем). Сопротивление изоляции электропроводок (в том числе осветительных) и кабельных линий каж­дого участка в установках напряжением до 1000 В согласно ПУЭ и ПТЭЭП должно быть не ниже 0,5 МОм на фазу; распределительных устройств, щитов и токопроводов – не менее 1 МОм; кранов и лифтов – не менее 0,5 МОм. В результате измерений обнаруживаются участки с низким сопротивлением изоляции, требующие профилактических мероприятий для предупреждения замыканий на землю и коротких замыканий Неудобство таких измерений состоит в том, что они должны проводиться при полном снятии на­пряжения с установки и при отключенных электроприёмниках (в осве­тительных сетях - при вывернутых лампах накаливания). В настоящее время разработаны приборы, позволяющие измерять сопротивление изоляции под напряжением и при включённых электроприёмниках.

Постоянный (непрерывный) контроль изоляции проводится под рабочим напряжением с подключёнными потребителями, поэтому °н даёт информацию о величине сопротивления изоляции всей

электроустановки. Наиболее простой схемой постоянного контроля изоляции является схема трёх вольтметров, представленная на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема трёх вольтметров

Принцип действия схемы трёх вольтметров можно уяснить с помощью векторных диаграмм (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Векторная диаграмма фазных напряжений( три стадии ухудшения изоляции фазы А):

а — при исправной изоляции фаз; б — при глухом замыкании фазы А на землю; в — при не­полном замыкании фазы А на землю

а б в

Рис. 2.2.. Три стадии ухудшения изоляции фазы А

а - изоляция исправна

б - глухое замыкание на землю фазы А

в - неполное замыкание на землю фазы А

При нормальном состоянии изоляции (рис. 2.2.а) каждый из вольтметров показывает напряжение соответствующей фазы отно­сительно земли. При полном (металлическом, глухом) замыкания одной из фаз, например, фазы А, на землю (рис. 2.2.6) вольтметра подключённый к этой фазе, покажет нуль, а вольтметры, подключённые к другим фазам - линейное напряжение.

На практике чаще возникают замыкания на землю через переходное сопротивление (неполное замыкание). В этом случае (рис.2.2.в) вольтметр повреждённой фазы покажет напряжение больше нуля, но меньше фазного, а вольтметры исправных фаз - напряжение больше фазного, но меньше линейного. Конкретныезначения показаний вольтметров определяются величиной переход­ного сопротивления в месте замыкания на землю.

Схема трех вольтметров не измеряет сопротивление изоляции, а лишь указывает на наличие или отсутствие замыкания на землю в электрически связанной сети. Конкретное место замыкания на землю определяется по­следовательным отключением потребителей (электроприемников).

При симметричном снижении уровня изоляции всех трех фаз вплоть до короткого замыкания все вольтметры будут показывать фазные напряжения, т.е. схема теряет работоспособность.

Следует подчеркнуть, что в сети с изолированной нейтралью при замыкании фазы на землю искажаются лишь напряжения фаз и нейтральной точки относительно земли, тогда как напряжения меж­дуфазные (линейные) и напряжения фаз относительно нейтральной точки сохраняются неизменными, что видно из рис.2.2. Поэтому при указанных неисправностях электроснабжение потребителей не на­рушается. Вместе с тем режим однофазного замыкания на землю является аварийным и, согласно ПУЭ, должен быть устранен за время, не превышающее 2-х часов.

Опасность поражения электрическим током при косвенных прикосновениях может быть снижена применением двойной изоляции.

Двойная изоляция - изоляция в электроустановках напряжени­ем до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляции

Дополнительная изоляция - независимая изоляция в электро­установках напряжением до 1 кВ, выполняемая дополнительно к основной изоляции для защиты при косвенном прикосновении.

С двойной изоляцией изготавливаются отдельные электротехни­ческие изделия, например, ручные светильники, ручные электрические машины (электроинструмент), разделительные трансформаторы.

Сущность двойной изоляции заклю­чается в том, что помимо основного наносится еще один слой изо­ляции токоведущих частей, который предохраняет человека от прикосновения к металлическим нетоковедущим частям, могущим случайно оказаться под напряжением. Для этого металлические корпуса электрооборудования покрывают слоем изоляционного материала и рукоятки изготовляют из диэлектрика. Недостатком такого покрытия является воможность его разрушения от механи­ческих воздействий, вследствие чего становятся доступными для прикосновения случайно оказавшиеся под напряжением металли­ческие нетоковедущие части. При этом разрушение второго слоя изоляции не влияет на работу электроустановки и поэтому при проверках не выявляется. Следовательно, такой способ не обес­печивает надежной защиты от прикосновения к токоведущим ме­таллическим частям и может быть использован для электрообору­дования, не подвергающегося механическим ударам.

Надежную защиту людей обеспечивает такой способ выполне­ния двойной изоляции, при котором корпуса электрооборудова­ния изготовляются из изоляционного материала. Такой корпус защищает от поражения электрическим током не только при пробое изоляции внутри изделия, но и при случайном прикосновении рабочей части электрооборудования к токоведущей части. При разруше­нии корпуса нарушается взаимное расположение размещенных в нем частей и электрооборудование продолжать работать не мо­жет. При этом сработает защита и отключит неисправное элек­троустройство от сети.

Если же корпус изделия ме­таллический, то роль дополнительной изоляции играют изоляционные втулки, через которые питающий кабель проходит внутрь корпуса, и изолирующие прокладки, отделяющие электродвигатель от корпуса. Проводящие части оборудования с двойной изоляцией не должны быть присоединены к защитному РЕ – проводнику и к системе уравнивания потенциалов.

На паспортной табличке электротехнического изделия с двойной изоляцией помещается знак - квадрат внутри квадрата.

При эксплуатации электроинструмента с двойной изоляцией необходимо ежемесячное испытание изоляции мегаомметром, а при каждой выдаче для работы - проверка отсутствия замыкания на корпус при помощи специального прибора - нормометра

В тех случаях, когда двойную изоляцию затруднительно применять по конструктивным причинам, например, в выключателях, щёткодержателях и др., используют усиленную изоляцию.

Усиленная изоляция - изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, обеспечивающая степень защиты от поражения электрическим током, равноценную двойной изоляции.

studfiles.net

А.2.3 Классификация электрических сетей по способу заземления нейтралей. Сети с изолированной нейтралью. Контроль изоляции в сети с изолированной нейтралью

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 17Следующая ⇒

Способы заземления нейтралей

Нейтралями электроустановок называют общие точки обмоток генераторов или трансформаторов, соединенных в звезду.

Вид связи нейтралей машин и трансформаторов с землей в зна­чительной степени определяет уровень изоляции электроустановок и выбор коммутационной аппаратуры, значения перенапряжений и способы их ограниченияи т. д. В зависимости от режима нейтрали электрические сети разделяют на четыре группы: 1) сети с незаземлепныминейтралями; 2) сети с резонансно-заземленными нейтралями; 3) сети с эффективно-заземленными нейтралями; 4) сети с глухозаземленныминейтралями. 

а) Трехфазные сети с незаземленными нейтралями

В нормальном режиме работы напряжение фаз сети относительно земли симметричны и равны фазному напряжению, а ёмкостные токи фаз относительно земли также симметричны и равны между собой. Емкостный ток фазы: .C – емкость фазы относительно земли. Геометрическая сумма емкостных токов трёх фаз равна нулю.

В случае металлического замыкания на землю в одной точке напряжения неповрежденных фаз относительно земли возрастают в раз и становятся равными междуфазному напряжению. Емкостные токи неповреждённых фаз также увеличиваются в раз. Ток повреждённой фазы будет равен нулю, так как эта ёмкость является закороченной. Геометрическая сумма векторов ёмкостных токов неповреждённых фаз определяет вектор тока через место повреждения. Ток Ic оказывается в 3 раза больше, чем ёмкостный ток фазы в нормальном режиме: .Ic зависит от напряжения сети, частоты и емкости фаз относительно земли

В случае замыкания на землю через переходное сопротивление напряжение поврежденной фазы относительно земли будет больше нуля, но меньше фазного, а неповрежденных фаз – больше фазного, но меньше линейного. Меньше будет и ток замыкания на землю.

При однофазных замыканиях на землю в сетях с незаземленной нейтралью треугольник линейных напряжений не искажается, поэтому потребители, включенные на междуфазные напряжения, продолжают работать нормально.

б) Трехфазные сети с резонансно-заземленными нейтралями

Для компенсации емкостного тока на землю  внейтраль генераторов или трансформаторов включают дугогасящие реакторы, индуктивное сопротивление которых соответствует емкостному сопротивлению сети: . При замыкании на фазы на землю в месте повреждения протекают токи  и , сдвинутые на 180° друг относительно друга , следовательно, результирующий ток  будет недостаточен для поддержания дуги, и она не возникнет. Изоляция не будет подвергаться опасным перенапряжениям, приводящим к КЗ и отключению линий. Настроить дугогасящий реактор можно в резонанс (когда ), в режим недокомпенсации (когда ) и в режим перекомпенсации (когда ). Желательна настройка в резонанс.

в) Трехфазные сети с глухо- и эффективно-заземленными нейтралями

Глухое заземление нейтрали применяется в сетях до 1кВ. При этом все нейтрали источников питания соединяются с землей.

В сетях 110 кВ и выше определяющим в выборе способа заземления нейтралей является фактор стоимости изоляции. Здесь при­меняется эффективное заземление нейтралей, при котором во время однофазных замыканий напряжение на неповрежденных фазах равно примерно 0,8 междуфазного напряжения в нормальном режима работы. Это основное, достоинство такого способа заземления нейтралей.

Недостатком режима заземленной нейтрали является то, что замыкание фазы на землю является коротким замыканием и требует немедленного отключения. Значительная часть однофазных замыканий в сетях 110 кВ и выше при снятии напряжения самоустраняется, поэтому автоматическое повторное включение (АПВ) восстанавливает питание потребителей.

Контроль изоляции

В сетях с изолированной нейтралью контроль состояния изоляции легко осуществить с помощью трех вольтметров. Вольтметры подключаются к зажимам основной вторичной обмотки трехфазного трехобмоточноготрансфрматора напряжения серии НТМИ. Для этой же цели могут использоваться и однофазные трансформаторы напряжения (рис. 1).

При нарушении изоляции фазы (замыкании ее на землю) показание вольтметра на этой фазе снизится, а показания вольтметров на двух других неповрежденных фазах возрастут. При металлическом замыкании на землю вольтметр поврежденной фазы покажет нуль, а на других фазах напряжение возрастет в 1,73 раз и вольтметры покажут линейные напряжения.

О нарушении изоляции фазы оперативный персонал подстанции может узнать и по работе сигнальных устройств. В качестве сигнального устройства применяется реле контроля изоляции Н, которое подключается к выводам дополнительной вторичной обмотки трансформатора. При замыкании на землю на зажимах этой обмотки возникает напряжение нулевой последовательности 3U0, реле Н срабатывает и подает сигнал.

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 21; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

studopedia.net

Электробезопасность в сети с изолированной нейтралью

Государственный комитет Российской Федерации

по высшему образованию

Новосибирский государственный технический университет

Методические указания к лабораторной

работе №2 для студентов старших курсов

всех факультетов и форм обучения

Новосибирск – 1994

Составители: В.П.Щербина, канд. техн. наук

В.А.Баранов, ст. преп.

Рецензент: А.И.Бородин, канд. техн. наук

Работа подготовлена на кафедре охраны труда

Цель работы

Изучить влияние сопротивления изоляции трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью на опасность повреждения человека электрическим током и оценить действие защитного заземления как способа обеспечения электробезопасности.

Общие сведения

В трехфазных сетях с изолированной нейтралью защита человека от поражения электрическим током при прикосновении к токоведущей части электроустановки может быть достигнута за счет поддержания изоляции сети на должном уровне.

Схема трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтра­лью в момент прикосновения человека к фазному проводу показана на рис. I.

Изоляция токоведущих частей электроустановки выполняется из реальных диэлектриков, удельное электрическое сопротивление кото­рых имеет конечную величину. Поэтому на каждом участке длины про­вода изоляция имеет конечное активное электрическое сопротивление. Каждый участок провода имеет емкость относительно земли. Активные сопротивления изоляции и емкости распределены по всей длине про­вода. Для расчета тока, проходящего через человека или тока замыкания на землю эти распределенные сопротивления изоляции и емко­сти мокко условно считать сосредоточенными (Рис. I).

Полные сопротивления изоляции фаз относительно земли в комплексной форме

где - активные сопротивления изоляции фазных проводов;

- емкости фазных проводов относительно земли.

При и.

Ток, протекающий через человека, коснувшегося фазного провода, равен [I]:

,

где - фазное напряжение сети;

- сопротивление человека

Z – полное сопротивление изоляции фазы относительно земли.

Следовательно, величина тока зависит от полного сопротивления изоляции фазыZ.

В сетях напряжением до 1000В малой протяженности емкость фазы относительно земли невелика, емкостная составляющая полного сопротивления изоляции фазы очень большая и его шунтирующим влиянием на активное сопротивление изоляции можно пренебречь. Тогда , т.е. полное сопротивление изоляции фазы становится равным активному сопротивлении изоляции фазы и ток

Это выражение показывает значение изоляции как фактора безопас­ности: чем выше сопротивление изоляции фазы , тем меньше ток, проходящий через человека, а значит тем меньше опасность пораже­ния.

Значительную роль играет сопротивление изоляции электроуста­новки и при заземлении металлического корпуса электроприемника с целью защиты персонала от поражения электрическим током в случае пробоя фазы на корпус (Рис. 2).

При условии, что опасность поражения человека оп­ределяется величиной напряжения прикосновения, минимальное значе­ние которого равно [I]:,

где - ток замыкания на землю через заземляющее устройство,

имеющим сопротивление .

Как видим и здесь опасность поражения увеличивается при умень­шении Z.

Контроль за состоянием изоляции осуществляется при приемо­сдаточных испытаниях вновь вводимого в эксплуатацию электрообо­рудования в объеме требований Правил устройства электроустановок (ПУЭ), при эксплуатационном (периодическом) контроле изоляции в сроки, установленные ПТЭ и ПТБ при постоянном контроле в тече­ние всего времени работы электроустановки.

Обычно в сетях напряжением до 1000 В о состоянии сопротивле­ния изоляции судят по величине ее активной составляющей ( шунтирующим значением его емкостной составляющей пренебрегают ). Поэтому под контролем изоляции понимают измерение ее активного (омического) сопротивления с целью обнаружения дефектов.

Периодический контроль сопротивления изоляции производится на отключенной установке, при этом измеряется сопротивление изо­ляции отдельных участков сети, электрических аппаратов, машин и т.п. В сети измеряется сопротивление изоляции каждой фазы относи­тельно земли и между фазами. Сопротивление изоляции каждого уча­стка в сетях напряжением до 1000 В должно бить не ниже 0,5 МОм. Для электрических аппаратов и машин нормы другие, поэтому они от­ключаются от сети, и сопротивление их изоляции измеряется отдельно [3].

Измерение производится мегаомметром, который состоит из ге­нератора постоянного токи с ручным приводом, логометра и добавочных сопротивлений (Рис. 3). Скорость вращения рукоятки провода должна обеспечить требуемую величину измерительного напряжения генератора. Так как сопротивление изоляции сети нелинейно зависит от приложенного напряжения (Рис. 4), то дня измерения сопротивления изоляции должен быть использован мегаомметр с измеритель­ным напряжением генератора не ниже рабочего напряжения сети или несколько больше, что позволяет проверить и электрическую проч­ность изоляции.

ПТЭ и ПГБ регламентируется напряжение мегаомметра в зависим­ости от номинального напряжения электроустановки.

Постоянный контроль изоляции осуществляется под рабочим на­пряжением в течение всего времени роботы электроустановки без автоматического отключения. Отсчет сопротивления изоляции осуще­ствляется но шкале прибора. При снижении сопротивления, изоляции до предельно допустимого значения и ниже прибор подаст звуковой или световой сигнал или оба сигнала вместе. Для осуществления постоянного контроля изоляции используются приборы двух типов: на постоянном оперативном токе и вентильные [l]. На рис. 5 пока­зана схема на постоянном оперативном токе.

При постоянном напряжении источника величина оператив­ного тока определяется состоянием изоляции всей сети относитель­но земли, т.е.

;

где

- напряжение источника постоянного тока,

- сопротивления обмотки реле КА,

- активное эквивалентное сопротивления изоляции всей сети относительно земли .

При уменьшении увеличиваетсяи при, где- минимально допустимое значение сопротивления изоляции, величинастановится равной или больше тока срабатывания реле. Реле, срабатывая, додает звуковой или световой сигнал, а при необходимости и сигнал на отключение сети от источника (цепь с контактами реле не приведена).

Вентильные схемы контроля изоляции измеряют сопротивление изоляции выпрямленным током.

На рис. 6 полазана простейшая схема устройства постоянного контроля изоляции.

Ток через одни из вентилей проходит по цепи: вентиль , указатель, заземлитель и сопротивления изоляции двух других фаз к источнику. Полярность фаз меняется, поэтому постоянный ток проходит поочередно через вентили, че­рез указательи сопротивление изоляции.

Среднее значение этого тока зависит от общего сопротивления .

Последовательно с указателем может быть включено реле, замыкающее сигнальную цепь, как в схеме рис. 5.

Существенную опасность в сети с изолированной нейтралью пре­дставляет однофазное глухое замыкание на землю при отсутствии устройств автоматического контроля изоляции. Наиболее просто про­изводится обнаружение глухих замыканий на землю при помощи трех вольтметров, включенных между фазами и землей (Рис. 7).

При равных сопротивлениях изоляции показания вольтметров будут одинаковы. Нарушение равенства сопротивлений изоляции приводит в свою очередь к нарушению равенства напряжений. Вольтметр в фазе с большим сопротивлением изоляции покажет большее значение напряжения, чем вольтметры в фазе с меньшим сопро­тивлением изоляции.

При глухом замыкании одной из фаз на землю вольтметр, включенный в эту фазу, покажет нуль, а вольтметр исправных фаз – линейное напряжение

studfiles.net

Контроль состояния изоляции в сетях 6, 10, 35 кВ.

Производится с помощью специальных сигнальных устройств и выполненных на трансформаторах напряжения НТМИ, НАМИ, ЗНОМ.

Рассмотрим схему включения трансформатора напряжения, а также трансформаторов тока нулевой последовательности.

В кабельных сетях очень часто однофазное замыкание сопровождается возникновением дуги в месте повреждения. В результате теплового действия дуги возможно нарушение изоляции других фаз и отключение установки.

При больших ёмкостных токах в сети (обычно > 30 А) дуга становится перемежающейся.

В результате перемежающейся дуги напряжение на фазах увеличивается до 3, 5 раз во всей электрически связанной сети, что является опасным, особенно для участков с ослабленной изоляцией.

Чтобы уменьшить или исключить появление дуговых перенапряжений ПЭЭП устанавливают следующие нормы значений токов однофазного КЗ:

6кВ – 30А

10кВ – 20А

35кВ – 10А

Сети с резонансно заземлённой нейтралью (компенсированной).

В сетях 6, 10, 35 кВ, где токи однофазного замыкания превышают нормируемые значения, применяется заземление нейтрали через дугогасящие реакторы.

В нормальном режиме ток через дугогасящий реактор практически равен 0.

Так как ток в месте повреждения определяется суммой ёмкостного тока Icи индуктивного тока IL, ток в месте повреждения будет небольшим или равен 0 (частичная или полная компенсация ёмкостного тока).

Уменьшение тока приводит к исчезновению дуги в месте повреждения, таким образом, устраняются опасные последствия дуговых перенапряжений.

Необходимая мощность реактора определяется по формуле:

Q = n ∙ Ic∙Uф

где: n = 1,25 – коэффициент учитывающий развитие сети(запаса).

Виды реакторов:

РЗДСОМ – 620 / 6

РЗДПОМ – 1560 / 10

где: 620 – мощность, кВ∙А

6 – напряжение сети, кВ.

РДЗ – реактор заземляющей дугогасящий;

С, П – ступенчатое или плавное регулирование компенсации;

О – однофазный.

М – масляный.

Ступенчатое регулирование осуществляется за счет изменения ответвления реактора, плавное регулирование осуществляется за счет изменения воздушных зазоров магнитопровода.

Присоединение дугогасящих реакторов.

Реакторы могут быть присоединены к нагруженным трансформаторам (силовые трансформаторы подстанций, трансформаторы СН или специальные трансформаторы).

Если реакторы подключаются к нагруженным трансформаторам, их мощность не должна превышать некоторого допустимого значения.

где: Smax – максимальное значение нагрузки.

Если реактор подключается к специальному трансформатору, его мощность выбирается из условия:

Qн р ≤ Sн. т.

Qн р ≤ Кпер Sн. т.

где: Кпер – коэффициент перегрузочного трансформатора.

В случае параллельной работы секций шин, в работе должны быть оба реактора.

Реакторы, как правило, устанавливаются на узловых подстанций с числом присоединений не менее 3.

Электрические сети с эффективно заземлёнными нейтралями.

Это сети напряжения 110 кВ и выше.

Заземление нейтрали производится к заземляющему устройству подстанций.

Выбор такого способа заземления нейтрали в этих сетях определяется тем, что решающим фактором является увеличение стоимости изоляции.

При однофазном замыкании напряжение на неповрежденных фазах не превышает 0,8 Uл.

Iк – достигает значения трёхфазного тока КЗ и даже превышает его, что

приводит к отключению установки.

Недостатки такого способа:

1. Возникновение больших токов однофазного КЗ.

2. Возникает необходимость в сооружении сложных заземляющих

устройствах.

3. Для ограничения токов однофазного КЗ возникает необходимость

производить разземление нейтрали части трансформаторов сети 110 –

220 кВ.

studfiles.net

Общий контроль изоляции в распределительных сетях 6 – 35 кВ — Мегаобучалка

Для выявления нарушения изоляции фаз относительно земли в электроустановках предусматривается так называемый общий контроль изоляции. Для этих целей применяется специальный трехфазный пятистержневой трансформатор напряжения, одна из вторичных обмоток которого соединяется в «разомкнутый треугольник» и является фильтром напряжения нулевой последовательности (ФННП) (Рис.7). К выходу этого фильтра присоединяется реле напряжения KV. При замыкании фазы на землю на выходе фильтра появляется напряжение нулевой последовательности 3U0, под действием которого реле срабатывает и действует на сигнал. Поврежденная фаза определяется, как правило, по трем вольтметрам включенных в другую вторичную обмотку трансформатора напряжения. В этом случае показания вольтметра в поврежденной фазе будут равны нулю при металлическом замыкании и меньше фазного напряжения, если в точке замыкания имеется переходное сопротивление. Электрическая схема контроля изоляции в сетях 6 – 35 кВ представлена на Рис.7.

Рис. 7. Схема общего контроля изоляции в сети 6-10кВ

 

Причиной появления напряжения нулевых последовательностей 3U0 является нарушение симметрии фазных напряжений ЛЭП относительно земли (рис. 8 г, д).

Векторные диаграммы напряжения и емкостных токов для нормального режима показано на рис. 8 а, б.

Рис. 8. Схемы замещения сети с изолированной нейтралью: а, б - нормальный режим сети и векторные диаграммы напряжений емкостных токов; в, г, д, е – при замыкании фазы А на землю и векторные диаграммы.

Векторные диаграммы напряжения и ёмкостных токов при замыкании фазы «А» на землю представлены на рис.8 в, г.

Симметричные составляющие напряжений и ёмкостного тока замыкания Iз при замыкании фазы «А» на землю представлены на Рис.8 д, е.

Реальное распределение токов нулевых последовательностей 3I0 в конкретной распределительной сети 10кВ показано на Рис. 9.

 

Рис. 9. Токораспределение 3I0 по фидерам ЛЭП

 

Из приведенной на Рис. 9 схемы распределения 3I0 в реальной сети 10 кВ нужно уяснить следующее:

– емкостной ток нулевой последовательности 3I0 в неповрежденных линиях имеет направление «от линии – к шинам»; в поврежденной линии «от шин – в линию».

– емкостной ток 3I0 в поврежденной линии равен сумме емкостных токов от неповрежденных линий

Эти два свойства широко используют при выполнении ряда защит от замыкания на землю.

Величина тока замыкания Iз=3I0 в практических расчетах для настройки защит может определяться через удельную ёмкость Суд (мкФ/км).

(A)

где Uф–фазное напряжение;

l - длина электрически связанной сети, км.

Величина Судзависит от конструкции сетей и составляет ориентировочно:

–5.5 · 10-3 мкф/км – для воздушных ЛЭП;

–190 ·10-3 мкф/км – для кабельных ЛЭП.

В практике можно воспользоваться также и империческими формулами для определения тока замыкания :

– воздушные ЛЭП (A)

– кабельные ЛЭП (A)

где U – линейное напряжение, кВ

l – длина сетей, км

megaobuchalka.ru

Способ контроля изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью и устройство для его осуществления

 

Использование: изобретени относится к области электротехники, в частности к контролю изоляции участков целей, влияющих на электро- и пожаробезопасность в электроустановках с заземленной нейтралью и могут быть использованы во всех производственно-технических и бытовых электросетях. Сущность: изобретение заключается в измерении суммарного сопротивления изоляции с помощью милливарметра, милливарметра, со шкалой, проградуированной в килоомах, токовая обмотка которого подключена к вторичной обмотке дифференциального трансформатора тока нулевой последовательности, выдающего напряжение несимметрии токов петли фаза - рабочий нуль. При этом многофазные цепи предварительно должны быть переведены в однофазный режим с помощью дополнительного коммутационного аппарата, замыкающего цепь одного из фазных силовых контактов общего контактора участка сети, отключаемого на период измерения. Изобретение позволяет уменьшить трудоемкость измерений, количество замеров и расчетов при нормальных и искусственных режимах работы электроустановки, упростить устройство и уменьшить его массогабаритные характеристики. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к контролю изоляции под рабочим напряжением электрических сетей с глухозаземленной нейтралью и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства ввиду распространения этих сетей.

Известны способ и устройство контроля изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью, требующие для своей нормальной работы отсутствия связи нулевого провода с землей как минимум на контролируемом участке цепи, либо в заземляющий провод включаются дополнительные устройства, например резонансный контур [1] Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ контроля изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью под рабочим напряжением, состоящее из активных или индуктивных сопротивлений, включенных в рассечку фаз, трансформатор тока нулевой последовательности, первичные обмотки с одной стороны подключены к источнику тока, а с другой к контролируемой сети, вторичная обмотка тока нулевой последовательности подключена к милливольтметру, а дополнительная компенсационная первичная обмотка последовательно с активным переменным сопротивлением включена в роторную цепь фазорегулятора, статорная обмотка которого подключена к источнику тока, а также миллиамперметра, ваттметра и вольтметра, при этом миллиамперметр последовательно с токовой обмоткой ваттметра и переменным резистором подключены к двум фазам источника тока до сопротивлений в рассечке фаз, а вольтметровая обмотка ваттметра и параллельно включенный ей вольтметр через переключатель подключены к фазным проводам и кулевому проводу источника тока после сопротивлений в рассечке фаз [2] Однако и этот способ, и соответственно устройство для его осуществления имеют такие недостатки, как большая трудоемкость (требуется подключение вместо штатного источника тока силового трансформатора с отпайками на вторичной обмотке или введение в рассечку фаз активных или индуктивных сопротивлений, рассчитанных на номинальный ток нагрузки), проведение большого количества замеров и расчетов при нормальных и искусственных режимах работы электроустановки, при этом не обеспечивается непосредственный отсчет величины сопротивления изоляции по шкале прибора, а устройство очень сложно и имеет большие массогабаритные характеристики. Это не позволяет на практике применять данные способ и устройство на постоянно действующих электроустановках, особенно на транспорте, где требуются малые габариты и вес оборудования и малые трудозатраты на регламентные работы. Предлагаемый способ и устройство для его осуществления не имеют этих недостатков. В основу изобретения поставлена задача создания способа контроля изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью и устройства для его осуществления, которые позволяют упростить процесс контроля и непосредственного замера активного и емкостного сопротивления изоляции по шкале прибора, а также упростить устройство контроля. Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе контроля изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью под рабочим напряжением путем замера тока утечки контролируемой сети трансформатором тока нулевой последовательности, согласно изобретению на шины контролируемой сети подают одну фазу питающего напряжения, подключают все фазные потребители контролируемой сети с помощью коммутационных аппаратов фазных цепей потребителей и измеряют активную и реактивную мощности утечки сети; в известном устройстве, содержащем трансформатор тока нулевой последовательности, первичные обмотки которого с одной стороны подключены к источнику тока, а с другой к контролируемой сети, прибор для измерения электрической мощности, обмотки напряжения которого подключены к фазе источника тока, согласно изобретению в качестве прибора для измерения электрической мощности содержится милливаттметр милливарметр, токовая обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности, и коммутационный аппарат, контакт которого включен параллельно одному из фазных контактов вводного силового коммутационного аппарата контролируемой сети. Введение вышеуказанных существенных отличительных признаков позволяет уменьшить трудоемкость измерений, количество замеров и расчетов при нормальных и искусственных режимах работы электроустановки, а устройство упростить и уменьшить его массогабаритные характеристики и тем самым достичь решения поставленной задачи. Предлагаемый способ реализуется в следующем порядке. Сначала трехфазную контролируемую сеть переводят в однофазный режим, т. е. на контролируемую сеть подают только одну фазу и включают коммутационные аппараты фазных цепей всех потребителей сети. При включении трехфазных потребителей через их обмотки (цепи) напряжение вышеуказанной фазы подается и на все цепи остальных фаз контролируемой сети. Таким образом, все цепи контролируемой сети оказываются под рабочим измерительным напряжением, и ток нулевой последовательности будет прямо пропорционален суммарному комплексу полных проводимостей всех фаз контролируемой сети, а активная и емкостная мощность общей утечки сети при постоянном номинальном напряжении обратно пропорциональны соответственно активному и емкостному сопротивлению изоляции, поэтому, замерив с помощью милливаттметра и милливарметра, проградуированных в килоомах активную и реактивную мощность утечки, определяют соответственно активную и емкостную составляющие сопротивления изоляции контролируемой сети. На чертеже показано предлагаемое устройство. Устройство для осуществления предлагаемого способа состоит из источника тока 1, вводного коммутационного силового аппарата 2, дополнительного коммутационного аппарата 3, включенного параллельно одному из фазных контактов вводного коммутационного силового аппарата 2, трансформатора тока нулевой последовательности 4, первичные обмотки которого включены с одной стороны к источнику тока 1, а с другой к контролируемой сети 5, а вторичная обмотка 6 трансформатора тока нулевой последовательности 4 подключена к токовой обмотке милливаттметра-милливарметра 7, вольтметровая обмотка которого подключена к фазе источника тока, в которую включен контакт дополнительного коммутационного аппарата 3, потребители контролируемой сети 8, 9 с соответствующими коммутационными аппаратами 10, 11, 12. В случае однофазной сети дополнительного коммутационного аппарата не требуется. Устройство работает следующим образом. При разомкнутых контактах вводного коммутационного аппарата 2 включают коммутационный аппарат 3, который подает одну фазу источника тока на общие шины контролируемой сети 5, затем включают коммутационные аппараты 10, 11 потребителей 8, 9 сети. После этого производят замер показателей милливаттметра и милливарметра 7. Использование предлагаемого способа и устройства для контроля изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью под рабочим напряжением позволит значительно снизить затраты на вышеуказанный контроль, упростить устройство, ускорить процесс контроля и производить непосредственный контроль по шкале щитового прибора за сопротивлением изоляции контролируемой сети.

Формула изобретения

1. Способ контроля изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью под рабочим напряжением путем замера тока утечки контролируемой сети трансформатором тона нулевой последовательности, отличающийся тем, что на шины контролируемой сети подают одну фазу питающего напряжения, подключают все фазные потребители контролируемой сети с помощью коммутационных аппаратов фазных цепей потребителей и измеряют активную и реактивную мощности утечки сети. 2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее трансформатор тона нулевой последовательности, первичные обмотки которого с одной стороны подключены к источнику тока, а с другой к контролируемой сети, прибор для измерения электрической мощности, обмотка напряжения которого подключена к фазе источника тока, отличающееся тем, что в качестве прибора для измерения электрической мощности оно содержит милливаттметр милливарметр, тоновая обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности, и коммутационный аппарат, контакт которого включен параллельно одному из фазных контактов вводного силового коммутационного аппарата контролируемой сети.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трехфазным электрическим сетям с изолированной нейтралью и может быть использовано для определения активной составляющей сопротивления изоляции фазы относительно земли трехфазных электрических сетей с изолированной нейтралью

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно, к избирательному контролю сопротивления изоляции, и может быть использовано для контроля сопротивления изоляции многофидерных сетей без питания, многофидерных сетей переменного тока под рабочим напряжением, а также для поиска элементов с пониженным сопротивлением изоляции в сетях как под рабочим напряжением, так и обесточенных

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для непрерывного контроля сопротивления изоляции потребителей постоянного и переменного тока, находящихся под напряжением

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения эквивалентного сопротивления изоляции электрических сетей

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению токов с фаз на землю в действующих трехфазных электроустановках с изолированной нейтралью

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для непрерывного контроля сопротивления изоляции потребителей постоянного и переменного тока, находящихся под напряжением

Изобретение относится к электроизмерительной технике

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к избирательному контролю сопротивления и емкости изоляции в сетях, находящихся под рабочим напряжением, и может быть использовано для сетей с изолированной и компенсированной нейтралью

Изобретение относится к конрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения сопротивления изоляции относительно корпуса (земли), находящихся под рабочим напряжением двухпроводных сетей постоянного тока, и может быть использовано при электрических испытаниях и эксплуатации различных технических объектов, например космических аппаратов, судов, характерными особенностями сетей постоянного тока которых являются их сложность и значительная разветвленность, и как следствие большая емкость токоведущих частей относительно корпуса, а также широкий диапазон изменения сопротивления и емкости изоляции во времени, определяемый динамикой изменения состава контролируемой сети при включении и отключении потребителей электроэнергии

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения омического сопротивления различных электрических цепей, находящихся под действием изменяющегося по величине постоянного или выпрямленного тока, например, при измерении омического сопротивления (а по нему и качества) карбид-кремниевых нагревателей при заданной (эталонной) температуре

Изобретение относится к электротехнике , а именно к методам и средствам защиты и профилактики электродвигателей

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении активного сопротивления проводников, находящихся под действием изменяющегося по величине постоянного тока, например, при измерении температуры обмоток работающих электрических машин постоянного тока по величине их активного сопротивления

Изобретение относится к технике контроля полупроводниковых материалов и может быть использовано для выходного и входного контроля на предприятиях-изготовителях и потребителях кремния

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано при контроле нелинейности резисторов

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для послеоперационного контроля качества электроконтактной сварки, контроля качества разборных электрических контактов в многоамперных токопроводах и в других случаях, когда требуется измерение малых величин сопротивлений

Способ контроля изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью и устройство для его осуществления, устройство контроля изоляции

www.findpatent.ru

Изоляция в электроустановках

Весьма важным защитным мероприятием от пораже­ния током, является изоляция частей электроустановок. Качество изоляции должно соответствовать окружающей среде и условиям эксплуатации.

Схема соединения электроустановки с заземлителем

Схема соединения электроустановки с заземлителем.

Только в этом случае изоляция может выполнять свое основное назначение — защищать установку от повышенных токов утечки, а сле­довательно, предохранять от опасности поражения то­ком и от пожаров.

Высокое сопротивление изоляции создает безопас­ные условия эксплуатации и предупреждает возмож­ность пожаров. Низкое сопротивление изоляции ухудшает условия эксплуатации в сетях с изолированной ней­тралью, а в сетях с глухозаземленной нейтралью приво­дит к перерывам в электроснабжении. Большое значение поэтому приобретает контроль со­стояния изоляции сетей.

Проверку изоляции сетей про­изводят: а) при приемке установки после монтажа или ре­монта, б) периодически в процессе эксплуатации не реже 1 раза в год, в) постоянно при эксплуатации установки с по­мощью специальных приборов контроля изоляции. В основу оценки состояния изоляции должны быть положены нормы, предписываемые действующими элек­тротехническими правилами и стандартами. Сопротивление изоляции сети осветительной установ­ки на участке между 2-мя смежными предохранителя­ми, за последними предохранителями между любым про­водом и землей, а также любыми 2-мя проводами должно быть не менее 0,5 МОм.

Измерение сопротивления изоляции мегомметром

Рисунок 1. Измерение сопротивления изоляции мегомметром.

Указанная норма не относится к воздушным прово­дам наружных устройств и к установкам, находящимся в сырых помещениях, так как сопротивление в них чрезвычайно непостоянно и зависит от влажности воздуха. Отсутствие норм для такого рода установок обязывает к еще большей осторожности при выборе электрооборудования, к более тщательному монтажу и к более внима­тельному контролю. Указанные нормы изоляции не распространяются на электрические машины, трансформаторы и аккумуляторы, поэтому при измерениях изоляции их отключают от сети. Не вызывает сомнения, что сопротивление изоляции ма­шин и трансформаторов имеет такое же значение в смысле безопасности, как и сопротивление изоляции сети. Вновь смонтированная электрическая установка или установка, на которой закончен ремонт, может быть принята в эксплуатацию лишь после тщательной провер­ки ее изоляции относительно земли и между фазами. Такая же проверка периодически производится и на действующих установках, так как с течением времени под воздействием влаги, пыли, едких паров и температу­ры изоляция их может прийти в негодность.

В нормаль­ных производственных помещениях эту проверку необ­ходимо производить не реже одного раза в год, а в осо­бо сырых — не реже 2—4 раз в год. Сроки проверки изоляции для помещений, представляющих повы­шенную опасность в отношении взрыва или пожара, устанавливаются по согласованию с пожарной охраной, в зависимости от ответственности и характера произ­водства. Согласно действующим правилам, измерение сопро­тивления изоляции необходимо производить рабочим напряжением или же напряжением во всяком случае не менее 500 В. Испытание изоляции кабельной линии напряжением 6—10 кВ, а также определение целости жил кабеля и проверку соответствия их по фазам мегомметром произ­водят не менее 2 человек, из которых 1 должен иметь квалификацию не ниже группы IV, а 2-ой — не ниже группы III.

Схема постоянного контроля изоляции в установках с изолированной нейтралью

Рисунок 2. Схема постоянного контроля изоляции в установках с изолированной нейтралью.

До испытания изоляции кабельной линии, а также после него необходимо разрядить кабель на землю и убедиться в полном отсутствии на нем емкостного за­ряда. Кабели напряжением 6—10 кВ в процессе эксплуата­ции подвергают в течение 5 мин профилактическим ис­пытаниям напряжением постоянного тока, равным 5-кратному напряжению номинального линейного напря­жения. Кабели напряжением до 1 кВ испытывают, как правило, мегомметром 500—1000 В (рис. 1). При испытании изоляции электрических установок все лампы, электродвигатели и другие приемники тока, а также трансформаторы должны быть отсоединены от проводов, а все арматуры, наоборот, присоединены, все плавкие вставки предохранителей вставлены, а выклю­чатели замкнуты. Это позволяет проверять изоляцию не только проводов, но и всей подключенной к ним уста­новочной арматуры.

Перед измерением следует убедиться в отсутствии людей вблизи присоединяемой к мегомметру части электроустановки и запретить находящимся около нее прикасаться к токоведущим частям во избежание не­счастных случаев. Производящий измерение должен так расположить­ся с мегомметром, чтобы было невозможно даже слу­чайное прикосновение как самого рабочего, так и про­водов прибора к частям установок, находящимся под напряжением. Проводники, служащие для подключения прибора к токоведущим частям, должны иметь резиновую изоля­цию. Систематический контроль за состоянием изоляции дает возможность своевременно обнаружить неизбежно возникающие в процессе эксплуатации повреждения, которые не были обнаружены при профилактических испытаниях.

Наиболее простой способ постоянного конт­роля изоляции, например, в установках с изолированной нейтралью, основан на применении вольтметров или ламп (рис. 2). Если изоляция всех фаз относительно земли имеет одинаковые сопротивления, каждый из вольтметров показывает фазное напряжение. Если сопротивление одной из фаз понизится, то вольтметр, подключенный к этой фазе, даст уменьшенное показание. Наоборот, показания 2-х других вольтметров увеличатся.

При замыкании одной из фаз на землю под­ключенный к ней вольтметр покажет 0, а 2 дру­гих — линейное напряжение. Лампы и вольтметры, применяемые для контроля изо­ляции, должны обладать достаточно большим сопротив­лением, чтобы при подключении между проводами и землей не служить причиной ухудшения изоляции, например лампы неоновые (без нити накала), вольтметры статические и электронные. Автоматический контроль изоляции сети на сигнал или на отключение может быть также осуществлен с помощью специальных реле утечек (например, реле РУВ для взрывоопасной среды) и реле РУН (для нормаль­ной среды).

Поделитесь полезной статьей:

Top

fazaa.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта