Файл: Анищенко Г.А. Методы определения и контроля величин активного сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли в рабочем режиме электрических установок.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.04.2024

Просмотров: 33

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

и а = У з и ф

V

Si + g| + gig2 + ь [3b +

3 (gt — g2)]

в\

(2)

 

 

 

(Si + g2 + g3)2 + 962

 

 

 

 

 

 

 

и '3 = у ^ ~ и ф

V

Si + § 2

+ SiS%+ b [3b +

3 (g^ — g2)]

(3)

 

 

(gi + g2 + g3 + Siif

+ 962

 

 

 

 

 

 

 

 

и 1 = у т и ф

 

V

Si + si + SiSi + b [3b + V

3 (gt — g2)]

в.

(4)

 

 

(Si + £2 + Sa + Sm)2+ 962

 

 

 

 

 

 

Разделив

левые

и правые

части формул (2) на (3)

и (2)

на

(4), получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и*

 

 

=

V

(gi + ga + Sa + Sn)2 + 9b2 .

 

(5)

 

из

 

 

 

(Si + g2 + g3)2 + 9Ьг

 

 

 

Us

 

 

_

Г (Si + g2 + g3 + Sm)2+ 9fr2

 

(6)

 

Щ

 

 

 

\

(gl + g2 + S3)2 + 962

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полагая,

что g’i+|T2 + g 3 = G и

возведя в

квадраты

левые

и

правые части формул

(5)

и

(6),

получим

 

 

 

 

 

 

 

/

Us

\ 2_...

(О + Sn)2 + 962 .

 

 

 

 

 

 

 

( t/3

J

 

G2 + 9Ь2

 

 

 

 

 

 

 

t

Us V

(G + Sm)2+ 9fe2

 

 

(8)

 

 

 

 

[ u 3

j

 

G2 + 962

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Положив

( - ^ - Y = di и

 

 

=d2, путем элементарных преоб-

 

\ U'J

 

 

\u " J

 

 

 

 

разований формул

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(9)

 

 

 

 

 

 

 

Sn

 

2Gg„

 

( 10)

 

 

 

 

 

 

di—1 + di—1

 

Отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

( П )

Как видно из формул

(9),

(11), в предлагаемом методе необ­

ходимо применять вольтметры высокого класса точности. В про­ тивном случае G и с, определенные по этому методу, могут зна-

14


чительно отличаться от реальных величин вследствие квадратич­ ных отношений напряжений

Следует иметь в виду, что необходимо присоединять добавоч­ ные известные нам проводимости к фазе, имеющей наименьшую проводимость относительно земли. Величины известных проводи­

мостей

должны

значительно (примерно

в два раза)

отличаться

друг

от

друга.

При этом целесообразно

соблюдать

неравенство

§т

п • Надо также подключать к данной фазе известную про­

водимость g m

такой величины, при которой напряжение между

этой

фазой и землей достигает 70-ь-80%

от первоначального зна­

чения между данной фазой и землей,

то есть

 

 

 

 

£/"*« (0,7-0,8)

U3.

 

При весьма высоких сопротивлениях изоляции каждой из фаз относительно земли на точность получаемых результатов по дан­ ному методу будут оказывать существенное влияние даже весьма малые величины проводимостей электростатического или элект­ ронного вольтметра. Поэтому необходимо учитывать эти проводи­

мости,

прибавляя их к g m

и g п. Соблюдение перечисленных ре­

комендаций повышает точность определяемых величин G и с.

5.

К О М ПЕН САЦ ИОН НЫ Й

М ЕТО Д О П Р ЕД ЕЛ ЕН И Я ЕМ К О С Т ЕЙ

 

М Е Ж Д У К А Ж Д О Й ИЗ Ф АЗ И З ЕМ Л ЕЙ В ТР ЕХ Ф А З Н Ы Х

 

ТРЕХ П Р О В О Д Н Ы Х У С Т А Н О В К А Х

При хорошем состоянии изоляции электрических сетей, элект­ рооборудования и источника электроэнергии, невысоком сопротив­ лении пути тока через тело человека в землю и прикосновении человека к токоведущим объектам одной из фаз емкости между каждой из фаз и землей в рассматриваемых установках являют­ ся фактором электроопасности. Абсолютные значения емкостей между каждой из фаз и землей в промышленных установках на­ пряжением до 1 000 вольт колеблются от нескольких сотых мик­ рофарады до 7—8 микрофарад. В передвижных электроустанов­ ках диапазон значений указанных емкостей меньше и ниже их значения, они могут составлять тысячные микрофарады и меньше. При исследовании электробезопасности передвижных и промыш­ ленных стационарных электроустановок в целях изыскания эф­ фективных методов и средств улучшения электробезопасности не­ обходимо измерять емкости между каждой из фаз и землей.

Наряду с другими, нами разработан, проверен в лаборатор­ ных условиях и предлагается к использованию в реальных усло­ виях компенсационный метод. Принципиальная сущность его зак­ лючается в компенсации емкостей между каждой из фаз и

15


землей соответствующей индуктивностью, включаемой между нейтралью источника электроэнергии и землей (см. схему, изобра­ женную на рис. 6).

// - У.У, +1/2 ^2 -‘-ЦзУз_

Лаи прикосновении человека. /

фазе,дописТипЗ-,

У,+У2*-Узо~5.У+Уо

, .

л

j,

jo

£А(Я+&+У3*<У-и%-е&!&-(/зУ,

дудев? ипеГь из=1Ь-1/о=— — у> +у3+у3+Уо------------------------

•» гор теперь

Уз-Q3 *-J7z Ув . Полагау?

=У и принтер ffo внитние, чти ,

.

d,=U(cosO°ySinO°)=U, U2 =U(cos/20°+/sin/20°J=

= и(-ОР+рО,865] и ti3=O(cos2W\/suJ240y=d/{-O,5-J-O,86Sj,nonpt?W

( м ш ‘ т р ^ У а С -

Огпеюдй J37=^=U3orpz . При C-const и L.-Uaz (Регу/нруе/vom l 0j ду,р°арп

Лри !0 =сопН.. С=солН., но С'=гЛ7?.

С

-С . При J3!=min ^полная*

коппенсацир епкости индуктивностью)

1 „ =J-\/l?f-J/pf

 

Рис. 6. Компенсационный метод

определения

емкостей между

каждой из фаз

и землей в трехфазных трехпроводных установках

На схеме обозначены:

вольтметр для измерения напряже­

ЭУ — электростатический

ния 0 о в вольтах;

для измерений: тока в

цепи индук­

тА — миллиамперметры

тивной катушки, тока поражения условного человека с

проводимостью g 4\

 

между каж­

Vu V2 и V3 — вольтметры для измерений напряжений

дой из фаз и землей;

 

 

Рз — рубильники трехполюсные;

Р1 — рубильник однополюсный;

16


ПП — плавкие предохранители;

соL0 — регулируемое индуктивное сопротивление в омах; Ro — активное сопротивление дросселя или кодового реле

в омах;

1

gH— проводимость условного человека в — ;

§и §2, ёъ — соответственно активные проводимости изоля­ ции каждой из фаз относительно земли в ~ ;

b — емкостная проводимость относительно земли в

1 .

ом ’

Ь\, &2, — емкостные регулируемые проводимости в — ;

Uu U2 , 0

з — соответственно комплексы напряжения

фаз

ис­

 

 

точника в вольтах;

 

 

 

U0 — комплекс напряжения между нейтралью источника

 

 

электроэнергии и землей в вольтах;

 

 

0 ю, U20,

0

so-— комплексы напряжения между каждой

из фаз

и

 

 

землей в вольтах;

 

 

I\, h ,

/ 3 — комплексы токов, протекающих в соответствующих

 

 

цепях схемы в амперах.

 

 

Осуществляя предлагаемый нами метод, необходимо иметь в виду возможность использования либо только регулируемой ин­ дуктивности, либо постоянной индуктивности и регулируемой ем­ кости, либо, наконец, регулируемых индуктивности и емкости. Регулируемые индуктивность и емкость предназначены для пол­ ной компенсации емкостей между каждой из фаз и землей. При такой компенсации ток поражения человека будет минимальным. Минимальное значение тока фиксируется показанием миллиам­ перметра, включенного в цепь с проводимостью g 4. Измеряя по схеме, изображенной на рис. 6, U0 и /о и зная величину Ro, можно определить L 0 по формуле

•г, = - Ф У U l - m i .

(')

io/q F

 

 

где Lo — индуктивность, при которой

наступает полная

компенса­

ция емкости между каждой из фаз и землей.

 

При с '= const = о и L0 = var (регулируемом L0)

 

3 ( ^ + »2l2)

(2)

 

При L0 = const, с= const, но c' = var

 

 

с =

- с ,

(3)

3(/?§+<0*Lg)

 

 

причем в этом случае должно быть известно с'.

Из вышеизложенного видно, что компенсационный метод имеет простую схему и несложные вычисления. Он более точен, чем ме-

17


тод смещения нейтрали. Однако точность его зависит не только от точности показаний измерительных приборов, но также от со­ отношений между активными проводимостями и емкостями фаз относительно земли и значений R0. В данной работе эти зависи­ мости не анализируются.

6.

М ЕТО Д ОДНОГО В О Л Ь Т М ЕТ Р А ДЛЯ О П Р ЕД ЕЛ ЕН И Я

А К ТИ В Н Ы Х

ПРОВ ОД И М О С ТЕЙ Т Р Е Х Ф А З Н О Й Ч ЕТЫ РЕХП РО В О Д Н О Й

Э Л Е К Т Р О У С Т А Н О В К И С З АЗ ЕМ Л ЕН Н О Й Н ЕЙ Т Р А Л Ь Ю

Как известно, трехфазные четырехпроводные установки приме­ няются в различных областях народного хозяйства. Они обычно предназначены для совместного питания силовых и осветитель­ ных токоприемников, имеют два напряжения: линейное — для си­ ловых и фазное — для осветительных токоприемников. Наиболее широко применяются трехфазные четырехпроводные установки с заземленными нейтралью и нулевым проводом. Реже применя­ ются трехфазные четырехпроводные установки с изолированными нейтралью и нулевым проводом.

В электроустановках с заземленными нейтралью и нулевым проводом изоляция фаз относительно зе-мли находится обычно в запущенном состоянии, что является одной из важных причин на­ ибольшей электропожароопасности этих установок.

До сих пор не предлагалось эффективных методов определе­ ния активных проводимостей установки, находящейся в рабочем режиме, для профилактики плохого состояния изоляции, а следо­ вательно, и уменьшения электропожароопасности. Предлагаемый нами метод, как нам представляется, восполняет в значительной мере существующий пробел.

Принципиальная схема для определения активных проводимо­ стей рассматриваемой установки представлена на рис. 7. На схе­

ме обозначены:

 

 

Ui,

V2 , 0 з — комплексы напряжений фаз источника электро­

энергии

в вольтах;

 

 

U1 , V2 , U3, U0 — соответственно комплексы напряжений между

каждой из фаз и нулевого провода и землей в вольтах;

и nv-

gi, g2 , g з, go, g 4

— проводимости фаз, нулевого провода

ти тока через тело человека в землю относительно земли в

1

— ;

gv ■— активная

проводимость вольтметра;

ом

 

go=go'+g2r— суммарная активная проводимость заземлителей нейтрали, нулевого провода и изоляции нулевого провода относи­

тельно земли в — .

ом

В рассматриваемой установке g0> > > c o c t, сос2, а>с3, сос0. Сле* довательно, емкостными проводимостями в ней можно пренеб-

18