Содержание и оформление отчёта

Отчёт по лабораторной работе оформляется один на подгруппу, выполнявшую работу, с обязательным указанием на титульном листе присутствовавших на занятии студентов.

Отчёт должен содержать:

• цель работы;

• краткие теоретические сведения по теме лабораторной работы;

• протокол с результатами измерений (табл. 1.5-1.13);

• вывод о соответствии измеренных ПКЭ требованиям ГОСТ 13109-97 и о классе электромагнитной обстановки по НЧ кондуктивным ЭМП в соответствии с ГОСТ Р 51317.2.4-2000.

Контрольные вопросы

1. Что такое кондуктивные ЭМП? Какие ещё существуют способы передачи помех?

2. Перечислите основные свойства электрической энергии и соответствующие им ПКЭ в соответствии с ГОСТ 13109-97.

3. К чему приводит отклонение ПКЭ от нормативных значений? Чем опасно появление НЧ кондуктивных помех в цепях питания АСТУ?

4. Какие требования к кондуктивным ЭМП более жёсткие: у ГОСТ 13109-97 (по качеству электроэнергии) или у ГОСТ Р 51317.2.4-2000 (по НЧ кондуктивным ЭМП)?

5. Что означают времена T₁ и T₂ в протоколах измерения ПКЭ прибором «Ресурс-UF2M»?

6. Что такое несинусоидальность напряжения? В чём причина её появления?

7. Какой математический метод используется для анализа несинусоидальных режимов?

8. В чём причина появления несимметрии трёхфазной системы напряжений? Какой метод используется для анализа несимметричных режимов?

9. Какие могут быть предложены мероприятия для снижения несимметрии и несинусоидальности напряжений?

10. Мероприятия для устранения отклонений и колебаний напряжения.

Лабораторная работа №2. Измерение импульсных электромагнитных помех при ударах молнии

Цель работы: изучение и измерение импульсных электромагнитных помех при ударах молнии; получение навыков работы с генератором апериодических импульсов измерительного комплекса ИК-1 и с осциллографом Fluke 199C.

Основные понятия

Одним из наиболее мощных источников электромагнитных помех на объектах энергетики является молния. Возможны следующие основные воздействия импульса молнии при её ударе в систему молниезащиты объекта:

• наведённые напряжения на контрольных кабелях за счёт импульсных электромагнитных полей;

• непосредственное воздействие импульсных магнитных полей на оборудование в случае его близкого расположения к молниеотводам;

• термическое воздействие тока молнии на заземляющие проводники, оболочки и экраны кабелей;

• обратные перекрытия с земли на кабели, возникающие из-за увеличения потенциала заземляющего устройства (ЗУ) в месте удара молнии и вблизи него.

Определение уровней помех, наводимых в кабелях, магнитных полей при ударах молнии, а также проверку термической стойкости проводников выполняют расчетным путем. Для определения помех, передаваемых кондуктивным путём по ЗУ, наряду с расчётным методом широко используют экспериментальный метод – имитационное моделирование.

Согласно СО 34.35.311-2004, СТО 56947007-29.240.043-2010 и СТО 56947007-29.240.044-2010, для определения возможности обратного перекрытия изоляции кабелей вторичных цепей проводят измерения распределения потенциалов по земле при имитации удара молнии в молниеприёмник с помощью генератора импульсных токов. На ОРУ генератор импульсов тока подключают между заземлением молниеприёмника и заземлённым электродом на расстоянии не менее 50 м от молниеприёмника (рис. 2.1, а). При этом измеряют потенциалы на земле вблизи кабельных каналов и лотков относительно точки, удалённой на расстояние не менее 50 м в направлении, противоположном от точки заземления генератора.

При имитации удара молнии в здания и сооружения генератор импульсов тока подключают к молниеприёмнику (стержень или сетка) наверху здания и к электроду в земле на расстоянии не менее 20 м от здания (рис. 2.1, б). Осуществляют имитацию удара молнии в молниеприёмник и измеряют потенциалы в здании относительно точки, удалённой от здания на расстояние не менее 20 м в направлении, противоположном от точки заземления генератора.

а)

б)

Рис. 2.1. Схема имитации удара молнии в молниеприёмник на ОРУ (а) и на здании или сооружении (б)

Измерения проводят при двух и более различных импульсах тока с временем фронта импульсов тока (рис. 2.2), отличающихся более чем в 3 раза в диапазоне от 0,25 до 10 мкс.

Полученные результаты измерений пересчитывают к току молнии по МЭК 61312-1. При имитации с помощью генератора импульсных токов удара молнии и при последующих расчетах распределения потенциала на ЗУ максимальное значение импульса тока I_m принимают равным 100 кА, длительность фронта импульса t_фр = 10 мкс, длительность импульса до уровня 50% от амплитудного значения t_и = 300 мкс (сокращённо 10/300 мкс, см. рис. 2.2). Коэффициент пересчета принимают пропорциональным отношению тока молнии к току от г

Рис. 2.2. Импульс тока молнии и его параметры:

I_m – максимальное (амплитудное) значение тока, кА; t_фр – длительность фронта импульса, мкс;

t_и – длительность импульса до уровня 50% от амплитудного значения, мкс

енератора при условии, что время фронта и длительность импульса при имитации отличались от нормируемых параметров импульса тока молнии не более, чем на 10%. Если время фронта и длительность импульса при имитации отличались от нормируемых параметров импульса тока молнии более, чем на 10%, производят экстраполяцию результатов измерений при различных импульсах тока к нормируемым значениям времени фронта импульса.

Окончательный вывод об уровне импульсных помех делают на основании расчетов. Расчеты проводят при помощи специализированной программы (например, ОРУ-М).

Результаты расчета, проведенного для имитационных условий, сравнивают с результатами измерений. При расхождении результатов расчетов и измерений более, чем на 20% уточняют расчетную схему и исходные данные для расчета (например, удельное сопротивление грунта).

Полученные значения помех при ударах молнии сравнивают с допустимыми значениями для технических средств при выбранной степени жёсткости испытаний по ГОСТ Р 51317.4.5-99.