книги из ГПНТБ / Электробезопасность на горнорудных предприятиях сборник материалов Республиканской научно-технической конференции

ние полного сопротивления изоляции до уровня 2,5-7-4,7 кОм, несмотря на относительно малые осадки (в марте — 1,1 мм, в апреле — 41,6 мм) и низкую относительную влажность —

32,6%.

В летние месяцы (июнь—июль 1971 г.) выпадало большое количество осадков (90-7-145 мм), температура воздуха была невысокой (17-И8°С), а относительная влажность воздуха со­ ставляла около 70%. Повышенное количество осадков вызвало обильный водоприток до 1000 мъ!час, что отрицательно сказа­ лось на уровне сопротивления изоляции отдельных рудничных сетей: этот уровень оценивается значениями 0, 72, 2 кОм. В дру­ гих в летние месяцы (июль—а-вгуст 1969 г.) температура возду­

70%, водоприток — 1660 мъ!час. Вследствие этого наблюдалась меньшая степень увлажнения и, как следствие, полное сопро­ тивление изоляции электроустановок оценивалось диапазоном значений 2,8-г6,5 кОм-

На рис. 1 и рис. 2 показаны изменения уровня полного соп­ ротивления изоляции обследованных электроустановок в зависи­ мости от часового водопритока, относительной влажности воз­ духа и количества осадков.

Таким образом, сезонные колебания климато-метеорологичес­ ких факторов обуславливают изменения устойчивого уровня полного сопротивления изоляции электроустановок одних сетей

— в 2,5—3,0 раза, а других сетей — в 1,8~ь2,5 раза,, особенно в осенний и весенний периоды года.

Поскольку остальные подстанции и фидеры обследованных рудников находятся в одинаковых климато-метеорологических условиях, то, очевидно, вызванные этими факторами периодичес­ кие колебания уровня полного сопротивления изоляции подзем­ ных электроустановок будут справедливы для условий комбина­ тов в целом.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ РУДНИЧНЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В В УСЛОВИЯХ ДЖЕСКАЗГАНСКОГО ГМК

в. и. щуцкии, Н. я. ГУЩИН

(Московский горный институт)

К настоящему времени накоплен определенный опыт приме­ нения методов измерения сопротивления изоляции электроуста­ новок напряжением выше 1000 В на открытых горных работах. Применительно к условиям подземных горных работ такой опыт практически отсутствует. Для выявления наиболее рациональных методов определения сопротивления изоляции на рудниках

122

Джезказганского ГМК были проведены измерения по определе­ нию полного сопротивления изоляции и его составляющих.

При использовании рабочего напряжения электроустановки производились измерения напряжения фазы относительно земли и тока полного замыкания на землю; напряжения нулевой последовательности в нормальном режиме и после поочередного включения дополнительной проводимости между каждой из фаз сети и землей и токов через проводимость — для определения полного сопротивления изоляции; напряжения фазы до и после включения дополнительной проводимости между этой фазой и землей и тока полного замыкания на землю — для определения составляющих полного сопротивления.

При использовании постороннего источника промышленной частоты или постоянного напряжения измерялись напряжение и ток нулевой последовательности — для определения полного или омического сопротивления^изоляции.

Для определения полного сопротивления изоляции электро­ установок было использовано несколько методов (табл. 1).

Приняв за эталонный метод, основанный на измерении нап­ ряжения и тока полного замыкания на землю, анализ данных табл. 1 показывает, что все остальные методы имеют практичес­ кую равноценность с точки зрения точности результатов изме­ рений.

Каждый из примененных методов для определения полного сопротивления изоляции имеет свои специфические особенности. Например, наиболее опасным, но одновременно наиболее точным является метод, основанный на измерении напряжения фазы и тока полного замыкания на землю. Этот метод легко применим, не требует большого количества измерительных приборов и громоздких дополнительных проводимостей.

Метод, основанный на измерении напряжения нулевой пос­ ледовательности в нормальном режиме и после поочередного включения дополнительной проводимости между каждой из фаз

иземлей и токов через эту проводимость, является опасным в случае применения индуктивной дополнительной проводимости, равной по величине емкостной проводимости изоляции электро­ установки. В этом случае возможен резонанс, что ведет к аварии

ивыходу из строя электроустановки и измерительной аппарату­ ры. Наиболее удобной дополнительной проводимостью, обеспе­

чивающей достаточную величину отклонения напряжения нуле­ вой последовательности от его первоначального значения, является емкостная проводимость. Метод требует отключения защиты от замыканий на землю на период измерений. К недо­ статкам метода следует также отнести необходимость трех последовательных подключений дополнительной проводимости к каждой фазе электроустановки, что требует увеличения числа высоковольтных коммутационных аппаратов или увеличения времени между двумя последовательными измерениями.

123

Наиболее удобным, безопасным и обеспечивающим приемле­ мую точность для определения полного сопротивления изоляции электроустановки является метод, основанный на измерении напряжения и тока нулевой последовательности при подключе­ нии постороннего источника промышленной частоты. Метод не требует отключения защиты от замыканий на землю, величина измерительного напряжения регулируется в безопасных преде­ лах.

Для определения составляющих полного сопротивления изо­ ляции электроустановок применялся метод, основанный на из­ мерении напряжения фазы до и после включения дополнительной проводимости между этой фазой и землей и тока полного замы­ кания на землю. Значения величин активного (R ) и реактивного

(X) составляющих полного сопротивления изоляции определи­ лись (табл. 2).

124

Омическое сопротивление изоляции определялось по методу наложения постоянного тока на исследуемую сеть 6 кВ без отключения потребителей. Для рудников Джезказганского ГМК омическое сопротивление изоляции оценивается значениями 750— 11500 кОм при величине измерительного напряжения

2300-4650 В.

Выводы

1. Для определения полного сопротивления изоляции руднич­ ных электроустановок напряжением выше 1000 В рекомендуется метод, основанный на измерениях напряжения и тока нулевой последовательности при применении постороннего источника промышленной частоты.

В случае необходимости получения более точного значения полного сопротивления изоляции может быть применен метод, основанный на измерении напряжения фазы относительно земли и тока полного замыкания на землю при соблюдении соответ­ ствующих мер по технике безопасности.

2.Для определения составляющих полного сопротивления изоляции рекомендуется метод, основанный на измерении нап­ ряжения фазы до и после включения дополнительной проводи­ мости между этой фазой и землей и тока полного замыкания па землю.

3.Необходимы разработка и внедрение в практику устройств непрерывного контроля состояния изоляции электроустановок, что позволит установить устойчивые уровни сопротивления изо­ ляции и обосновать нормы сопротивления изоляции подземных

электроустановок напряжением выше 1000 В. ■ .

125

СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗОЛЯЦИИ УЧАСТКОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 1000 в " КАРЬЕРОВ ДЖЕЗКАЗГАНСКОГО ГМК

Н. И. ЧПБОТАЕВ. ж. Б. БУЛЕНОВ. Н. Я. ГУЩИН (Московский горный институт)

Важным фактором в обеспечении безопасности при обслу­ живании электроустановок открытых горных разработок [1] является состояние изоляции электрических сетей карьеров. Электрооборудование напряжением до 1000 В па карьерах Джезказганского ГМК представлено буровыми станками СБШ-250, СБМК-5, трансформаторными подстанциями ПКТП-6/0,4, КТП-6-10/0,4, компрессорами ЭК-9, насосами, водо­

УАКИ-380.

Климат района резко континентальный. При работе на от­ крытом воздухе электрооборудование, кабели и аппаратура испытывают сезонные колебания температуры, достигающие 80°С (от -f-40°C летом до --40°С зимой. Среднегодовая темпера­ тура воздуха по метеостанции «Джезказган» — -|-4,6°С.

позволило установить граничные, наиболее вероятные, значения статистического распределения и сезонные колебания парамет­ ров сопротивления изоляции этих сетей. Обследованные сети карьеров являются более короткими и менее разветвленными по сравнению с сетями подземных горных разработок рудников. Количество подключенных элементов электрооборудования, при­ ходящихся на одну сеть, колеблется в пределах 20-4-40 единиц.

На рис. 1 приведены плотности распределения вероятностей полного (Z), активного (/?) и емкостного (X) сопротивлений изоляции электрических сетей напряжением до 1000 В .ЗлатоустВедовского карьера ДГМК, определенные для весеннего периода эксплуатации.

Весенний период является самым тяжелым в отношении электробезопасности и эксплуатации электрооборудования, так как наряду с высокой влажностью окружающей среды начинают выявляться повреждения в сети, имевшие место в зимний период.

126

Поливершинность распределения активного и емкостного сопротивлений изоляции в весенний период эксплуатации объ­ ясняется разнородностью параметров изоляции обследованных карьерных сетей и их отдельных элементов.

Рис. 1. Плотности распределения величин полного, активного, емкостного сопротивлений изоляции участковых электрических сетей КЗБ Джезказган­ ского ГМК Для весеннего периода эксплуатации.

Представленные на рис. 2 плотности распределения вероят­ ностей полного (Z), активного (R) и емкостного (X) сопро­ тивлений изоляции электрических сетей напряжением до 1000 13 Златоуст-Беловс-кого карьера ДГМК в летний период эксплуата­ ции показывают, что устойчивые уровни их определяются более высокими значениями. Для условий Центрального Казахстана в летний период характерны малое количество осадков и высо­ кая температура, доходящая до, -f-40°C. Устойчивый уровень полного сопротивления изоляции и ее емкостной составляющей лежит в диапазоне 6—7 кОм. Электрооборудование и кабельные сети в летний период эксплуатируются в условиях малой отно­ сительной влажности (ЗО-г-40%), что обусловливает существен­ ное повышение уровня активного сопротивления изоляции, име­ ющего в летний период устойчивый уровень в интервале 30— 40 кОм. Емкость карьерных сетей КЗБ в летний период изменя­ ется в пределах 0,2у-0,6 мкФ, а значение тангенса угла диэлек­ трических потерь — в интервале 0,33-0,9. Характеристики пара­ метров изоляции для осеннего периода эксплуатации довольно близки с аналогичными распределениями, полученными за ве­ сенний период эксплуатации. Результаты измерений подтверж-

127

дают вывод о том, что в весенний и осенний периоды, весьма неблагоприятном в отношении электробезопаспости, эксплуата­ ция электрооборудования требует дополнительного усиления контроля за монтажом, ремонтом и обслуживанием карьерных электрических сетей и их отдельных элементов.

Карьер «Анненский» входит в состав Северного Джезказган­ ского рудника и находится в одном административном подчине­ нии с карьером «Златоуст-Бедовский». На карьере были обсле­ дованы, так же как и в карьере «Златоуст-Беловский», все пере­ движные подстанции, находящиеся в эксплуатации. Устойчивые уровни параметров изоляции сетей напряжением до 1000 В ка­ рьера «Анненский »несколько ниже, чем аналогичные параметры сетей КЗБ и лежат в интервале 2—3 кОм,

Рис. 2. Плотности распределения величин полного, активного, емкостного сопротивлений изоляции участковых .электрических сетей КЭБ Джезказган­ ского ГМК для летнего периода эксплуатации.

Результаты обследования показали, что такой низкий уро­ вень параметров изоляции электрических сетей данного карьера является следствием неудовлетворительного уровня их техничес­ кой эксплуатации. Во время экспериментальных измерений неод­ нократно обнаруживались, сети, имеющие полное однофазное замыкание на землю, а также сети с выключенными реле-утечки.

128

НОВЫЕ СПОСОБЫ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ РУДНИЧНЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

М. А. БЫКОВ, В. И. ЩУЦКИИ, Н. А. ГОНЧАР (Московский горный институт)

Известные способы контроля состояния изоляции электроус­ тановок с помощью реле утечки, предназначенного для отключе­ ния сетей при появлении опасной утечки тока на землю или прикосновения человека к токоведущей части, не дают точного знания реального состояния изоляции контролируемой сети в силу грубой градуировки шкалы измерительного прибора, зави­ симости показаний прибора от колебаний напряжения сети, измерения только омического сопротивления изоляции и т. д.

В МГИ разработаны способ и устройство непрерывного кон­ троля состояния изоляции рудничных электрических сетей с изолиравопной нейтралью [1], позволяющие непрерывно опре­ делять:

1)фазу с пониженным уровнем сопротивления изоляции;

2)асимметрию активных проводимостей изоляции отдельных фаз сети;

3)соотношение емкостной и активной проводимостей изоля­

ции

g

При включении в фазу с возросшей проводимостью изоляции известной проводимости Ag-0 разработанное устройство позво­ ляет определять абсолютные значения активной и реактивной проводимостей изоляции всей сети и каждой фазы в отдель­ ности.

На рис. 1 показана схема устройства контроля изоляции, снабженная тремя парами кольцевых фазочувствительных схем с логометрическими приборами, включенных своими измеритель­ ными цепями между нулем трехфазной сети, образованным звездой первичных обмоток трансформаторов, дающих опорные напряжения для фазочувствительных схем, и землей и управля­ емых в каждой паре приборов фазным напряжением одной из фаз и линейным напряжением двух других фаз. На схеме пока­ заны лишь цепи контроля изоляции фазы «А». Цепи контроля изоляции фаз «В» и «С» аналогичны.

Кольцевые демодуляторы 1 и 2 дают измеренные логометри­ ческими приборами значения:

где

fjR и 3* — степени асимметрии сети, соответственно, по ак­ тивной и реактивной составляющей;