книги из ГПНТБ / Анищенко Г.А. Методы определения и контроля величин активного сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли в рабочем режиме электрических установок

где г'ь /2. h — векторы активных токов утечки каждой из фаз от­ носительно земли.

изоляции системы и сопротивлений изоляции отдельных фаз отно­ сительно земли преобразуем уравнение (9), получая

10

ко определить данный коэффициент. Например: пусть имеется тре­ угольник линейных напряжений, изображенный на рис. 4, и из­

но графически определить векторы напряжений между каждой из фаз и землей следующим образом: из точки 1 треугольника век­ торов линейных напряжений откладываем на стороне 1 — 2 вектор

напряжения в 0 1_2> из конца этого вектора внутрь треугольника проводим прямую, параллельную вектору линейного напряжения

£/з_ 1 ^равную в принятом масштабе вектору cU3_1. Начало векто­

ра ct/g.,. будет находиться в точке 0, как это видно из рисунка 4. Прямая между двумя точками 1—0 представляет собой в приня­

том масштабе вектор напряжения LJ\. Аналогично графическим

путем определяются векторы напряжений U2 и U3. Обычно неиз­ вестными величинами являются а, Ь, с. В этом случае они опреде­ ляются следующим образом:

1) находим RU3 вышеизложенным методом наложения посто­ янного тока на переменный;

2) измеряем электростатическим или электронным вольтмет­ ром {Rv~г: со) напряжения между каждой из фаз и землей

~Ъи Ог,

3)измеряем линейные напряжения U1_2, Н2_3, U3_1\

4)по линейным напряжениям строим треугольник напряже­

ний, а по напряжениям U\, U2, U3 — их звезду;

5) из точки 0 пересечения векторов Uu Е2, U3 проводим пря­ мые, параллельные векторам линейных напряжений, до пересече­ ний с этими векторами в точках D, К, Е и получаем отрезки (рис. 4) векторов

йНг_2, a(J3_1, ьих_2, bU2_3, cU2_з, сН3_1.

Отношения этих отрезков векторов к соответствующим векторам линейных напряжений выражаются:

К

Таким образом, производится разделение общего сопротивле­

измерения.

Известно, что магнитоэлектрические приборы являются наи­ более точными среди приборов с непосредственным отсчетом. В

СССР изготавливаются магнитоэлектрические вольтметры различ­ ных типов. Основная погрешность в их работе колеблется в пре­ делах 0,2—0,5% от номинального значения шкалы. Кроме основ­ ной погрешности, приборы допускают дополнительные погрешно­ сти, обусловливаемые изменением температуры окружающей сре­ ды и внешними магнитными полями. Величина дополнительных погрешностей, возникающих от температуры окружающей среды, может достигать 0,2—0,5% от номинального значения шкалы при

ностей от внешних магнитных полей весьма незначительна, так как плотность основного магнитного потока данного прибора зна­ чительно выше плотности внешнего магнитного поля, воздейству­

экраном, а часть приборов, корпуса которых сделаны из немаг­ нитного материала (пластмассы, алюминия, дерева), снабжены внутренним или наружным магнитным экраном в виде металли­ ческого стакана или коробки.

Большое влияние на точность измерения методом наложения постоянного тока на переменный может оказать выбор полярно­ сти. При измерении изоляции влажных материалов, например бумажной или волокнистой изоляции, присоединение положи­ тельного полюса к проводам, изоляция которых измеряется, мо­

отрицательный полюс источника постоянного тока к проводам ис­ комой изоляции, необходимо иметь в виду возможность значи­ тельного ухудшения изоляции указанных материалов от длитель­ ного действия постоянного тока.

12

В заводских сетях трехфазного тока, а также в ряде передвиж­ ных установок линейные напряжения примерно равны между со­ бой, емкости между каждой из фаз и землей практически одина­ ковы, а проводимости, как правило, различные. В связи с этим можно записать:

ной проводимости изоляции и емкости между каждой из фаз и землей в работающих установках с изолированной нейтралью источника электроэнергии. Метод осуществляется следующим об­ разом (рис. 5):

Рис. 5. Принципиальная схема для определения общей проводимости изо­ ляции и емкостей относительно земли

Измеряем линейные напряжения, затем напряжение между

13

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

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

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).

= 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

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 — ;

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

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.

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

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

Рис. 7. Принципиальная схема трехфазной четырехпроводной системы с заземленными нейтралью и нулевым проводом

регать, рассматривая вопросы электропожароопасности. В связи с этим напряжения фаз и нулевого провода относительно земли можно выразить так:

19