Контрольные вопросы

1. Что такое критическое сопротивление изоляции и каковы его нормативные значения?

2. Правила измерения сопротивления заземляющих устройств в шахте.

3. Порядок измерения мегомметром сопротивления изоляции в шахте.

4. Что такое заземление и каковы нормативные значения сопротивления заземляющих устройств в шахте?

5. Что такое компенсационный метод измерения сопротивления заземления?

Литература: /1; 2; 3; 4; 7; 14; 24; 27/.

Лабораторная работа 10 исследование измерительных трансформаторов тока и напряжения

Цель работы: изучить конструкцию и принцип действия измерительных трансформаторов тока и напряжения, применяемых в горной промышленности, оценить влияние нагрузки на погрешности трансформаторов тока и напряжения и исследовать их.

Основные сведения

Измерительные трансформаторы тока ИТТ и напряжения ИТН предназначены соответственно для преобразования больших переменных (постоянных) токов и напряжений в значения, допускаемые для измерения при­борами со стандартными номинальными значениями тока и напряжения. (5 А и 100 В). Допускается также изготовление трансформаторов тока на номинальные вторичные токи I и 2 А, а трансформаторов напряжения на номинальные вторичные напряжения 150 и 100/√3 В. В шахтной практике ИТТ и ИТН применяются в высоковольтных и низковольтных электриче­ских сетях для организации релейной защиты токоприемников от ненормальных режимов, защиты измерительных приборов и обслуживающего персонала от воздействия высокого напряжения. Это достигается отсутствием электри­ческого соединения первичной высоковольтной цепи и измерителя тока (напряжения). Измерительные трансформаторы позволяют с малой вносимой погрешностью передавать информацию о значении тока (напряжения) дистанционно, на большие расстояния.

Измерительные трансформаторы состоят из двух изолированных друг от друга первичной и вторичной обмоток, помещенных на магнитопроводе.

В ИТТ первичная обмотка (линейная) включается последовательно с токоприемником и имеет малое число витков из проводника значительного сечения. Начало и конец обмотки обозначаются Л1 и Л2. Зажимы вторичной (измерительной) обмотки обозначаются буквами U1 и U2 и замыкаются на малое сопротивление измерительных приборов (от 0,2 до 0,8 Ом). Поэтому режим роботы ИТТ очень близок к режиму короткого замыкания. В случае размыкания вторичной обмотки вследствие перемагничивания магнитопровода первичными токами на зажимах U1 и U2 может возникать опасное перенапряжение, которое небезопасно для человека и может привести к электрическому и тепловому пробою изоляции.

Во вторичную обмотку ИТТ включаются амперметр и токовые обмотки ваттметров, счетчиков, фазометров, элементы релейной защиты. Число включаемых обмоток, регламентируемое допустимым сопротивлением вторичной обмотки, которое указывается в таблице, резко возрастает.

ИТТ применяются для измерения первичных токов от 0,8 до 4010³ А. По конструкции ТТ делятся на проходные, катушечные, шинные, встроенные и др. Если первичный ток превышает 500 А, первичная обмотка состо­ит из одного витка в виде прямой медной шины, проходящей через окно сердечника.

Класс точности ИТТ определяется наибольшими допустимыми токовы­ми и угловыми погрешностями. Для лабораторных переносных многопре­дельных ИТТ установлены следующие классы точности: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5.

Классы точности применяемых в промышленности ИТТ: 0,2; 0,5; 1; 3; 10.

В ИТН первичное напряжение больше вторичного, поэтому число витков первичной обмотки превышает число витков вторичной обмотки. Первичная обмотка имеет обозначения А, Х и включается в измери­тельную цепь параллельно, а к выводам вторичной обмотки, обозначаемым a и x, подключаются параллельно вольтметры, параллельные цепи ваттметров, счетчиков и других приборов. Классы точности для стационарных промышленных ИТН: 0,5; I; 3, а для лабораторных - 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. ИТН позволяют производить измерение первичного напряжения величиной до 35 кВ. Опасным режимом ИТН является режим короткого замыкания вторичной обмотки, а нормальным - режим холостого хода. Поэтому для получения точных показаний к измерительной обмотке ИТН должны подключаться приборы и устройства, имеющие высокое входное сопротивление.

Для определения значений измеряемых величин тока и напряжения показания приборов, включенных во вторичные обмотки, умножаются на действительные коэффициенты трансформации:

J1=KiJ2; U1=KuU2; (10.1)

Однако в реальных трансформаторах коэффициенты трансформации не остаются постоянными вследствие изменения значений измеряемого тока (напряжения), а также характера и величины нагрузки. Поэтому показания приборов умножаются на номинальный коэффициент трансформации, который всегда остается постоянным и указывается на заводской табличке трансформатора

J´1=Kiн·I2; U´1=Kuн·U2; (10.2)

где

КJн=I1н/I2; Ku=U1н/U2н;

Из-за неравенства действительного и номинального коэффициентов трансформации возникает относительная погрешность измерения, %:

δ1= (J΄1-J1)·100/J1= (KJн-Ky)·100/ Ky; (10.3)

δu = (U´1 –U1)·100/ U1 = (Kин – Ки) ·100/Ки