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

ляется должного внимания. Их изредка определяют и контроли­ руют примитивными методами, которые не обеспечивают элект­ робезопасности и пожаробезопасности установок.

Цель этой брошюры — критически рассмотреть существующие методы и схемы по определению и контролю величин активных и емкостных сопротивлений фаз относительно земли и рассказать об эффективных методах и схемах определения и контроля ука­ занных параметров электроустановок, находящихся под напря­ жением. Основные из этих методов и схем разработаны кафедрой техники безопасности МЭИ, одобрены Министерством высшего и среднего специального образования СССР и Комитетом по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР.

1. К Р А Т К А Я Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А С У Щ Е С Т В У Ю Щ И Х М ЕТОДОВ

ИЗМ ЕРЕНИ Я С О П РОТИВ Л ЕНИЙ ИЗОЛЯЦИИ

Э Л ЕК Т Р И Ч ЕС К И Х С ЕТ ЕЙ В НЕРАБОЧЕМ Р Е Ж И М Е

Анализ опыта эксплуатации сетей различных электроустановок показывает, что измерения сопротивлений изоляции производятся, как правило, в сетях, не находящихся под напряжением, в тех случаях, когда контрольные вольтметры или электрические лампы установки показывают плохое состояние изоляции. Путем ряда последовательных измерений обнаруживается линия (фидер) с поврежденной изоляцией, а затем измеряется сопротивление изо­ ляции каждой из фаз линии.

Преимущественно применяются следующие способы измере­ ния:

1)омметром или мегомметром;

2)с помощью высокочувствительного гальванометра;

3)вольтметром;

4) электрометром. ' : Каждый из указанных способов имеет свои достоинства и не­

достатки, на которых уместно остановиться.

Омметры и мегомметры позволяют производить измерения с непосредственным отсчетом, но дают значительные погрешности. В СССР изготовляются в настоящее время несколько типов ом­ метров. Наибольшее распространение получили у нас омметры типов М-57 и М-67, имеющие магнитоэлектрическую систему и характерные следующими техническими данными:

1. Омметр типа М-57 проградуирован в Омах от 10 до 5 000 ом. Рабочая часть шкалы находится в пределах от 20 до 1 500 ом. Прибор внеклассный. Он допускает погрешность при температуре 20° С в пределах шкалы от 20 до 80 ом и от 500 до 1 500 ом ±22%

4

и в пределах шкалы от 80 до 500 ом ±10%. На остальной части шкалы погрешность не нормирована. Внутреннее сопротивление прибора составляет от 160 до 250 ом.

2. Омметр типа М-67 проградуирован в омах с пределами из­ мерения от 20 до 5 000 ом. Рабочая часть шкалы находится в пре­

1000 ом ±40%. В остальных частях шкалы погрешность не нор­ мирована. Внутреннее сопротивление омметра составляет от 150 до 350 ом.

Рассмотренные омметры имеют дополнительную погрешность ±2% на каждые 10°С изменения температуры окружающей среды.

Широко применяется и мегомметр типа М-1101, изготовляемый в СССР. Он тряскоустойчив, может работать при температуре ок­ ружающей среды от —25° С до 60° С и при относительной влажно­ сти до 95%,±5%.

Этот прибор имеет две шкалы с верхним пределом измерений: 2 мегома (нижняя шкала) и 100 мегомов (верхняя шкала). Рабо­ чие части шкал — от 0,5 до 1000 килоом по нижней шкале и от 0,05 до 10 мегом по верхней шкале. Рабочее напряжение мегом­ метра при разомкнутой цепи — не ниже 500 вольт при нормальной скорости вращения ручки генератора (120 об/мин). Нормирован­ ная погрешность в рабочей части шкалы мегомметра составляет

± 1% от длины шкалы при нормальной скорости вращения ручки генератора. Дополнительная погрешность от изменения скорости вращения ручки генератора в пределах от 90 до 150 оборотов в минуту не больше ±2% от длины шкалы. Дополнительная по­ грешность от изменения температуры окружающей среды в пре­ делах от 20° С до 60° С не больше ± 1% от длины шкалы.

Кроме перечисленных омметров и мегомметров у нас изготов­ ляются и применяются также другие приборы, например, много­ предельный омметр типа М-218, омметр типа М-471, мегомметр типа МС-06. По сравнению с вышеописанными приборами они тоже имеют свои достоинства и недостатки. Кроме того, Цент­ ральная научно-исследовательская лаборатория Центроэлектромонтажа разработала, изготовила и рекомендует для измерения изоляции свой электронный мегомметр с неоновым индикатором. Но схема прибора относительно сложна, и он не находит широко­ го применения.

Сопротивления изоляции измеряются также с помощью высо­ кочувствительного гальванометра, электрометра и других прибо­ ров по схемам, описанным в общеизвестных курсах электроизме­ рительной техники.

Но все эти способы, по нашему мнению, не являются эффек­ тивными, поскольку не позволяют достаточно точно определять сопротивления изоляции и емкости электрических сетей и устано-

вок относительно земли. Нами подробно разработаны и провере­ ны другие эффективные методы и схемы. Ниже приводится их краткое описание.

2. М ЕТОД Н А Л О Ж ЕН И Я ПО С ТОЯН НОГО Т О К А НА ПЕРЕМ ЕНН Ы Й

Этот метод необходимо применять для измерения сопротивле­ ния изоляции тех электрических сетей и установок в их рабочем режиме (под напряжением), у которых нейтраль или провода источников электроэнергии изолированы от земли. Схемы измере­ ния сопротивлений изоляции электроустановок указанным мето­ дом представлены на схемах 1, 2. В эти схемы входят:

а) источник постоянного тока (батарея, селеновые выпрямите­

самоиндукции L=16—18 генри;

г) конденсатор емкостью с = 2рр и другие элементы схем. Источник постоянного тока должен иметь напряжение не мень­

ше 100 вольт потому, что при таком напряжении наиболее полно выявляются дефекты изоляции. При более низких напряжениях

Рис. 1. Принципиальная схема для определения сопротивления изо­ ляции фаз относительно земли методом наложения постоянного то­ ка на переменный (вариант 1)

6

Общее сопротивление изоляции установки, измеряемое по данной схеме, определяется по формуле

Рис. 2. Принципиальная схема для определения сопротивления фаз относительно земли методом наложения постоянного тока на пере­ менный (вариант 2)

Следует иметь в виду, что в схеме, изображенной на рис. 1, конденсатор не только «запирает» кратчайший путь постоянного тока к отрицательному полюсу источника постоянного тока, но и шунтирует этот источник. Благодаря этому существенно ослаб­ ляется отрицательное действие переменного тока на источник по­ стоянного тока (аккумуляторную или элементную батарею) и по­ вышается электробезопасность эксплуатации источника постоян­ ного тока.

Изложенный способ определения общего сопротивления изоля­ ции системы при измерениях по схемам, изображенным на рис. 1, 2, дает достаточно точные для практических целей результаты. Неточность измерения выражается от долей ома до десятков ом и зависит от величины сопротивления фазных обмоток источника электроэнергии, сечения и протяженности сетей, предела точности

8

вольтметра и других причин. Этот метод позволяет быстро и про­ сто отыскивать линии с поврежденной изоляцией. Включаются они одна за другой на шины станции или подстанции.

При подключении линии с плохой изоляцией стрелка магнито­ электрического вольтметра отклоняется на угол аиз -»■ амак. Опыт показал, что на проверку состояния изоляции 20—30 линий уходит менее 5 минут. Определяемое так общее сопротивление изоляции системы позволяет оценить ее состояние в рабочем ре­ жиме.

Для расчета электробезопасности системы необходимо опреде­ лить сопротивления изоляции каждой из фаз относительно земли. Это можно сделать, применяя предлагаемый графоаналитический метод разделения общего сопротивления изоляции RU3 на состав­ ляющие ги г2, г3 — сопротивления изоляции каждой из фаз.

3. Г Р А Ф О А Н А Л И Т И Ч Е С К И Й М ЕТОД О П Р ЕД ЕЛ ЕН И Я

Пусть общее сопротивление изоляции электроустановки, оп­ ределенное методом наложения постоянного тока на переменный, равно R a3..

Тогда