Реферат. зАНБ-17-1 - реферат - Гайсин А. А.. Реферат по дисциплине Программируемые технические средства

• Название: Реферат по дисциплине Программируемые технические средства
• Анкор: Реферат
• Дата: 02.12.2022
• Размер: 217.94 Kb.
• Имя файла: зАНБ-17-1 - реферат - Гайсин А. А..docx
• Тип: Реферат; #825366
• страница: 2 из 6

Контроль сопротивления изоляции

Сопротивление изоляции – важнейший показатель, характеризующий работоспособность электрооборудования и его безопасность для обслуживающего персонала [7]. В большей степени этот параметр касается кабельных линий и соединительных проводов, которые при эксплуатации подвергаются различного рода воздействиям. Методика замеров сопротивления изоляции основывается на законе Ома для электрической цепи.

Согласно этому закону искомый показатель представляется как результат деления напряжения, приложенного к изоляционному покрытию, на величину тока, протекающего через него (Rиз = U/I). Диагностика электропроводки и силовых кабелей – обязательная составляющая профилактических мероприятий, позволяющих поддерживать их работоспособность на должном уровне. Проверка сопротивления изоляции электротехнических объектов проводится с учетом требований действующих нормативов (ПУЭ, в частности).

Для безопасной работы все электрические установки и оборудование должны иметь сопротивление изоляции, соответствующее определенным характеристикам. Независимо от того, идет ли речь о соединительных кабелях, оборудовании секционирования и защиты, трансформаторах, электродвигателях и генераторах – электрические проводники изолируются с помощью материалов с высоким электрическим сопротивлением, которые позволяют ограничить, насколько это возможно, электрический ток за пределами проводников.

Из-за воздействий на оборудование качество этих изоляционных материалов меняется со временем. Подобные изменения снижают электрическое сопротивление изоляционных материалов, что увеличивает ток утечки, который, в свою очередь, приводит к серьезным последствиям, как с точки зрения безопасности (для людей и имущества), так и с точки зрения затрат на остановки производства.

Существует два вида проверки изоляции - испытание электрической прочности изоляции и измерение сопротивления изоляции.

Испытание электрической прочности, также называемое «испытание на пробой», позволяет определить способность изоляции выдерживать выброс напряжения средней длительности без возникновения искрового пробоя. Фактически такой выброс напряжения может быть вызван молнией или индукцией в результате неисправности линии электропередачи. Основной целью этого теста является обеспечение соответствия строительным нормам и правилам, касающимся путей утечки и зазоров. Этот тест часто выполняется с использованием напряжения переменного тока, но также при испытаниях применяется и напряжение постоянного тока. Подобный тип измерений требует использования установок для испытания кабелей повышенным напряжением. Результатом является значение напряжения, обычно выраженное в киловольтах (кВ). Испытания электрической прочности в случае неисправности могут быть разрушительными, в зависимости от уровней тестирования и энергетических возможностей инструмента. Поэтому этот метод используется для типового тестирования на новом или восстановленном оборудовании [10].

При нормальных условиях испытаний измерение сопротивления изоляции является неразрушающим тестированием. Этот замер выполняется с использованием напряжения постоянного тока меньшей величины, чем при испытании электрической прочности, и дает результат, выраженный в кОм, МОм, ГОм или ТОм. Значение сопротивления указывает на качество изоляции между двумя проводниками. Поскольку данное испытание является неразрушающим, его особенно удобно использовать для контроля старения изоляции работающего электрического оборудования или установок. Для данного измерения используется тестер изоляции, также называемый мегомметром (доступны мегомметры с диапазоном до 999 ГОм).

Регулярная проверка изоляции, проводимая на установках и оборудовании в дополнение к измерениям, выполняемым на новом и восстановленном оборудовании во время ввода в эксплуатацию, помогает избегать подобных инцидентов за счет профилактического обслуживания. Данные испытания дают возможность обнаружить старение и преждевременное ухудшение изоляционных свойств прежде, чем они достигнут уровня, способного привести к описанным выше инцидентам.

Так, основное требование к изоляции сводится к отсутствию ее нагрева при рабочем напряжении, и вместе с тем от изоляции требуется не проводить ток при постоянном напряжении. Измерение сопротивления изоляции является одним из простейших, но весьма эффективных методов контроля состояния изоляции, позволяющих фиксировать один из самых распространенных дефектов изоляции - ее увлажнение, приводящее к существенному нагреву при переменном напряжении из-за увеличения сквозной электропроводности диэлектрика и увеличения поляризационных потерь. Измерение сопротивления изоляции позволяет контролировать как сплошное увлажнение изоляции, так и увлажнение только одного из слоев в слоистой изоляции.

Сопротивлением изоляции называют отношение напряжения, приложенного к изоляции, к току через сечение изоляции, при приложении постоянного напряжения и через 1 мин. после подачи напряжения, то есть это - сопротивление при постоянном напряжении через 1 мин. после его подачи [9]. Сплошное увлажнение изоляции приводит к снижению ее сопротивления ввиду высокой проводимости влаги, что позволяет по величине сопротивления сразу судить о возможном ее увлажнении. Из-за наличия абсорбционных явлений ток через изоляцию при приложении постоянного напряжения меняется по величине в течение некоторого времени порядка десятков секунд, поэтому сопротивлением изоляции и считают ее сопротивление через 60 с после приложения напряжения. Суть абсорбционных явлений - и одновременно возможность контроля слоистого увлажнения изоляции - поясняет рис. 1, на котором изображена двухслойная изоляция и две равноправные эквивалентные схемы замещения двухслойной изоляции.

Схема рис. 1б является естественной схемой замещения двухслойной изоляции, учитывающей сквозные токи через слои изоляции и емкости слоев. Схема рис. 1в совершенно аналогична схеме рис. 1б, если выполняются соотношения следующего типа:

Рисунок 1 - Двухслойная изоляция и различные схемы ее замещения
При подаче постоянного напряжения сначала происходит резкий скачок напряжения от нуля до установившегося значения, при котором ток протекает только по емкостным элементам (рис. 1б). Распределение напряжения определяется емкостями этих элементов. По прошествии некоторого времени емкостные элементы перестают играть какую-либо роль и распределение напряжения по слоям определяется их омическими сопротивлениями. Если величины сопротивлений велики, то перезарядка емкостных элементов длится достаточно долго, показания мегаомметра в течение некоторого времени (десятки секунд) будут изменяться; хорошая изоляция без увлажнения означает достаточно длительный процесс перехода в установившийся режим. При увлажнении одного из слоев перезарядка через один из низкоомных элементов R1 или R2 пройдет достаточно быстро, за время менее 15 с. Если даже второй слой имеет большое сопротивление (а при переменном напряжении низкоомный слой будет нагреваться емкостными токами высокоомного слоя), то по соотношению сопротивлений, измеренных в разные моменты времени (конкретно - через 60 с, R₆₀, и через 15 с, R₁₅), можно судить об увлажнении одного из слоев.

Если пренебречь начальным скачком тока, заряжающего геометрическую емкость C_Г, то после приложения постоянного напряжения ток через изоляцию определяется суммой сквозного тока через элемент R (рис. 1в) и тока заряда элемента.

Таким образом, контролируя величину R₆₀, можно судить о наличии сплошного увлажнения изоляции, а по отношению, называемому коэффициентом абсорбции, можно судить о наличии увлажнения одного из слоев изоляции. Более конкретно, если K_абс1.3, то, как это следует из опытных данных, изоляция недопустимо увлажнена.

Зависимость сопротивления от времени при сухой и увлажненной изоляции представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Зависимость сопротивления от времени при сухой и увлажненной изоляции

Коэффициент абсорбции является показателем увлажнения изоляции при температурах ниже 35 – 40 С. При более высокой температуре возрастает ток сквозной проводимости и коэффициент абсорбции и для сухой, и для влажной изоляции приближаются к единице.

При измерении сопротивления изоляции принимают во внимание прежде всего абсолютную величину сопротивления R₆₀, которая должна быть не меньше нормированного значения, а затем и коэффициент абсорбции. Если обе величины не выходят за пределы нормы, то говорят о том, что увлажнения изоляции не обнаружено; если хотя бы одна из величин неудовлетворительна, то делают вывод о недопустимом увлажнении изоляции.

Требуемые значения сопротивления изоляции для различных установок представлены в правилах эксплуатации электроустановок. Для силовых трансформаторов значения сопротивления изоляции, устанавливаемые нормами, зависят от температуры обмоток; так, у трансформаторов с номинальным напряжением обмотки высшего напряжения 35 кВ при 20 С сопротивление главной изоляции должно быть не менее 300 МОм, у трансформаторов 110 кВ - не менее 600 МОм. Поскольку изоляция трансформаторов включает в свой состав ряд изоляционных промежутков, для контроля характеристик изоляции, включая и измерения сопротивления, используют нормативные схемы измерения.

Измерения сопротивления изоляции в эксплуатации производят мегаомметрами на напряжение 0.5 кВ, 1 кВ или 2.5 кВ. Наиболее распространенными являются мегаомметры со встроенными генераторами, обеспечивающими автономную работу; к такому типу относится мегаомметр М1102. Мегаомметры типа Ф4101, позволяющие измерять сопротивления до 50000 МОм, имеют комбинированное питание (от сети и от сухих элементов) и построены по последовательной схеме, в которой источник напряжения, измерительный элемент и испытуемая изоляция включаются последовательно.