Введение к работе
Актуальность проблемы. Изоляция является функциональным элемэнтои лвбого электрооборудования. Нарушение работоспособности изоляции есть причина замыканий на землю, корпус и между Фазами. Указанные замыкания вызывают следующие последствия:
поражение человека электрическим током,
возникновение пожаров,
нарушение технологических режимов, в результате внезапного отказа электрооборудования.
Наиболее высокий уровень эгектротравыатизма наблюдается при повреждении изоляции, что составляет 24, ?Х от обазэго числа электротравм происшедшие по причине неисправностей электрооборудования.
Основной причиной пожаров, происшедших, например, на атомных электростанциях, являются короткие замыкания и перегрузки, что сотавляет 35Х от общэго числа пожаров.
Главной причиной-пожаров технического характера, возникающих на машиностроительных предприятиях, является нарушение технологического режима, что составляет ЗЗХ от обпрго числа причин пожаров.
Из приведенной выше статистики следует, что применяемые в кастояцэе время средства защиты малоэффективны, в частности основные из них - заяулениэ и устройства защитного отключения, построенные по принципу выделения токов нулевой последовательности , имеют известные технические недостатки.
Момент нарушения работоспособности изоляции, т.е. момент ее повреждения можно предвидеть (прогнозировать), а следовательно и предупредить опасную ситуацию в электроустановке.
В большинстве случаев повреждение изоляции является следствием постепенного ее старения и изнашивания. Указанное относится как к постепенным повреждениям, так и к внезапным. Понятие "внезапное повреждение" изоляции относительно, так как скачкообразному изменению параметров изоляции предшествует постепенное изменение каких-либо физических величин, о кото-
- і -
рых отсутствует информация.
Основоподагахщи принципом прогнозирования является использование простого опыта в виде банка данных. В нашей случае -информация о состоянии изоляции электрооборудования в процессе его эксплуатации. Для получения необходимой информации о изменении физических величин, характеризующих работоспособность изоляции, наобходиш организовать ее диагностический контроль.
Деда работы. Основной целы) и главной задачей настоящей работы яляется выбор математической модели адекватно отражающей механизм нарушения работоспособности изолящш, разработка принципа и метода диагностического контроля изолящш электрооборудования, залитанкого от сети с гдухозаэемденной нейтралью напряжением до 1000 Е
В конкретней постановке, задачи исследования сфермулирова- ны следующим образом:
1. Установить параметры, которые характеризует работоспо
собность изолящш ( степень ее износа).
-
Разработать принцип диагностического контроля изолящш.
-
Разработать и исследовать ыэтод диагностического контроля изоляции, в частности, участка сети с асинхронный двигателей (АЛ}.
А. Разработать устройство диагностического контроля изолящш участка сети с АД и его принципиальную схему.
5. Изготовить и опробйровать опытный образец устройства диагностического контроля изоляции участка сети с АД на реальных объектах.
Методы исследований. При выполнении настоящей работы использованы теоретические и экспериментальные методы исследования, в частности, катоды теории вероятностей и теории надежности, физического и математического моделирования, методы исследования изолящш и диэлектриков, осщилографические ыетоды электрофизических измерений. При проведении расчетов использовались персональные электронно-вычислительные малины. Научная новизга работы заключается в следующем: 1. Установлено, что известные ыетоды непрерывного контроля изо-ции в сетях с глухозазеиленной нейтралью напряженней до 1000 В, основанные на принципе наложения оперативного напря-
- 5 -жания на контролируемую сеть, с целью измерения активного сопротивления изоляции относительно земли, не способны дать достоверную информацию о работоспособности изоляции, т. е. реализовать функции диагностического контроля изоляции.
-
Показано, что источником информации, характеризующей работоспособность изоляции, могут Сыть коммутационные перенапряжения, возникающие на выводах обмотки АД, при отключении участка сети с этим двигателем.
-
Установлено, что в электроустановках, оборудованных АД, максимальная ампліггуда перенапряжений, возникапдих а результате естественных коммутационных процессов, связанных с отключением АД, зависит ст пробивного напряжения (ПН) изоляции участка сети с этим двигателей.
-
Установлена аналитическая зависимость амплитуды импульса моделируемого коммутационного процесса, аналогичного естественному, от активного сопротивления и емкости меяду фазными вьшодам:і обмотки АД. Экспериментально определена зависимость амплитуды, указанного визе пмпудьса, от ПН между фаэны-!И выводами обмотки АД.
5. Разработаны методы диагностического контроля изоляции
участка сети с АД, основанные на измерении амплитуды импуль
са, воэникапчэго в результате как естественных, так и модели
руемых коммутационных процессов.
Практическая ценность работы. На основания выполненных исследовании предлагаются принципы контроля изоляции, которые позволяют разрабатывать методы диагностического контроля изоляции электроустановок, оборудованных АД и залятанных от сетей напряжением до 1000 В.
Принцип контроля изоляции, основанный на моделировании кои-нутационных процессов в участке сети с АД, ыогэт быть использован для разработки ыэтодов контроля изоляции участков сетей, независимо от характера нагрузки, если при этом применить соответствугвдеэ устройства индуктивного характера.
Разработаны устройства, которые позволяют комплексно оценить качество обмотки АД как в процессе приеш- сдаточного так и при эксплуатационном контроле. В общем случае использование устройств, основанных на предлагаемых принципах позволит повысить надежность электрооборудования, а следовательно, Сезопасность
- б -
его эксплуатации.
Реализация работа Разработка, в виде опытного образца устройства контроля изоляции, внедрена на предприятиях Ставропольского края по добыче, переработке и выпуску строительных материалов объединения "СТАНГОГОЛЬСТГСШТКРИАЛГ с ишя 1991 г. в составе привода на базе АД машин по добыче и технологической переработке материалов, а также технологических линий по изготовлению строительной продукции.
Апробация работы. Основные результаты работы и отдельные ее разделы докладывались на: научно-технической конференции "Проблемы повышения качества и надежности электротехнических устройств" в 1988 г. /Москва ИЭИ/; 63-й научной конференции Ставропольского сельскохозяйственного института 1989 г. /г. Ставрополь/: всесоюзном научно-техническом семинаре "Шспективные технические средства обеспечения электробезопасности в промышленности" в 1S89 г. /г. Севастополь/: 54-й научной конференции Ставропольского сельскохозяйственного института в 1990 г. /Ставрополь/.
Публикации. В результате выполнения диссертационной работы опубликовано две печатных работы и получено два положительных решения ВШШГПВ о выдаче авторских свидетельств.
ОСьем и структура работы, диссертация содержит 92 страницы машинописного текста, 16 таблиц, 32 иллюстрации , список литературы из 59 наименований и 4 приложения.
