Введение к работе
Актуальность работы. В последние годы отмечается неуклонное увеличение доли протяженности электрических сетей напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью по отношению к сетям других классов напряжений. В первую очередь это связано с ростом объёмов строительства в сфере малого и среднего бизнеса, а также жилья. Вместе с тем, отмечается и рост уровня электротравматизма в низковольтных сетях.
Если в промышленности основная доля всех случаев электротравматизма происходит по организационным причинам, то в жилищно-коммунальном хозяйстве и на малых частных предприятиях основная причина поражений электрическим током - неудовлетворительное состояние изоляции электрических сетей. В старых зданиях сопротивление изоляции, как правило, снижается вследствие её естественного старения и механических повреждений. Во вновь строящихся - вследствие перегрева изоляции из-за несоответствия сечения проводов мощности подключаемой нагрузки. Основной причиной износа изоляции для всех сетей до 1 кВ является большое число эксплуатирующих их организаций и частных лиц и, как следствие, низкое качество обслуживания электрических сетей.
Следует отметить, что существующие на сегодняшний день такие электрозащитные меры, как защитное заземление, зануление, защитное отключение, часто оказываются неэффективными в силу ряда причин. Кроме того, эти меры направлены на снижение опасности прикосновения человека к открытым проводящим частям, оказавшимся под напряжением из-за повреждения изоляции.
Повышение уровня электробезопасности можно обеспечить применением непрерывного контроля изоляции, исключив тем самым эксплуатацию сетей с ее низким сопротивлением. Однако имеющиеся на данный момент средства контроля изоляции являются несовершенными и неэффективными.
В этой связи исследование и разработка способов и устройств непрерывного контроля изоляции в сетях до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью является актуальной научной задачей.
Цель работы - повышение уровня электробезопасности в сетях напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью путём организации непрерывного контроля изоляции фаз сети относительно земли.
Идея работы состоит в том, что для измерения и контроля параметров сопротивления изоляции сети относительно земли используется информационный сигнал в виде синусоидального напряжения непромышленной частоты, налагаемый на напряжение контролируемой сети от постороннего источника.
Научные положения и результаты, выносимые на защиту:
1. Классификация способов контроля изоляции в сетях до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью.
-
Способ определения параметров изоляции относительно земли отдельных фаз сети с глухозаземлённой нейтралью напряжением до 1 кВ основанный на применении дополнительного трансформатора напряжения, используемого для наложения информационного сигнала на контролируемую сеть, а также на измерении токов в обмотках дополнительного трансформатора напряжения и их фаз, отличающийся тем, что дополнительно измеряют значение тока в нейтрали силового трансформатора, а также фазу этого тока относительно напряжения вторичной обмотки трансформатора напряжения;
-
Для электрических сетей с глухозаземлённой нейтралью напряжением до 1 кВ необходимо определение как активного, так и емкостного сопротивления изоляции фаз относительно земли, как важнейших факторов обеспечения условий электробезопасности.
-
Устройство контроля изоляции с наложением сигнала непромышленной частоты, предназначенное для сетей до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью, позволяющее автоматически определять активное и емкостное сопротивление изоляции отдельных фаз относительно земли без нарушения це-лосности контролируемой сети.
Обоснованность и достоверность научных выводов, положений и рекомендаций подтверждается: корректным применением известных методов расчёта и анализа электрических цепей в совокупности с использованием компьютерного моделирования рассматриваемых процессов, сопоставимостью полученных теоретических и экспериментальных данных, а также хорошей воспроизводимостью результатов при многократных измерениях.
Научное значение работы заключается в установлении влияния величины емкости изоляции относительно земли в сети напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью на величину тока утечки через изоляцию; в разработке модели сети с глухозаземлённой нейтралью для случая протекания по ней тока непромышленной частоты; в разработке способа определения параметров изоляции относительно земли, что в совокупности позволит дополнить теорию диагностики состояния изоляции низковольтных сетей.
Практическое значение работы состоит в разработке устройства непрерывного контроля изоляции сетей до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью, позволяющего определять активное и емкостное сопротивление изоляции сети относительно земли, использование которого позволяет повысить уровень электро- и пожаробезопасности при эксплуатации низковольтных сетей за счёт своевременного выявления и устранения участков сети с повышенным током утечки.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в ЗАО «Читинские ключи» при эксплуатации электрической сети 380 В с глухозаземлённой нейтралью, а также в учебном процессе при подготовке специалистов Энергетического института Читинского государственного университета.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на IX международной научно-технической конференции студентов и аспиран-
.ТС-»» "' ' % <*<* ?
тов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, 2002 г.), Второй Всероссийской научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии» (Челябинск, 2003 г.), Второй межрегиональной научно-практической конференции «Энергетика в современном мире» (Чита, 2003 г.), а также на конференциях и научных семинарах Энергетического института Читинского государственного университета и Южно-Уральского государственного университета.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 работ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх разделов и заключения, содержит 150 страниц, 60 рисунков, 13 таблиц, 1 приложение.
