Система контроля состояния электрической изоляции в сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью

Page 1
background image

Page 2
background image

102

о

б

о

р

у

д

о

в

а

н

и

е

оборудование

Cистема контроля 
состояния электрической 
изоляции в сетях 
напряжением до 1000 В 
с глухозаземленной 
нейтралью

УДК

 621.314

Фоминич

 

Э

.

Н

.,

д

.

т

.

н

., 

профессор

 

кафедры

 

электро

 

снаб

 

жения

электро

 

оборудо

 

вания

 

и

 

автоматики

 

ВИ

 (

ИТ

ВА

 

МТО

 

им

А

.

В

Хрулева

Колесник

 

И

.

В

.,

адъюнкт

 

ВИ

 (

ИТ

ВА

 

МТО

 

им

А

.

В

Хрулева

Тишков

 

А

.

А

.,

к

.

т

.

н

., 

заместитель

 

начальника

 

кафедры

 

ВИ

 (

ИТ

ВА

 

МТО

 

им

А

.

В

Хрулева

Курьяков

 

Е

.

А

.,

соискатель

 

ВИ

 (

ИТ

ВА

 

МТО

 

им

А

.

В

Хрулева

Ключевые

 

слова

:

система

 

электроснабжения

,  

глухозаземленная

 

нейтраль

,  

однофазное

 

короткое

 

замы

-

кание

контроль

 

состояния

 

изоляции

Keywords:

power system, dead-earthed 
neutral, single-phase short circuit, 
control of insulation condition

Безаварийное

 

функционирование

 

распределительных

 

сетей

 

систем

 

электроснабжения

 

с

 

глухозаземленной

 

нейтралью

 

до

 

1000 

В

 

во

 

многом

 

зависит

 

от

 

частоты

 

возникновения

 

однофаз

-

ных

 

коротких

 

замыканий

которые

 

являются

 

наиболее

 

частым

 

видом

 

повреждения

 

изоляции

В

 

статье

 

представлена

 

концеп

-

ция

 

системы

 

контроля

 

и

 

диагностики

 

состояния

 

изоляции

 

элек

-

трических

 

сетей

 

с

 

глухозаземленной

 

нейтралью

позволяющей

 

перейти

 

от

 

борьбы

 

с

 

последствиями

 

нарушений

 

изоляции

 

к

 

их

 

предупреждению

 

и

как

 

следствие

существенному

 

повышению

 

их

 

электропожаробезопасности

.

Н

адежность

 

работы

 

и

 

безопасность

 

эксплуатации

 

электрооборудова

-

ния

 

во

 

многом

 

зависит

 

от

 

состояния

 

изоляции

частоты

 

возникновения

 

и

 

длительности

 

существования

 

ее

 

повреж

-

дений

По

 

данным

 

МЧС

 

в

 2017 

году

 

из

-

за

 

нарушения

 

правил

 

эксплуатации

 

электро

-

оборудования

 

возникло

 42 328 

пожаров

что

 

составляет

 27,3% 

от

 

всех

 

пожаров

Стоит

 

отметить

что

 

значительная

 

часть

 

таких

 

на

-

рушений

 

связаны

 

с

 

повреждением

 

изоляции

 

электроустановок

 

и

как

 

следствие

коротких

 

замыканий

.

При

 

замыканиях

 

на

 

корпус

  (

землю

че

-

рез

 

некоторое

 

переходное

 

сопротивление

 

автоматическое

 

отключение

основанное

 

на

 

применении

 

максимальной

 

токовой

 

защиты

срабатывать

 

не

 

будет

Данный

 

режим

 

чрез

-

вычайно

 

опасен

так

 

как

 

протекание

 

даже

 

ма

-

лых

 

токов

 

в

 

доли

 

ампера

 

в

 

локализованных

 

по

 

объему

 

дефектах

 

изоляции

 

приводит

 

к

 

пи

-

ролизу

 

изоляции

 

и

в

 

конечном

 

итоге

к

 

возго

-

ранию

При

 

этом

с

 

увеличением

 

суммарной

 

протяженности

 

кабельной

 

сети

 

системы

 

элек

-

троснабжения

 

ухудшаются

 

условия

 

электро

и

 

пожаробезопасности

а

 

также

 

снижается

 

на

-

дежность

 

электроснабжения

 

потребителей

Проведенные

 

научно

-

исследовательские

 

работы

 

показали

что

 

выявление

 

развиваю

-

щихся

 

дефектов

 

изоляции

 

на

 

ранних

 

стадиях

 

позволяет

 

значительно

 

улучшить

 

эти

 

показа

-

тели

При

 

этом

 

такой

 

подход

 

должен

 

заклю

-


Page 3
background image

103

чаться

 

в

 

применении

 

измеритель

-

ных

 

датчиков

рассчитанных

 

для

 

работы

 

с

 

автоматизированной

 

информационно

-

измерительной

 

системой

и

 

построении

 

центра

-

лизованной

 

системы

 

контроля

 

состояния

 

изоляции

осуществля

-

ющей

 

одновременную

 

обработку

 

сигналов

 

от

 

всех

 

контролируемых

 

кабельных

 

линий

 

с

 

целью

 

обе

-

спечения

 

мониторинга

 

состояния

 

изоляции

 

и

 

возможности

 

прогнози

-

рования

 

будущих

 

замыканий

Вы

-

полнение

 

этих

 

функций

 

возможно

 

за

 

счет

 

сведения

 

всех

 

данных

 

не

-

посредственно

 

к

 

диспетчеру

 [1–3].

В

 

ПУЭ

 

предусмотрена

 

воз

-

можность

 

применения

 

устройств

 

защитного

 

отключения

  (

УЗО

), 

ре

-

агирующих

 

на

 

ток

 

утечки

Прин

-

цип

 

работы

 

УЗО

 — 

пороговый

то

 

есть

 

УЗО

 

реагирует

 

на

 

превы

-

шение

 

фиксированного

 

уровня

 

тока

 

утечки

что

 

может

 

быть

 

недо

-

пустимо

 

при

 

питании

 

ответствен

-

ных

 

потребителей

Даже

 

если

 

УЗО

 

будет

 

работать

 

на

 

сигнали

-

зацию

то

 

невозможно

 

организо

-

вать

 

централизованный

 

контроль

 

за

 

этой

 

сигнализацией

так

 

как

 

УЗО

 

применяются

 

в

 

отдельных

 

периферийных

 

групповых

 

линиях

или

 

непосредственно

 

у

 

приемника

 

электроэнергии

.

При

 

большом

 (

десятки

 

и

 

сотни

количестве

 

приемников

 

электро

-

энергии

 

контроль

 

и

 

обслуживание

 

УЗО

 

требуют

 

значительных

 

затрат

 

времени

 

и

 

их

 

применение

 

стано

-

вится

 

экономически

 

невыгодным

Применение

 

УЗО

 

не

 

позволяет

 

осуществить

 

непрерывный

 

кон

-

троль

 

за

 

динамикой

 

изменений

 

то

-

ков

 

утечки

 

в

 

контролируемой

 

сети

.

Повысить

 

пожаробезопасность

 

электроустановок

 

можно

 

при

 

при

-

менении

 

мониторинга

 

дифферен

-

циальных

 

токов

 

утечки

что

 

по

-

зволяет

 

выявить

 

развивающиеся

 

дефекты

 

и

 

предпринять

 

необходи

-

мые

 

меры

 

до

 

возникновения

 

пожа

-

роопасных

 

утечек

 

тока

 [4–6].

Таким

 

образом

в

 

настоящее

 

время

 

отсутствуют

 

технические

 

средства

позволяющие

 

обеспе

-

чить

 

мониторинг

 

состояния

 

изо

-

ляции

 

в

 

сетях

 

с

 

глухозаземленной

 

нейтралью

которые

 

составляют

 

95% 

распределительных

 

сетей

То

 

есть

 

отсутствует

 

возможность

 

достоверного

 

диагностирования

 

развивающихся

 

дефектов

 

элек

-

трической

 

изоляции

 

в

 

этих

 

сетях

и

 

проблема

 

предупреждения

 

воз

-

никновения

 

коротких

 

замыканий

 

становится

 

все

 

более

 

актуальной

 

[7–9].

Разработанная

 

система

 

контро

-

ля

 

состояния

 

изоляции

 

в

 

системах

 

электроснабжения

 

до

 1000 

В

 

с

 

глу

-

хозаземленной

 

нейтралью

 

реали

-

зована

 

по

 

принципу

представлен

-

ному

 

на

 

рисунке

 1.

На

 

рисунке

 

условно

 

не

 

показа

-

ны

 

возможные

 

соединения

 

друг

 

с

 

другом

 

РЕ

-

проводников

 

различ

-

ных

 

приемников

 

электроэнергии

.

В

 

системе

 

мониторинга

 

токов

 

утечки

 

можно

 

выделить

 

два

 

основ

-

ных

 

вида

 

датчиков

-

преобразовате

-

лей

 

тока

:

 

датчики

-

преобразователи

 

диф

-

ференциального

 

тока

устанав

-

ливаемые

 

либо

 

на

 3-

жильном

 

кабеле

 

питания

 

трехфазных

 

нагрузок

либо

 

на

 4-

жильном

 

кабеле

 

для

 

трех

 

фаз

 

и

 

рабочего

 

нулевого

 

проводника

либо

 

на

 

2-

жильном

 

для

 

фазы

 

и

 

рабоче

-

го

 

нулевого

 

проводника

;

 

датчики

-

преобразователи

 

тока

устанавливаемые

 

на

 

защитном

 

нулевом

 

провод

 

нике

.

В

 

эксплуатационных

 

режимах

 

возможны

 

ложные

 

срабатывания

обусловленные

 

сложной

 

картиной

 

Рис

. 1. 

Структурная

 

схема

 

системы

 

СКСИ

 

СЭС

 

до

 1000 

В

 

с

 

глухозаземленной

 

нейтралью

: 1 — 

датчики

-

преобразова

-

тели

 

фазных

 

и

 

нулевого

 

проводников

; 2 — 

датчики

-

преобразователи

 

защитного

 

проводника

 

РЕ

Датчики

-

преобразователи

Рабочее

 

место

диспетчера

Блок

обработки

данных

Потребители

Сеть

 3 (48) 2018


Page 4
background image

104

растекания

 

тока

 

утечки

Условно

 

можно

 

выделить

 

следующие

 

вари

-

анты

 

преимущественного

 

растека

-

ния

 

тока

 

утечки

представленные

 

в

 

таблице

 1. 

Для

 

повышения

 

достоверности

 

обнаружения

 

присоединений

 

с

 

по

-

жароопасными

 

токами

 

утечки

 

не

-

обходимо

 

провести

 

анализ

 

слож

-

ных

 

комбинаций

 

сигналов

 

от

 

всех

 

пар

 

датчиков

контролирующих

 

токи

 

утечки

 

на

 

силовых

 

кабелях

 

(

три

 

фазы

 

и

 

рабочий

 

нулевой

 

про

-

водник

и

 

на

 

защитных

 

нулевых

 

проводниках

.

Если

 

РЕ

-

проводники

 

различных

 

кабелей

 

после

 

места

 

установки

 

датчиков

 

будут

 

иметь

 

соединения

 

между

 

собой

картина

 

существенно

 

меняется

При

 

установке

 

датчиков

 

в

 

защитные

 

нулевые

 

проводники

 

на

 

работу

 

системы

 

будет

 

негатив

-

но

 

сказываться

 

наличие

 

гальва

-

нической

 

связи

 

между

 

защитными

 

нулевыми

 

проводниками

 

прием

-

ников

 

электроэнергии

 

различных

 

кабелей

 

после

 

точки

 

установки

 

датчиков

На

 

практике

 

эта

 

ситуа

-

ция

 

возможна

 

и

 

будет

 

сочетаться

 

с

 

повторным

 

заземлением

Надо

 

учитывать

что

  «

соседние

» 

РЕ

-

проводники

 

тоже

 

обладают

 

сопро

-

тивлением

Наихудший

 

вариант

 — 

если

  «

соседние

» 

РЕ

-

проводники

 

будут

 

иметь

 

большее

 

сечение

 

по

 

сравнению

 

с

 

РЕ

-

проводником

 

в

 

поврежденном

 

присоединении

Это

 

возможно

 

при

 

удаленных

 

за

-

мыканиях

 

и

 

наличии

 

какой

-

то

 

про

-

тяженной

 

металлоконструкции

 

(

СПЧ

), 

используемой

 

в

 

качестве

 

РЕ

-

проводника

 

при

 

наличии

 

дру

-

гих

 

РЕ

-

проводников

Если

 

присое

-

динений

 (

кабелей

много

 

и

 

все

 

РЕ

-

проводники

 

этих

 

присоединений

 

соединены

 

друг

 

с

 

другом

 

после

 

места

 

повреждения

то

 

в

 

каждом

 

отдельном

 

РЕ

-

проводнике

 

присое

-

динений

 

ток

 

будет

 

мал

 

и

 

одинаков

и

 

выделить

 

поврежденное

 

присо

-

единение

 

будет

 

невозможно

 

без

 

применения

 

специализированного

 

программного

 

обеспечения

Дан

-

ная

 

ситуация

 

может

 

иметь

 

место

если

 

несколько

 

кабельных

 

вводов

 

в

 

одно

 

строение

 

будут

 

использо

-

вать

 

общую

 

главную

 

заземляю

-

щую

 

шину

  (

ГЗШ

или

 

несколько

 

кабелей

 

введены

 

в

 

одно

 

здание

.

Если

 

отходящих

 

присоедине

-

ний

 

много

 (6÷8 

и

 

более

), 

то

 

весьма

 

существенно

 

на

 

результатах

 

изме

-

рений

 

тока

 

утечки

 

в

 

РЕ

-

проводнике

 

будут

 

сказываться

 

различия

 

в

 

пол

-

ном

 

сопротивлении

 

связи

 

между

 

РЕ

-

проводниками

 

различных

 

при

-

емников

 

электроэнергии

питае

-

мых

 

от

 

контролируемой

 

совокуп

-

ности

 

фидеров

Наличие

 

связи

 

между

 

защитными

 

проводниками

 

разных

 

присоединений

  (

фидеров

негативно

 

сказывается

 

на

 

резуль

-

татах

 

обнаружения

 

поврежденного

 

фидера

.

Основной

 

проблемой

 

системы

 

мониторинга

 

является

 

большой

 

массив

 

информации

что

 

требует

 

от

 

оператора

 

значительной

 

про

-

фессиональной

 

подготовки

Для

 

упрощения

 

эксплуатации

 

системы

 

мониторинга

 

целесообразно

 

про

-

вести

 

анализ

 

данных

 

по

 

задан

-

ному

 

алгоритму

что

 

позволит

 

ми

-

нимизировать

 

информационный

 

поток

передавая

 

оператору

 

толь

-

ко

 

актуальную

 

информацию

 

в

 

на

-

глядном

 

виде

.

Сравнительный

 

анализ

 

заклю

-

чается

 

в

 

ранжировании

 

сигналов

 

от

 

всех

 PE-

датчиков

 

и

 

отдельно

 — 

от

 

всех

 

силовых

 

датчиков

 

с

 

вы

-

делением

 

наибольших

Целью

 

является

 

проверка

 

совпадения

 

номеров

 

присоединений

 

с

 

наи

-

большими

 

значениями

 

сигналов

 

от

 

силовых

 

датчиков

 

с

 

номера

-

ми

 

присоединений

 

с

 

наибольши

-

ми

 

значениями

 

сигналов

 

от

 PE-

датчиков

При

 

совпадении

 

следует

 

вывод

 

о

 

достоверности

 

обнаруже

-

ния

 

присоединений

 

с

 

наибольши

-

ми

 

утечками

 

на

 

ОПЧ

имеющими

 

подключение

 

к

 PE-

проводникам

Завершающим

 

этапом

 

является

 

сравнение

 

с

 

заданными

 

абсолют

-

ными

 

и

 

относительными

 

порогами

 

с

 

генерацией

 

соответствующих

 

сигналов

 

и

 

их

 

передачей

 

на

 

сред

-

ства

 

сигнализации

 

и

 

на

 «

верхний

» 

уровень

 

системы

 

мониторинга

.

Аналогично

 

производится

 

вы

-

явление

  «

наихудших

» 

присоеди

-

нений

имеющих

 

доминирующую

 

утечку

 

на

 

землю

.

ОБОРУДОВАНИЕ

Табл

. 1. 

Пути

 

растекания

 

токов

 

утечки

Доминирующий

 

путь

 

утечки

Показания

 

пары

 

датчиков

Интерпретация

 

показаний

Утечка

 

на

 

изолированную

 

от

 

земли

 

ОПЧ

 

при

 

ее

 

подключе

-

нии

 

к

 PE-

проводнику

C

игналы

 

примерно

 

равны

.

Однозначная

 

идентификация

 

присоединения

 

с

 

током

 

утечки

Исправность

 PE-

проводника

.

Утечка

 

на

 

заземленную

 

ОПЧ

 

с

 

подключением

 

к

 

ней

 PE-

про

-

вод

 

ника

Сигнал

 

от

 

силового

 

датчика

 

боль

-

ше

 

сигнала

 

от

 

защитного

 

датчика

.

Высокая

 

степень

 

идентификации

 

присо

-

единения

 

с

 

током

 

утечки

Возможны

 

дефекты

 

PE-

проводника

.

Утечка

 

на

 

заземленную

 

ОПЧ

 

без

 

подключения

 

к

 

ней

 PE 

про

-

водника

 (

утечка

 

на

 

землю

)

Сигнал

 

от

 

силового

 

датчика

 

существенно

 

больше

 

сигнала

 

от

 

защитного

 

датчика

.

Идентификация

 

присоединения

 

с

 

утечкой

 

по

 

по

-

казаниям

 

силового

 

датчика

-

преобразователя

Вы

-

сокая

 

вероятность

 PE-

проводника

 

повреждения

.

Утечка

 

на

 

ОПЧ

 

с

 PE-

про

-

вод

 

ником

имеющим

 

связь

 

с

 

другими

 

ОПЧ

запитанными

 

от

 

других

 

присоединений

 

Сигналы

 

от

 

защитных

 

датчиков

 

сопоставимы

 

по

 

уровню

Иденти

-

фикация

 

возможна

 

по

 

сигналу

 

от

 

силового

 

датчика

-

преобразователя

.

Высокая

 

степень

 

неопределенности

 

в

 

иденти

-

фикации

 

присоединения

 

с

 

утечкой

Требуется

 

применение

 

специализированного

 

программного

 

обеспечения

 

для

 

анализа

.

Утечка

 

на

 

землю

 

вне

 

зоны

 

контроля

Сигналы

 

от

 

защитных

 

датчиков

 

со

-

поставимы

 

по

 

уровню

.

Высокая

 

степень

 

неопределенности

 

в

 

иденти

-

фикации

 

присоединения

 

с

 

утечкой

Требуется

 

применение

 

специализированного

 

программного

 

обеспечения

 

для

 

анализа

.

Утечка

 

на

 

изолированную

 

от

 

земли

 

ОПЧ

 

при

 

ее

 

подключе

-

нии

 

к

 PE-

проводнику

 

вне

 

зоны

 

контроля

Сигналы

 

от

 

защитных

 

датчиков

 

со

-

поставимы

 

по

 

уровню

.

Высокая

 

степень

 

неопределенности

 

в

 

иденти

-

фикации

 

присоединения

 

с

 

утечкой

Требуется

 

применение

 

специализированного

 

программного

 

обеспечения

 

для

 

анализа

.


Page 5
background image

105

Графическую

 

информацию

 

це

-

лесообразно

 

выводить

 

для

 

огра

-

ниченного

 

количества

 

наихудших

 

с

 

точки

 

зрения

 

пожаробезопасно

-

сти

 

присоединений

а

 

более

 

под

-

робную

 

информацию

 — 

только

 

по

 

запросу

.

Во

 

многих

 

случаях

 

более

 

ин

-

формативными

 

данными

 

являют

-

ся

 

значения

 

скорости

 

изменения

 

во

 

времени

 

токов

 

утечки

для

 

чего

 

производится

 

дифференцирова

-

ние

 

графика

 

изменения

 

тока

 

утеч

-

ки

 

во

 

времени

Эти

 

данные

 

могут

 

быть

 

более

 

информативными

 

по

 

сравнению

 

с

 

графиками

 

измене

-

ний

 

во

 

времени

 

токов

 

утечки

 

с

 

по

-

зиции

 

задачи

 

прогнозирования

 

процессов

 

деградации

 

состояния

 

изоляции

.

Для

 

минимизации

 

ложной

 

сиг

-

нализации

 

в

 

условиях

 

сложной

 

картины

 

растекания

 

токов

 

утеч

-

ки

 

необходимо

 

устанавливать

 

не

 

только

 

абсолютные

 

пороги

 

сигнализации

 — 

логичным

 

яв

-

ляется

 

привязка

 

к

 

стандартным

 

значениям

 

порогов

 

УЗО

 — 30, 

100 

и

 300 

мА

но

 

и

 

установление

 

относительных

 

порогов

значе

-

ния

 

которых

 

привязаны

 

к

 

типич

-

ным

  (

характерным

токам

 

утечки

 

конкретной

 

распределительной

 

сети

Количественные

 

значения

 

этих

 

относительных

 

порогов

 

це

-

лесообразно

 

задавать

 

в

 

процен

-

тах

 

от

  «

нормального

» (

то

 

есть

 

устойчивого

 

в

 

течение

 

длитель

-

ного

 

времени

значения

 

измеря

-

емого

 

тока

 

утечки

Такой

 

подход

 

позволяет

 

существенно

 

умень

-

шить

 

вероятность

 

ложной

 

сигна

-

лизации

но

 

требует

 

настройки

 

системы

 

мониторинга

 

по

 

месту

 

эксплуатации

.

Разработанная

 

система

 

пред

-

назначена

 

для

 

мониторинга

 

со

-

стояния

 

изоляции

 

в

 

кабельных

 

распределительных

 

сетях

 

с

 

глухо

-

заземленной

 

нейтралью

 

до

 1000 

В

 

с

 

целью

 

прогнозирования

 

плани

-

рования

 

профилактических

 

меро

-

приятий

 

и

 

ремонтных

 

работ

 

для

 

предотвращения

 

пробоев

 

изоля

-

ции

 

и

 

замыканий

 

на

 

землю

.

Система

 

СКСИ

 

работает

 

по

 

принципу

 

измерения

 

переменного

 

тока

 

нулевой

 

последовательности

 

путем

 

преобразования

 

магнитного

 

поля

создаваемого

 

трехфазными

 

токами

 

в

 

контролируемой

 

цепи

 

в

 

аналоговые

 

сигналы

которые

 

преобразуются

 

в

 

цифровые

 

дан

-

ные

Реализация

 

такой

 

системы

 

позволила

 

преодолеть

 

серьезную

 

проблему

   

недостаточности

 

су

-

ществующих

 

технических

 

средств

 

и

 

методов

 

для

 

постоянного

 

контро

-

ля

 

за

 

состоянием

 

изоляции

В

 

настоящее

 

время

 

изготов

-

лены

 

и

 

прошли

 

государственные

 

испытания

 

опытные

 

образцы

 

си

-

стемы

 

пофидерного

 

контроля

 

со

-

стояния

 

изоляции

датчики

 

кото

-

рых

 

представлены

 

на

 

рисунке

 2. 

В

 

разработанной

 

системе

 

СКСИ

в

 

качестве

 

первичных

 

чувствитель

-

ных

 

элементов

 

датчиков

-

преоб

-

разователей

 

дифференциального

 

тока

 

утечки

 

применена

 

катушка

 

Роговского

Конструкция

 

катушки

 

Роговского

 

представляет

 

собой

 

токовый

 

трансформатор

 

с

 

воздуш

-

ным

 

сердечником

Катушка

 

нама

-

тывается

 

на

 

воздушный

 

сердечник

 

такого

 

размера

чтобы

 

через

 

его

 

отверстие

 

могла

 

быть

 

пропущена

 

шина

 

с

 

измеряемым

 

током

Что

-

бы

 

уменьшить

 

паразитные

 

емко

-

сти

витки

 

должны

 

быть

 

намотаны

 

с

 

равными

 

расстояниями

 

друг

 

от

 

друга

 

и

 

в

 

одну

 

сторону

Для

 

исклю

-

чения

 

влияния

 

витка

создаваемо

-

го

 

самой

 

катушкой

ее

 

конец

 

воз

-

вращают

 

к

 

началу

прокладывая

 

вдоль

 

окружности

 

тороида

В

 

свя

-

зи

 

с

 

тем

что

 

выходное

 

напряжение

 

обычно

 

мало

как

 

правило

катуш

-

ку

 

экранируют

 

от

 

электрических

 

помех

Экран

 

при

 

этом

 

не

 

должен

 

образовывать

 

короткозамкнутого

 

витка

Выводы

 

катушки

 

должны

 

быть

 

также

 

экранированы

причем

 

один

 

из

 

выводов

 

должен

 

быть

 

со

-

единен

 

с

 

экраном

 

и

 

заземлен

Поскольку

 

измеряемые

 

токи

 

очень

 

малы

возникает

 

сложность

 

в

 

их

 

передаче

 

на

 

блок

 

обработки

 

из

-

за

 

сильного

 

затухания

 

и

 

низкой

 

помехоустойчивости

Для

 

решения

 

2

1

Рис

. 2. 

Плата

 

с

 

датчиками

-

преоб

-

разователями

 

системы

 

ПКСИ

:

1 — 

датчики

-

преобразователи

 

фаз

-

ных

 

и

 

нулевого

 

проводников

;

2 — 

датчик

-

преобразователь

 

за

-

щитного

 

РЕ

-

проводника

этих

 

проблем

 

в

 

непосредственной

 

близости

 

от

 

катушки

 

Роговско

-

го

  (

в

 

одном

 

корпусе

установлен

 

аналогово

-

цифровой

 

преобра

-

зователь

который

 

преобразует

 

полученный

 

аналоговый

 

сигнал

 

в

 

цифровой

 

вид

 

и

 

передает

 

его

 

на

 

блок

 

обработки

Таким

 

образом

измеренный

 

катушкой

 

Роговского

 

ток

 

нулевой

 

последовательности

 

и

 

преобразованный

 

в

 

цифровой

 

вид

 

передается

 

на

 

блок

 

обработки

не

 

подвергаясь

 

воздействию

 

по

-

мех

 

и

 

не

 

затухая

.

Конструктивно

 

блок

 

цифровой

 

обработки

 

данных

 

представляет

 

собой

 

конструкцию

состоящую

 

из

 

следующих

 

основных

 

эле

 

ментов

:

 

узлов

 

защиты

 

от

 

помех

;

 

узлов

 

выпрямителей

 

основного

 

и

 

резервного

 

напряжения

 

пита

-

ния

;

 

АВР

;

 

блока

 

интерфейсов

;

 

устройств

 

индикации

 

результа

-

тов

 

измерений

.

На

 

рисунке

 3 

эти

 

элементы

 

не

 

показаны

.

Разработанная

 

система

 

выпол

-

няет

 

следующие

 

функции

:

 

ранжирование

 

номеров

 

кабель

-

ных

 

присоединений

 

в

 

зависи

-

мости

 

от

 

значения

 

тока

 

утечки

;

 

сравнение

 

токов

 

утечки

 

с

 

задан

-

ными

 

порогами

 

для

 

генерации

 

предупреждающих

 

сообщений

 

и

 

сигнализации

;

 

определение

 

номеров

 

кабелей

 

с

 

наихудшей

 

изоляцией

 

создание

 

графика

 

изменения

 

сигналов

 

во

 

времени

 

корректировка

 

значений

 

поро

-

гов

 

сигнализации

;

 

архивирования

 

и

 

визуализации

 

информации

;

Рис

. 3.  

Внешний

 

вид

 

блока

 

обработ

-

ки

 

системы

 

СКСИ

 3 (48) 2018


Page 6
background image

106

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Глухов

 

О

.

А

., 

Иванов

 

Е

.

А

Применение

 

функциональных

 

возможностей

 

АСУ

 

ТП

 

для

 

обеспечения

 

селективного

 

контроля

 

состояния

 

изоляции

 

присоединений

 / 

Авто

-

матизированные

 

системы

 

управления

 

энергетически

-

ми

 

ресурсами

Сб

.

материалов

СПб

.: 

ПЭИПК

, 2005. 

С

. 166–173.

2. 

Глухов

 

О

.

А

., 

Михайлов

 

А

.

К

., 

Фоминич

 

Э

.

Н

., 

Тишков

 

А

.

А

Анализ

 

условий

 

применения

 

системы

 

контро

-

ля

 

изоляции

 

в

 

системах

 

электроснабжения

 

с

 

изо

-

лированной

 

нейтралью

 / 

Сборник

 

докладов

 9-

й

 

Рос

-

сийской

 

НТК

 

по

 

электромагнитной

 

совместимости

 

технических

 

средств

 

ЭМС

-2006. 

СПб

.: 

ВИТУ

, 2006. 

С

. 196–201.

3. 

ГОСТ

 

РВ

 20.57.416-98. 

Комплексная

 

система

 

контро

-

ля

 

качества

Изделия

 

электронной

 

техники

квантовой

 

электроники

 

и

 

электротехнические

 

военного

 

назначе

-

ния

Методы

 

испытаний

М

.: 

Стандартинформ

, 2015. 

148 

с

.

4. 

Михайлов

 

А

.

К

., 

Фоминич

 

Э

.

Н

., 

Глухов

 

О

.

А

., 

Тишков

 

А

.

А

Системы

 

контроля

 

изоляции

 

в

 

системах

 

электроснаб

-

жения

 

с

 

изолированной

 

нейтралью

 // 

Технология

 

ЭМС

2007, 

 3(22). 

5. 

Михайлов

 

А

.

К

., 

Фоминич

 

Э

.

Н

., 

Глухов

 

О

.

А

., 

Тишков

 

А

.

А

Внедрение

 

методов

 

общего

 

и

 

пофидерного

 

контроля

 

изоляции

 

в

 

системах

 

электроснабжения

 

с

 

изолирован

-

ной

 

нейтралью

 / 

Электротехника

 2030: 

Перспективные

 

технологии

 

электроэнергетики

Сборник

 

тезисов

 (9-

й

 

Симпозиум

Московская

 

область

 29–31 

май

 2007). 324 

с

.

6. 

Тишков

 

А

.

А

., 

Павленок

 

А

.

М

Разработка

 

системы

 

контро

-

ля

 

состояния

 

изоляции

 

в

 

системах

 

электроснабжения

 

с

 

изолированной

 

нейтралью

 / 

Сборник

 

научных

 

проблем

 

ВИ

(

ИТ

). 

СПб

.: 

Изд

-

во

 

Политехн

ун

-

та

, 2013. 312 

с

.

7. 

Глухов

 

О

.

А

., 

Глухов

 

Д

.

О

Расчет

 

параметров

 

индукцион

-

ного

 

датчика

 

тока

 

на

 

базе

 

катушки

 

Роговского

 // 

Проб

-

лемы

 

энергетики

, 2015, 

 3–4. 

С

. 124–131.

8. 

Глухов

 

О

.

А

., 

Глухов

 

Д

.

О

Влияние

 

сторонних

 

магнитных

 

полей

 

на

 

результаты

 

измерения

 

тока

 

катушкой

 

Роговско

-

го

 // 

Известия

 

СПбГЭТУ

 «

ЛЭТИ

» 2015, 

 7. 

С

. 56–60. 

9. 

Харкевич

 

А

.

А

Спектры

 

и

 

анализ

М

.: 

Либроком

, 2009. 

240 

с

.

ОБОРУДОВАНИЕ

REFERENCES
1.  Glukhov O.A., Ivanov E.A. Application of automated process 

control system functional capabilities for ensuring selective 
condition monitoring of feeders insulation. 

Avtomatizirovan-

nyye sistemy upravleniya energeticheskimi resursami. 
Sb.materialov

 [Automated control systems for energy re-

sources. Source book]. St. Petersburg, 2005, pp. 166–173. 
(In Russian).

2.  Glukhov O.A., Mikhaylov A.K., Fominich E.N., Tishkov A.A. 

Application conditions analysis for insulation monitoring sys-
tem in power supply systems with insulated neutral. 

Sbornik 

dokladov 9-y Rossiyskoy NTK po elektromagnitnoy sovmes-
timosti tekhnicheskikh sredstv EMS-2006

 [Book of reports of 

the 9th Russian scienti

 c and technical conference on elec-

tromagnetic compatibility of technical means (EMC-2006)], 
St. Petersburg, 2006, pp. 196–201. (In Russian).

3.  State Standard RV 20.57.416-98. Integrated quality control 

system. Products of electronic engineering, quantum electron-
ics and electrical engineering for military use. Test methods. 
Moscow, Standartinform Publ., 2015. 148 p. (In Russian).

4.  Mikhaylov A.K., Fominich E.N., Glukhov O.F., Tishkov A.A. 

Insulation monitoring systems in power supply systems with 
insulated neutral. Tekhnologiya EMS [Technologies of elec-
tromagnetic compatibility], 2007, no. 3(22). (in Russian)

5.  Mikhaylov A.K., Fominich E.N., Glukhov O.F., Tishkov A.A. 

Vnedreniye metodov obshchego i po

 dernogo  kontrolya 

izolyatsii v sistemakh elektrosnabzheniya s izolirovannoy 
neytralyu. Elektrotekhnika 2030: Perspektivnyye tekhnologii 
elektroenergetiki. Sbornik tezisov. 9-y Simpozium

 [Imple-

mentation of methods for general and individual insulation 
monitoring in electrical supply systems with insulated neu-
tral. Perspective technologies of electric power industry. 
Collection of abstracts. 9th Symposium], Moscow Region, 
2007, 324 p.

6.  Tishkov A.A., Pavlenok A.M. 

Razrabotka sistemy kontrolya 

sostoyaniya izolyatsii v sistemakh elektrosnabzheniya 
s izolirovannoy neytralyu. Sbornik nauchnykh problem 
VI(IT) 

[Development of monitoring system for insulation 

control in power supply systems with insulated neutral. 
Scienti

 c problems collection of VI (IT)]. St. Petersburg, 

SPbPU, 2013, 312 p. 

7.  Glukhov O.A., Glukhov D.O. Calculation of parameters for 

inductive current sensor based on Rogowski coil. 

Problemy 

energetiki 

[Energy sector problems], 2015, no. 3-4, pp. 124-

131. (in Russian)

8.  Glukhov O.A., Glukhov D.O. Impact of external magnetic 

 elds on the results of current measurement by Rogowski 

coil. 

Izvestiya SPbGETU "LETI" 

[ETU news], 2015, no. 7, 

pp. 56-60. (in Russian)

9. Kharkevich A.A. 

Spektry i analiz 

[Spectra and analysis]. 

Moscow, Librokom Publ., 2009. 240 p.

 

проведение

 

сравнительного

анализа

 

токов

 

утечки

инди

-

видуальное

 

назначение

 

по

-

рогов

 

сигнализации

учет

 

исходных

 

небалансов

воз

-

можность

 

оперативной

 

пере

-

настройки

;

 

новые

 

датчики

 

дифференци

-

ального

 

тока

 

обеспечивают

 

вы

-

сокую

 

чувствительность

а

 

раз

-

личные

 

варианты

 

конструктив

-

ного

 

исполнения

 — 

удобный

 

и

 

простой

 

монтаж

;

 

выполнение

 

необходимой

 

ма

-

тематической

 

обработки

 

значе

-

ний

 

параметров

;

 

контроль

 

достоверности

 

пара

-

метров

 

и

 

исправности

 

техни

-

ческих

 

средств

 

нижнего

 

уровня

 

в

 

процессе

 

работы

 

системы

ведение

 

протоколов

 

и

 

архивов

 

по

 

ошибкам

отказам

 

и

 

другим

 

отклонениям

 

от

 

нормальных

 

режимов

 

работы

а

 

также

 

ста

-

тистической

 

информации

 

по

 

работе

 

оборудования

.

ВЫВОДЫ

Оценка

 

и

 

мониторинг

 

состояния

 

изоляции

 

в

 

реальных

 

услови

-

ях

 

функционирования

 

системы

 

электроснабжения

включающих

 

различные

 

режимы

 

работы

явля

-

ется

 

актуальной

 

и

 

сложной

 

зада

-

чей

На

 

надежность

 

работы

 

СЭС

электро

и

 

пожаробезопасность

 

элек

 

тро

 

оборудования

 

существен

-

но

 

влияют

 

нештатные

 

режимы

 

работы

предаварийные

 

и

 

аварий

-

ные

 

режимы

 

и

 

старение

 

изоляции

Использование

 

системы

 

пофидер

-

ного

 

контроля

 

состояния

 

изоляции

 

в

 

составе

 

программно

-

аппарат

-

ного

 

комплекса

 

дает

 

возможность

 

непрерывного

 

мониторинга

 

со

-

стояния

 

изоляции

 

всех

 

контроли

-

руемых

 

присоединений

что

 

необ

-

ходимо

 

для

 

прогноза

 

возможных

 

коротких

 

замыканий

 

в

 

сети

 

с

 

до

-

статочным

 

для

 

оперативных

 

меро

-

приятий

 

запасом

 

времени

.  


Читать онлайн

Безаварийное функционирование распределительных сетей систем электроснабжения с глухозаземленной нейтралью до 1000 В во многом зависит от частоты возникновения однофазных коротких замыканий, которые являются наиболее частым видом повреждения изоляции. В статье представлена концепция системы контроля и диагностики состояния изоляции электрических сетей с глухозаземленной нейтралью, позволяющей перейти от борьбы с последствиями нарушений изоляции к их предупреждению и, как следствие, существенному повышению их электропожаробезопасности.

Поделиться: