30.06.11

Отработка эксплуатационных навыков по измерению сопротивления изоляции судового электрооборудования и определению мест повреждения изоляции в кабелях

Цель работы

Освоение различных методов замера сопротивления изоляции и определения мест повреждения изоляции в кабелях.

Ознакомление с приборами и устройствами измерения сопротивления изоляции в судовых электрических сетях и установках, находящихся под напряжением и без напряжения.
Анализ и сравнение различных методов измерения сопротивления и определения мест повреждения изоляции на основании проведенных экспериментальных исследований.

Программа работы

1. Ознакомиться с устройством и принципом действия переносного мегомметра. Произвести замеры сопротивления изоляции фидеров, отходящих от ГРЩ и других элементов электрооборудования.
2. Ознакомиться со схемами измерения сопротивления изоляции сетей, находящихся под напряжением. Произвести замеры сопротивления изоляции фидеров, отходящих от ГРЩ, находящихся под напряжением.
3. Ознакомиться с принципом действия устройств непрерывного контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока. Произвести испытание этих устройств при различных их уставках по сопротивлению изоляции контролируемой сети.
4. Определить место повреждения изоляции кабеля при различных случаях ее повреждения наиболее распространенными методами.

Общие сведения и основные теоретические положения

1. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ В СЕТЯХ, НЕ НАХОДЯЩИХСЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

Основным прибором, применяемым в настоящее время для измерения сопротивления изоляции, является мегомметр. Мегомметры выпускаются с внутренним генератором на 500, 1000 и 2000 В. Генератор выполняется с возбуждением от постоянных магнитов и ротором, вращающимся от руки. Скорость вращения поддерживается постоянной посредством центробежного регулятора.

При измерении больших сопротивлений изоляции необходимо учитывать влияние поверхностных токов утечки (особенно если поверхностные токи соизмеримы с токами утечки внутри изоляции). Для устранения влияния поверхностных токов на показания мегомметра на изоляцию жилы накладывается виток голой проволоки, который присоединяется к экранирующему зажиму мегомметра.

При измерении необходимо учитывать, что сопротивление изоляции резко снижается по мере ее нагревания.

Постоянный ток при измерении сопротивления изоляции мегомметром в первый момент является зарядным током емкости изоляции и поэтому величина сопротивления ее оказывается заниженной (стрелка мегомметра толчком доходит до нуля). По мере заряда емкости показания мегомметра увеличиваются. Поэтому отсчет показаний следует брать не ранее чем через 15 с от начала приложения напряжения, а при измерении сопротивления изоляции кабелей и крупных электрических машин - не ранее чем через 60 с.

При проверке степени увлажненности изоляции в практике используется коэффициент абсорбции Каб=Rобщ/R15, представляющий отношение сопротивления изоляции по прошествии 60 и 15с с момента начала измерений. Величина Каб при неувлажненной изоляции может достигать 2—3 и более. При Каб≤1 изоляция считается увлажненной и требует сушки. Следует помнить, что сопротивление изоляции всей сети всегда меньше сопротивления изоляции одного фидера. Ориентировочно можно считать, что общее сопротивление изоляции сети будет во столько раз меньше сопротивления изоляции одного фидера, сколько их отходит от ГРЩ.

При включенных токоприемниках сопротивление всех трех фаз будет одинаковым, поэтому можно ограничиться измерением одной фазы.

2. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ В СЕТЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

Для измерения сопротивления изоляции в цепях постоянного тока широкое распространение получил метод трех отсчетов вольтметра (рис. 1,а). Для этого надо снять три отсчета по вольтметру:
Рис.1. Принципиальные схемы измерения и контроля изоляции в судовых кабелях: а — для цепей постоянного тока; б, в — для цепей переменного тока

а) величины напряжения сети Uв;
б) величины напряжения между положительным полюсом сети и корпусом U+в;
в) величины напряжения между отрицательным полюсом и корпусом U-в.

Общее сопротивление изоляции сети от корпуса Rобщ определяется по формуле:
где Rв — сопротивление вольтметра, Ом.

Сопротивление изоляции положительного полюса по отношению к корпусу:
отрицательного полюса по отношению к корпусу:
Вольтметры, установленные для измерения сопротивления изоляции сетей, должны иметь точно откалиброванные внутренние сопротивления, величины которых приводятся в паспорте вольтметра.

3. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

Наиболее распространенным способом является способ трех вольтметров (рис. 1,б). Если сопротивление изоляции в пределах допустимой нормы, то каждый из трех вольтметров будет показывать фазное напряжение. Если же сопротивление одной из фаз снизится, то вольтметр, подключенный к этой фазе, покажет меньшую величину напряжения, а остальные — большую. Если один из вольтметров будет давать незначительное отклонение, а два остальных покажут линейное напряжение, то сопротивление изоляции первой фазы очень низкое или близко к нулю.

Вольтметры для измерения должны быть выбраны на линейное напряжение сети.
При неравных показаниях вольтметров самое низкое сопротивление изоляции фазы будет не выше величины, подсчитанной по формуле:
где Rв — сопротивление одного вольтметра, Ом;
UФ — фазное напряжение сети, В;
Umin — наименьшее показание трех вольтметров, В.

На практике часто контроль сопротивления изоляции производят с помощью электроламп, как показано на рис. 1,в.

При хорошей изоляции лампы будут иметь одинаковый неполный накал. При низкой изоляции одной из фаз лампа, включенная в данную фазу, имеет меньший накал (или вообще не горит), а две другие будут иметь больший или полный накал.

Этот способ дает примерный грубый контроль изоляции.

4. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЩИТОВЫМИ МЕГОММЕТРАМИ

Для непосредственного измерения сопротивления изоляции сетей постоянного и переменного тока применяют приборы магнитоэлектрической системы типов М154 и М164 совместно с добавочным устройством типа Р1824, и переключателем типа П1824. Приборы позволяют измерять сопротивления изоляции сетей постоянного тока, находящихся под напряжением не выше 350В (рис. 2,а), и сетей переменного тока напряжением до 400 В независимо от частоты (рис. 2,б).
Рис. 2. Схемы непосредственного измерения сопротивления изоляции: а — для цепей постоянного тока; б — для цепей переменного тока

Класс точности приборов 2,5. Мегомметры можно включать в сеть на время не более 10—15 мин. Не следует одновременно включать два мегомметра в сеть для исключения неправильных показаний.

5. НЕПРЕРЫВНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Устройства непрерывного контроля сопротивления изоляции в сетях переменного тока с незаземленной нейтралью относительно корпуса судна напряжением от 0 до 400 В и частотой 50— 400 Гц имеют, как правило, от трех до пяти уставок по сопротивлению изоляции контролируемой сети: 500 кОм±20%; 200кОм±30%; 100 кОм±30%; 50 кОм±50%; 25 кОм±40%.

Схема включения устройства контроля изоляции типа УКИ-1 в сеть показана на рис. 3,б, а устройства типа ПКИ—на рис. 3,а.

При снижении сопротивления изоляции сети ниже величины, заданной уставкой, включается сигнализация (звуковая или световая). При появлении сигнала надо его отключить, а щитовым прибором определить фактическую величину сопротивления изоляции. Если она ниже допустимых норм, нужно последовательным отключением фидеров определить участок с низким сопротивлением изоляции.
Рис. 3. Схемы включения устройств контроля изоляции: а — прибора ПКИ; б — прибора 
УКИ-1

6. НЕИСПРАВНОСТИ КАБЕЛЕЙ (ПРОВОДОВ) И СПОСОБЫ ИХ ОБНАРУЖЕНИЯ

Сопротивление изоляции кабелей, находящихся в эксплуатации, как правило, значительно ниже новых. Если сопротивление изоляции жил разной полярности значительно понижается, то возможны пробой изоляции и короткое замыкание.

Выбор способа обнаружения неисправности и отыскания места повреждения кабеля зависит от характера неисправности.

Для определения характера неисправности необходимо измерить:
а) сопротивление изоляции жил кабеля по отношению к корпусу;
б) сопротивление изоляции между всеми жилами кабеля;
в) у трехжильного кабеля сопротивление трех шлейфов, каждый из которых образуется из пары жил, соединенных между собой на одном из концов кабеля, с целью установления наличия обрыва жил.

При отсутствии внешних признаков повреждения кабеля следует пользоваться следующими методами:
Рис. 4. Схемы определения места повреждения электрических кабелей: а — метод микроамперметра; б — метод одинарного моста

а) методом микроамперметра, включенного в схему согласно
рис. 4,а. Произведя небольшие или легкие обжатия кабеля щипцами в районе повреждения, следить за стрелкой прибора; при обжатии места с поврежденной изоляцией стрелка микроамперметра будет резко колебаться, что укажет на то, что место повреждения найдено;
б) методом одинарного моста с петлей из двух жил, образующих два плеча моста (рис. 4,6).

Концы исправной и поврежденной жил закорачивают. Тогда получаем мост, образованный магазинами сопротивлений R1, R2, сопротивлением Rx и сопротивлением 2Rl — Rх (Rl — сопротивление одной жилы).

При равновесии моста (путем регулировки R1/R2) имеем:
где l — расстояние от пульта управления до места повреждения;
S — сечение провода;
ρ — удельное сопротивление.
Если сечение кабеля одинаково по всей длине, то вместо Rх и Rl можно подставить lx и l. Тогда
Сопротивления всех соединительных проводов измерительной цепи должны быть значительно меньше, чем сопротивления Rх и Rl, ибо в противном случае будет иметь место значительная погрешность измерения.

В практике имеют место и другие методы (емкостный, импульсный, индуктивный, резонансный и др.), требующие использования специальной аппаратуры.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка включает переносной мегомметр, вольтметр магнитоэлектрической системы с переключателем на три положения, три вольтметра электромагнитной системы, устройства ПКИ и УКИ-1, клемные выводы участков сети постоянного и переменного тока, щитовой омметр с переключателем на несколько положений, клемные выводы электрических машин, аппаратов и фидеров, аккумуляторную батарею на 24 В.

Методика проведения эксперимента

1. Ознакомиться с конструкцией и устройством переносного мегомметра. Ознакомиться со схемами измерения сопротивления изоляции.
2. Произвести замер изоляции электрических аппаратов, шин ГРЩ, фидеров, отходящих от ГРЩ, с присоединенными к ним машинами. Измерение мегомметром производить в следующем порядке:
а) убедиться в отсутствии напряжения в измеряемой цепи, а также в полупроводниковых приборах и устройствах, могущих быть поврежденными напряжением мегомметра;
б) проверить исправность мегомметра (с разомкнутыми проводниками при вращении рукоятки мегомметра стрелка должна устанавливаться в положение «∞», при замыкании проводников между собой стрелка должна отклоняться до конца в противоположном направлении);
в) проводник, идущий от зажима «Земля», надежно присоединить к корпусу измеряемого устройства;
г) присоединить проводник, идущий от зажима «Линия», к токоведущей детали устройства;
д) установить переключатель в положение «М» (мегомы) или «К» (килоомы) в зависимости от величины сопротивления изоляции устройства;
е) вращая ручку мегомметра с нормальной частотой (около 120 об/мин), произвести отсчет по той шкале, на которую установлен переключатель шкал.
В случае измерения сопротивления изоляции с экранированием токов утечки переключатель шкал устанавливают в положение «М». Замеры производить по истечении 15 и 60 с на холодных машинах и машинах, прогретых до определенных рабочих температур. Данные замеров занести в таблицу.
3. Для участков, находящихся под напряжением постоянного тока 220 В, произвести измерение сопротивления изоляции методом трех отсчетов вольтметра. Снять напряжение на контролируемом участке, собрать схему согласно рис. 1,а, подать напряжение, произвести замеры и рассчитать по формулам сопротивления изоляции. Данные свести в таблицу.
4. Для участков, находящихся под напряжением переменного тока 220, 127В, произвести измерение сопротивления изоляции методом трех вольтметров. Снять напряжение на контролируемом участке, собрать схему согласно рис. 1,б, подать напряжение, произвести замеры и рассчитать по формулам сопротивление изоляции.
5. Проверить измерения пунктов 3 и 4 с помощью щитовых омметров, сравнить показания омметра с расчетными данными.
6. Ознакомиться со схемами подключения автоматических приборов контроля изоляции УКИ-1 и ПКИ. Подключить их к контролируемым участкам сети, проверить действие приборов и определить поврежденные участки.
7. Подготовить лабораторную установку для определения места повреждения кабеля. Определить место повреждения методом микроамперметра и методом одинарного моста. Сравнить результаты эксперимента.

Обработка и анализ результатов эксперимента

1. Результаты измерения мегомметром свести в таблицу, рассчитать Каб, сделать выводы по части увлажненной изоляции и качества изоляции.
2. Рассчитать по формулам (1), (2), (3) и (4) величины сопротивления изоляции в сетях, находящихся под напряжением и сравнить расчетные данные с показаниями щитового мегомметра.

Используя результаты эксперимента и формулы (5), (6) и (7), рассчитать место поврежденного участка и сравнить результат с показаниями метода миллиамперметра.

Содержание отчета

1. Привести в протоколе характеристики приборов и устройств контроля, измерения и отыскания места повреждения сопротивления изоляции.
2. Привести схемы экспериментов.
3. Привести результаты обработки и анализов экспериментов.
4. Ответить на контрольные вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какой прибор применяется для измерения сопротивления изоляции в сетях, не находящихся под напряжением? Каковы устройство прибора и основные его характеристики?
2. Как определяется степень увлажненности изоляции?
3. Как изменяется сопротивление изоляции при ее нагревании?
4. Какие методы используют на практике для измерения сопротивления изоляции сетей, находящихся под напряжением?
5. Какие приборы и устройства используют для непрерывного контроля сопротивления изоляции?
6. Какие методы (их сущность) используют для определения места повреждения изоляции электрических кабелей?
7. Какие нормы сопротивления изоляции электрических сетей, машин и распределительных устройств установлены Регистром.

ЛИТЕРАТУРА

1. Константинов В. И. Системы и устройства автоматизации судовых электроэнергетических установок. Л., «Судостроение», 1972.
2. Туричин А. М. Электрические измерения. М.—Л., Госэнергоиздат, 1961.

⇓ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ⇓


⇒ВНИМАНИЕ⇐
  • Материал на блоге⇒ Весь материал предоставляется исключительно в ознакомительных целях! При распространении материала используйте пожалуйста ссылку на наш блог!
  • Ошибки⇒ Если вы обнаружили ошибки в статье, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье. Мы будем очень признательны!
  • Файлообменники⇒ Если Вам не удалось скачать материал по причине нерабочих ссылок или отсутствующих файлов на файлообменниках, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье.
  • Правообладателям⇒ Администрация блога отрицательно относится к нарушению авторских прав на www.electroengineer.ru. Поэтому, если Вы являетесь правообладателем исключительных прав на любой материал, предоставленный на ресурсе, то сообщите нам через контакты и мы моментально примем все действия для удаления Вашего материала.


⇓ОБСУДИТЬ СТАТЬЮ⇓

0 комментарии:

Отправить комментарий

 

Сисадмин мнил себя богом сети, электрик грубо развеял этот миф. Научись развеивать мифы! © Electrical Engineer's blog [2010-2016].