Засоби протиаварійного керування і діагностики для систем електропостачання кар'єрів

Раздел 2
Разработка метода косвенной оценки параметров
проводимости изоляции распределительных сетей напряжением 6 кВ
2.1. Оценка метода определения параметров изоляции на основе
подключения дополнительной проводимости.
Одним из решающих факторов в деле обеспечения безопасной и надежной
эксплуатации электроустановки является уровень ее активного сопротивления
относительно земли, измеренного на переменном токе. Локальное снижение
активного сопротивления изоляции любого участка может явиться при­чиной резкого
снижения общего сопротивления относительно земли электрической сети в целом и
привести к возникновению аварийного режима.
Степень влияния на активную проводимость изоляции электрических сетей
количества подключенных экскаваторов Nэк и трансформаторных подстанций Nт.п.
протяженностью воздушных Lв и кабельных Lк линий оценивается эмпирическим
выражением /55, 76/:
Gиз= b1Lв + c1 Lк+ d1 Nэк+ e1 Nт.п. . (2.1)
Оценка состояния изоляции электроустановок и сетей может быть произведена по
величине омического сопротивления изоляции Rом . Этот параметр не зависит от
емкости электроустановок относительно земли и харак­теризует наличие сквозных
проводящих мостиков между токоведущими частями электрооборудования и землей.
Высокий уровень этого параметра говорит о достаточно хорошем состоянии изоляции
электроустановок, надлежащем качестве профилактики и уровне технической
эксплуатации электрохозяйства. Низкий уровень этого параметра сигнализирует о
наличии слабых мест в изоля­ции, значительных токах утечки на землю, что опасно
в отношении поражения персонала электрическим током и возникновения пожаров.
Анализ показывает, что количество пробоев изоляции кабелей, эксплуатирующихся в
условиях открытых горных работ, находится в тесной взаимосвязи с годовым
изменением температуры воздуха, количеством осадков в данном регионе и
относительной влажности. Последнее в меньшей степени влияет на состояние
изоляции кабелей, чем количество осадков и темпе­ратура воздуха. Объяснить это
можно тем, что в зимний период года в изоляции кабелей образуются трещины. В
эти трещины при перемещении кабелей набивается снег, который уплотняется,
кристаллизируется и находится в таком состоянии до наступления теплых дней. При
этом состояние изоляции не ухудшается, так как сопротивление изоляции зимой
велико. Весной снег тает и влага резко ухудшает состояние изоляции, а это
приводит к интенсивному пробою гибких кабелей. При наступлении осен­него
ненастья также наблю­дается рост количества про­боев изоляции гибких кабе­лей,
но в меньшей степени, чем весной. Причина этого заключается в том, что в
лет­ний период происходит интен­сивное «подсушивание» изо­ляции кабелей
вследствие высокой температуры воз­духа. При наступлении пе­риода осенних
осадков для ухудшения состояния изо­ляции требуется большее время, чем весной,
так как летом из трещин изоляции кабелей влага была удалена почти полностью.
В процессе эксплуатации систем электроснабжения по ряду причин и в первую
очередь с целью прогнозирования уровня электробезопасно­сти и надежности
электрических сетей и установок необходимо знать состо­яние их изоляции. Для
получения более достоверной информации о состоянии изоляции фаз сети
относительно земли необходимо производить измерения под рабочим напряжением /5,
47, 57/.
Определение уровня полной изоляции и ее составляющих (активной и емкостной
проводимостей изоляции) в трехфазной электрической сети с изоли­рованной
нейтралью напряжением выше 1000 В в соответствии с /73/ предлагается
осуществлять способом, основанном на искусственном получении величины
напряжения нулевой последовательности путем включения дополнительной активной
проводимости в одну из фаз электроустановки. В основу указанного способа
положены извест­ные соотношения величины напряжения нулевой последовательности
и величины напряжения фазы относительно земли через прово­димости изоляции:
, (2.2)
где - - напряжение фазы относительно земли до введения акти­вной дополнительной
проводимости;
- напряжения нулевой последовательности после введения активной дополнительной
проводимости;
- полные проводимости изоляции фаз относительно земли;
- полная проводимость изоляции между нейтралью и землей;
- операторный множитель.
Для рассматриваемого способа трехфазная электрическая сеть, где определяются
парамет­ры изоляции фаз сети относительно земли, принята абсолютно
симметричной; при этом величина напряжения нулевой последовательности равна
нулю, а значения напряжений сети относительно земли равны между собой ().
Также равны между собой и проводимости изоляции фаз сети относительно земли
где - соответственно полная, активная и емкост­ная проводимости изоляции фаз
сети относительно земли.
Для определения параметров изоляции по предлагаемому способу к одной из фаз
электроустановки подключают дополни­тельную активную проводимость gd тогда
Тогда уравнение (2.2) примет вид:
. (2.3)
С учетом величины вводимой активной дополнительной прово­димости, по измеренным
величинам модулей напряжения фазы отно­сительно земли Uф до введения активной
дополнительной прово­димости, напряжения фазы относительно земли Uф0 и
напряжения нулевой последовательности U0 после введения активной дополнительной
проводимости gd опре­деляются:
- полная проводимость изоляции фаз электрической сети относительно земли
; (2.4)
- активная проводимость изоляции фаз электрической сети относительно земли
; (2.5)
- емкостная про