Раздел 2
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ОЦЕНКИ
ПАРАМЕТРОВ ИЗОЛЯЦИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
НАПРЯЖЕНИЕМ 6 - 35 кВ
2.1. Анализ параметров изоляции распределительных сетей
предприятий горно-обогатительного комплекса
Электрическая изоляция, являясь одним из основных конструкционных элементов, обеспечивает как надежность и долговечность электрооборудования и электрических сетей, так и безопасное применение электроэнергии. Вместе с тем статистические исследования о надежности изоляции показывают, что изоляция сама по себе обладает сравнительно низкой надежностью. Так, например, по причине повреждения электрической изоляции выходят из строя до 40% коммутационных аппаратов и 70-90 % электродвигателей /47,72/.
Исследования состояния изоляции электроустановок напряжением выше 1000 В, эксплуатирующихся в различных условиях горного производства являются важным составным элементом решения задачи по обеспечению безопасности и безаварийности электрохозяйства горно-обогатительного комплекса.
В общем случае параметрами, характеризующими состояние изоляции, являются: полное сопротивление Zиз, активное Rиз, емкостное Xиз и омическое Rом сопротивления. При наличии конкретных сведений об условиях производства возможно выявить и оценить качественно и количественно степень влияния на состояние изоляции электроустановок таких факторов, как уровень технической эксплуатации электрохозяйства, влажность окружающей среды, количество подключенного электрооборудования, протяженность воздушных и кабельных линий и др.
Величина полного сопротивления изоляции является важнейшей характеристикой состояния изоляции и электробезопасности, так как определяет величину и значение тока замыкания на землю. Для сетей напряжением 6 кВ карьеров цветной металлургии полное сопротивление изоляции находится в пределах 0,4 - 3,5 кОм, причем 80% сетей имеют полное сопротивление изоляции величиной менее 1,3 к0м /72/.
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.
Для сетей карьеров цветной металлургии уровень параметра Rиз изменяется в диапазоне 0,9-15 кОм, причем 60% сетей имеют активное сопротивление изоляции величиной менее 10 кОм.
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 /72/:
Gиз=a1 + b1Lв + c1 Lк+ d1 Nэк+ e1 Nт.п. . (2.1)
Емкостным сопротивлением Хиз изоляции или емкостью Сиз по отношению к земле обладает все элементы системы электроснабжения. В электрических сетях большой протяженности емкостная проводимость изоляции может достигать высоких значений, являясь причиной значительных токов замыкания на землю. Емкость карьерных сетей 6 кВ в большинстве случаев колеблется в пределах 1-5 мкФ. Около 80% общего числа сетей имеют емкость относительно земли менее 3 мкФ. Емкость отдельных ЛЭП колеблется в пределах 0,1-1,2 мкФ. В общем случае емкостную проводимость изоляции сети Bиз относительно земли также можно оценить количественными показателями сети с учетом своих эмпирических коэффициентов:
Bиз=a2 + b2Lв + c2 Lк+ d2 Nэк+ e2 Nт.п. . (2.2)
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, возникновении пожаров.
Омическое сопротивление изоляции гибких кабелей, эксплуатирующихся в условиях открытых горных разработок, подвержено сезонным изменениям. Анализ показывает, что количество пробоев изоляции кабелей находится в тесной взаимосвязи с годовым ходом температуры воздуха и количеством осадков в данном районе и относительной влажности.
Относительная влажность 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.
Приведенные результаты указывают на необходимость осуществления постоянного контроля уровня сопротивления изоляции или проведения профилактических испытаний изоляции кабельных линий, что позволило бы значительно снизить число пробоев изоляции кабелей в процессе эксплуатации. Профилактические испытани