Исследование устройств контроля изоляции

УСТАНОВОК ПОСТОЯННОГО ТОКА

Металлические замыкания на корпус (на землю) обмотки возбуждения генератора или синхронного компенсатора не представляют непосредственной опасности, так как ток через место повреждения не протекает. В этом случае генератор, или синхронный компенсатор, может быть временно оставлен в работе.

При появлении второго замыкания (двойное замыкание) часть витков обмотки возбуждения замыкается через переходные сопротивления первого и второго повреждений. Такое двойное замыкание на корпус представляет большую опасность для машины, так как в ряде случаев возникают сильные вибрации ротора и ток, протекающий в точках замыкания обмотки возбуждения на корпус ротора, может вызвать выплавление меди из обмотки, повреждение стали ротора. Однополюсное замыкание на землю в оперативных цепях постоянного тока также не представляет непосредственной опасности. При возникновении второго замыкания или даже при достаточно большом снижении изоляции на том же полюсе в другом месте сети возможны ложные действия сигнализации, релейной защиты и аппаратов управления, что представляет большую опасность.

Правилами технической эксплуатации установлена аварийная величина изоляции полюса в оперативных установках.

110 В – 4–6 кОм;

220 В – 15–20 кОм;

В лабораторной работе сопротивления изоляции полюсов сети постоянного тока 220 В имитируются магазинами сопротивлений с наибольшим сопротивлением 100 кОм.

Содержание работы

1. Простейшим устройством для контроля состояния изоляции является вольтметр. При проверке состояния изоляции проводится три замера напряжения (рис. 6.1):

а) между "+" и "землей" (U₁);

б) между "-" и "землей" (U₂);

в) между "+" и "-" (U).

Зная сопротивления вольтметров R_В, можно вычислить сопротивления изоляции проводов:

R_из₁ = R_В * (U – (U₁ + U₂)) / U₂;

R_из₂ = R_В * (U – (U₁ + U₂)) / U₁.

Однако эта схема не пригодна для непрерывного контроля изоляции.

2. На ответственных установках постоянного тока применяется устройство, позволяющее контролировать величину сопротивления изоляции относительно земли и обеспечивающее световую и звуковую сигнализацию при снижении уровня изоляции ниже установленной величины.

Схема такого устройства приведена на рис. 6.2. Установка представляет собой комплексное устройство, состоящее из сигнального и измерительного устройств, действующих по принципу мостика Витстона.

Как известно, если в мостике Витстона сопротивления плечей попарно равны, ток в диагонали не протекает. Величина и направление тока в диагонали мостика зависят от степени перекоса сопротивлений.

Сигнальное устройство состоит, помимо сопротивлений изоляции R_из1 и R_из2 из двух сопротивлений по 1000 Ом каждое и двух поляризованных реле 1РП, 2РП, включенных в диагональ мостика. Для работы сигнального устройства должны быть замкнуты контакты 1-3 и 5-7 ключа КУ (ключ стоит вертикально).

Устройство действует только при "перекосе" изоляции, т.е. только в том случае, если сопротивления изоляции одного и другого полюсов сети неодинаковы.

В зависимости от того, на каком полюсе снизилась изоляция, меняется направление тока в диагонали мостика и срабатывает первое иливторое поляризованное реле, замыкая цепь сигнализации.

Схема измерительного устройства, помимо сопротивлений изоляции R_из1 и R_из2, состоит из трех одинаковых сопротивлений 1000 Ом каждое и высокоомного магнитоэлектрического вольтметра, шкала которого проградуирована в кОм в соответствии с формулой

R_из = R_В * ((U / (2U_В) – 1),

R_из = (R_из1 * R_из2) / (R_из1 + R_из2)

Исследуемое устройство не измеряет сопротивления изоляции каждого полюса в отдельности, но позволяет знать численное значение сопротивления изоляции всей сети (которое меньше составляющих R_из1 и R_из1).

При помощи ключа КУ измерения производятся в два приема:

1. Находится такое положение ключа КУ, при котором замкнуты контакты 1-2 либо 5-8. Регулируя сопротивление R2 добиваются, чтобы килоомметр показывал бесконечность, что соответствует равенству нулю тока в диагонали мостика.

2. Затем, не меняя положения движка, ключ КУ переводится в противоположное положение, при котором, соответственно, контакты 5-8 либо 1-2 замыкаются, после чего и снимаются показания килоомметра.

исследование устройств контроля изоляции - student2.ru

Рисунок 6.1

исследование устройств контроля изоляции - student2.ru

Рисунок 6.2

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему (см. рис. 6.2). Определить изоляцию полюсов при нормальном состоянии сети и "перекосе" изоляции. Сопротивление одного из полюсов сети принять постоянным и равным R_из1 = 100 кОм, сопротивление второго полюса R_из2 = R_{из1 /}α,
α - коэффициент "перекоса" изоляции. Измерения произвести в значениях αот 1 до 10.
Результаты измерений занести в табл. 6.1.
Напряжение между "+" и "землей" и " – " и "землей" замерять поочерёдно. При включении одновременно двух вольтметров показания будут искажаться.

2. Снять диаграмму ключа управления типа КФ. Диаграмму представить в виде табл. 6.2.

3. Исследовать схему сигнального устройства (рис. 6.2). Уменьшая величину сопротивления R_из1, определить значение коэффициента "перекоса" изоляции, при котором срабатывает сигнализация.

4. Исследовать работу измерительного устройства.
Определить изоляцию сети при α, принятом в п. 1. Результаты измерений занести в табл. 6.3. Действительное R_изд определить по формуле

R_изд = (R_из1 * R_из2) / (R_из1 + R_из2)

Таблица 6.1

R_из1д, кОм

R_из2д, кОм

U₁, B

U₂, B

R_из1, кОм

R_из2, кОм

Таблица 6.2