Профилактические испытания кабельных линий

Профилактические испытания кабельных линийПрофилактическое испытание изоляции кабельных линий является организационно-техническим мероприятием, позволяющим выявить возникшие в процессе монтажа или эксплуатации городских кабельных линий дефекты в кабелях и муфтах с целью своевременного устранения этих дефектов, а следовательно, предотвращения аварий и недоотпуска электроэнергии потребителям. Читать далее «Профилактические испытания кабельных линий»

Свойства и испытания электрической изоляции

Свойства и схема замещения электрической изоляции

Как известно, термином «изоляция» в практике принято обозначать два понятия:

1) способ предотвращения образования электрического контакта между частями электрического изделия,

2) материалы и изделия из них, применяемые для реализации данного способа.

Свойства и испытания электрической изоляцииЭлектроизоляционные материалы под воздействием приложенного к ним напряжения обнаруживают свойство проводить электрический ток. Хотя значение проводимости электроизоляционных материалов на несколько порядков ниже, чем у проводников, тем не менее она играет существенную роль и во многом определяет надежность работы электротехнического изделия.

Под действием приложенного к изоляции напряжения через нее протекает ток, называемый током утечки, изменяющийся во времени.

Для изучения и иллюстрации свойств электрической изоляции ее принято представлять в виде некоторой модели, называемой схемой замещения (рис. 1), содержащей четыре параллельно соединенные электрические цепи. Первая из них содержит только конденсатор С1, называемый геометрической емкостью.

Свойства и испытания электрической изоляции

Рис. 1. Схема замещения электрической изоляции

Наличие этой емкости обусловливает появление мгновенного броска тока, возникающего при приложении к изоляции постоянного напряжения, затухающего практически за несколько секунд, и емкостного тока, проходящего через изоляцию при приложении к ней переменного напряжения. Геометрической эту емкость называют потому, что она зависит от изоляции: ее размеров (толщины, протяженности и т. п.) и расположения между токоведущей частью А и корпусом (землей).

Вторая цепь характеризует внутреннее строение и свойства изоляции, в том числе ее структуру, количество групп из параллельно соединенных конденсаторов и резисторов. Ток I2, протекающий по этой цепи, называют абсорбционным. Начальное значение этого тока пропорционально площади изоляции и обратно пропорционально ее толщине.

Если токоведущие части электротехнического изделия изолированы двумя, слоями изоляции и более (например, изоляция провода и изоляция катушки), то в схеме замещения абсорбционная ветвь представляется в виде двух и более последовательно соединенных групп из конденсатора и резистора, характеризующих свойства одного из слоев изоляции. В данной схеме рассматривается двухслойная изоляция, один слой которой замещен группой элементов из конденсатора С2 и резистора R1, а второй — С3 и R2.

Третья цепь содержит один резистор R3 и характеризует потери в изоляции при приложении к ней постоянного напряжения. Сопротивление этого резистора, называемое также сопротивлением изоляции, зависит от многих факторов: размеров, материала, конструкции, температуры, состояния изоляции, в том числе от увлажненности и загрязненности ее поверхности, а также от приложенного напряжения.

При одних дефектах изоляции (например, сквозных повреждениях) зависимость сопротивления R3 от напряжения становится нелинейной, а при других, например при сильном увлажнении, оно практически не изменяется с ростом напряжения. Ток I3 протекающий через эту ветвь, принято называть сквозным током.

Четвертая цепь представлена на схеме замещения искровым промежутком МП, характеризующим электрическую прочность изоляции, численно выражаемую значением напряжения, при котором электроизоляционный материал теряет изоляционные свойства и разрушается под действием протекающего через него тока I4.

Данная схема замещения изоляции позволяет не только описывать процессы, происходящие в ней при приложении напряжения, но и устанавливать параметры, контролируя которые можно судить о ее состоянии.

Способы испытания электрической изоляции

Наиболее простым и распространенным способом оценки состояния изоляции и ее целости является измерение ее сопротивления с помощью мегаомметра.

Обратим внимание на то, что наличие в схеме замещения конденсаторов объясняет также способность изоляции накапливать электрические заряды. Поэтому обмотки электрических машин и трансформаторов до и после измерения сопротивления изоляции должны быть разряжены путем заземления вывода, к которому подключался мегаомметр.

При измерении сопротивления изоляции электрических машин и трансформаторов следует контролировать температуру обмоток, которая фиксируется в протоколе испытаний. Знание температуры, при которой производились измерения, необходимо для сравнения результатов измерений между собой, так как сопротивление изоляции резко изменяется в зависимости от температуры: в среднем сопротивление изоляции уменьшается в 1,5 раза при увеличении температуры на каждые 10°С и так же возрастает при соответствующем уменьшении температуры.

Из-за того что влага, всегда содержащаяся в изоляционных материалах, влияет на результаты измерения, определение любых параметров, характеризующих качество изоляции, при температуре ниже +10оС не производят, так как полученные результаты не дадут правильного представления об истинном состоянии изоляции.

При измерении сопротивления изоляции практически холодного изделия температура изоляции может быть принята равной температуре окружающей среды. Во всех других случаях температуру изоляции условно принимают равной температуре обмоток, измеренной по их активному сопротивлению.

Чтобы измеренное сопротивление изоляции заметно не отличалось от истинного значения, собственное сопротивление изоляции элементов измерительной схемы — провода, изоляторов и других — должно вносить минимальную погрешность в результат измерения. Поэтому при измерении сопротивления изоляции электрических аппаратов напряжением до 1000 В сопротивление этих элементов должно быть не менее 100 МОм, а при измерении сопротивления изоляции силовых трансформаторов — не меньше предела измерения мегаомметра.

Если это условие не соблюдено, то в результаты измерения необходимо внести поправку на сопротивление изоляции элементов схемы. Для этого измерение сопротивления изоляции производят дважды: один раз при полностью собранной схеме и подключенном изделии, а второй— при отключенном изделии. Результат первого измерения даст эквивалентное сопротивление изоляции схемы и изделия Rэ, а результат второго измерения — сопротивление элементов измерительной схемы Rc. Тогда сопротивление изоляции изделия

Свойства и испытания электрической изоляции

Если для электрических машин некоторых других изделий не установлена последовательность измерения сопротивления изоляции, то для силовых трансформаторов эта очередность измерения регламентирована стандартом, согласно которому вначале измеряют сопротивление изоляции обмотки низшего напряжения (НН). Остальные обмотки, а также бак должны быть заземлены. При отсутствии бака заземлению подлежат кожух трансформатора или его остов.

При наличии трех обмоток напряжения — низшего НН, среднего СН и высшего ВН — после обмотки низшего напряжения необходимо измерить сопротивление изоляции обмотки среднего напряжения и только после этого высшего напряжения. Естественно, что при всех измерениях остальные обмотки, а также бак должны быть заземлены, а незаземленная обмотка после каждого измерения обязательно разряжена путем соединения с корпусом не менее чем на 2 мин. Если результаты измерений не соответствуют установленным требованиям, то испытания необходимо дополнить определением сопротивления изоляции обмоток, электрически соединенных между собой.

Для двухобмоточных трансформаторов следует измерить сопротивление обмоток высшего и низшего напряжений относительно корпуса, а для трехобмоточных — сперва обмоток высшего и среднего напряжений, а затем обмоток высшего, среднего и низшего напряжений.

При испытаниях изоляции трансформатора необходимо произвести несколько измерений, чтобы определить не только значения эквивалентного сопротивления изоляции, но и сопоставить между собой сопротивления изоляции обмоток относительно других обмоток и корпуса машины.

Сопротивление изоляции электрических машин обычно измеряют при соединенных между собой фазных обмотках, а на месте установки — вместе с проводом (шинами). Если же результаты измерения не отвечают установленным требованиям, то тогда измеряют сопротивление изоляции каждой фазной обмотки, а при необходимости и каждой ветви обмотки.

Следует иметь в виду, что только по абсолютному значению сопротивления изоляции трудно обоснованно судить о состоянии изоляции. Поэтому для оценки состояния изоляции электрических машин в период эксплуатации сравнивают результаты данных измерений с результатами предыдущих.

Значительные, в несколько раз, расхождения между сопротивлениями изоляции отдельных фаз обычно свидетельствуют о каком-либо существенном ее дефекте. Одновременное снижение сопротивления изоляции у всех фазных обмоток, как правило, говорит об изменении общего состояния ее поверхности.

Сравнивая результаты измерений, следует помнить о зависимости сопротивления изоляции от температуры. Поэтому сравнивать между собой можно только результаты измерений, выполненные при одинаковой или близкой по значению температуре.

При постоянстве приложенного к изоляции напряжения суммарный ток Iи (см. рис. 1), протекающий через нее, уменьшается тем в большей степени, чем лучше состояние изоляции, а в соответствии с уменьшением тока Iи вырастают показания мегаомметра. В связи с тем что составляющая I2 этого тока, называемая также током абсорбции, в отличие от составляющей I3, не зависит от состояния поверхности изоляции, а также от ее загрязненности и увлажненности, отношение значений сопротивления изоляции в заданные моменты времени принято в качестве характеристики увлажненности изоляции.

В стандартах рекомендуется измерять сопротивление изоляции через 15 с (R15) и через 60 с (R60) после подключения мегаомметра, а отношение этих сопротивлений ka= R60/ R15 называют коэффициентом абсорбции.

При неувлажненной изоляции ka >2, а при влажной — ka ≈1.

Так как значение коэффициента абсорбции практически не зависит от размеров электрической машины и разных случайных факторов, то оно может быть нормировано: ka ≥ 1,3 при 20°С.

Погрешность измерения сопротивления изоляции не должна превышать ±20%, если она специально не установлена для конкретного изделия.

В электротехнических изделиях испытаниям на электрическую прочность подвергают изоляцию обмоток относительно корпуса и между собой, а также междувитковую изоляцию обмоток.

Для испытания электрической прочности изоляции обмоток или токоведущих частей относительно корпуса к выводам проверяемой обмотки или токоведущих частей прикладывают повышенное по сравнению с номинальным синусоидальное напряжение частотой 50 Гц. Напряжение и длительность его приложения указаны в технической документации на каждое конкретное изделие.

При испытании электрической прочности изоляции обмоток и токоведущих частей относительно корпуса все прочие обмотки и токоведущие части, не участвующие в испытаниях, должны быть электрически соединены с заземленным корпусом изделия. После окончания испытаний обмотки должны быть заземлены для снятия остаточного заряда.

На рис. 2 приведена схема испытания электрической прочности обмотки трехфазного электродвигателя. Повышенное напряжение создается иепытательной установкой AG, содержащей источник регулируемого напряжения Е. Напряжение измеряют на стороне высокого напряжения вольтметром PV. Амперметр РА служит для измерения тока утечки через изоляцию.

Изделие считается выдержавшим испытание, если не произошло пробоя изоляции или перекрытия по поверхности, а также если ток утечки не превысил значения, приведенного в документации на данное изделие. Отметим, что наличие амперметра, контролирующего ток утечки, позволяет использовать в испытательной установке трансформатор.

Свойства и испытания электрической изоляции

Рис. 2. Схема испытания электрической прочности изоляции электротехнических изделий

Помимо испытания напряжением промышленной частоты изоляцию испытывают и выпрямленным напряжением. Преимуществом такого испытания является возможность по результатам измерения токов утечки при разных значениях испытательного напряжения судить о состоянии изоляции.

Для оценки состояния изоляции используется коэффициент нелинейности

Свойства и испытания электрической изоляции

где I1,0 и I0,5 — токи утечки через 1 мин после приложения испытательных напряжений, равных нормированному значению Uнорм и половине номинального напряжения электрической машины Uном, kн < 1,2.

Рассмотренные три характеристики — сопротивление изоляции, коэффициент абсорбции и коэффициент нелинейности — используют для решения вопроса о возможности включения электрической машины без сушки изоляции.

При испытании электрической прочности изоляции по схеме рис. 2 все витки обмотки находятся практически под одним напряжением относительно корпуса (земли) и поэтому междувитковая изоляция остается неиспытанной.

Одним из способов испытания электрической прочности междувитковой изоляции служит повышение напряжения на 30% по сравнению с номинальным. Это напряжение подводится от источника регулируемого напряжения Ек к испытываемому изделию, работающему на холостом ходу.

Другой способ применим для генераторов, работающих на холостом ходу, и заключается в повышении тока возбуждения генератора до получения на выводах статора или якоря напряжения (1,3 ÷ 1,5) Uном в зависимости от типа машины. Учитывая, что даже в режиме холостого хода токи, потребляемые обмотками электрических машин, могут превышать свои номинальные значения, стандарты допускают проводить такое испытание при повышенной сверх номинального значения частоте подведенного к обмоткам двигателя напряжения или при повышенной частоте вращения генератора.

Для испытаний асинхронных двигателей возможно также использовать испытательное напряжение с частотой fи = 1,15 fном. В таких же пределах можно повысить частоту вращения генератора.

При испытании электрической прочности изоляции такими способами между соседними витками обмотки будет приложено напряжение, численно равное частному от деления подведенного напряжения на число витков обмотки. Оно незначительно (на 30—50%) отличается от того, которое существует при работе изделия с номинальным напряжением.

Как известно, предел повышения напряжения, прикладываемого к выводам обмотки, расположенной на сердечнике, обусловливается нелинейной зависимостью тока в этой обмотке от напряжения на ее выводах. При напряжениях, близких к номинальному значению Uном сердечник не насыщается, а ток линейно зависит от напряжения (рис. 3, участок OA).

При увеличении напряжения U сверх номинального ток в катушке резко возрастает и при U=2Uном ток может в десятки раз превышать номинальное значение. Чтобы существенно повысить напряжение, приходящееся на виток обмотки, испытание прочности междувитковой изоляции происходит при частоте, многократно (в десять раз и более) превышающей номинальную.

Свойства и испытания электрической изоляции

Рис. 3. График зависимости тока в катушке с сердечником от приложенного напряжения

Свойства и испытания электрической изоляции

Рис. 4. Схема испытания междувитковой изоляции обмоток на повышенной частоте тока

Рассмотрим принцип испытания междувитковой изоляции катушек контакторов (рис. 4). Проверяемая катушка L2 надевается на стержень разъемного магнитопровода. К выводам катушки L1 подводят такое напряжение U1 повышенной частоты, чтобы на каждый виток катушки L2 приходилось требуемое для испытания электрической прочности междувитковой изоляции напряжение. Если изоляция витков катушки L2 исправна, то ток, потребляемый катушкой L1 и измеряемый амперметром РА, после установки катушки будет таким же, как и до этого. В противном случае ток в катушке L1 возрастает.

Свойства и испытания электрической изоляции

Рис. 5. Схема измерения тангенса угла диэлектрических потерь

Последняя из рассматриваемых характеристик изоляции — тангенс угла диэлектрических потерь.

Известно, что изоляция обладает активным и реактивным сопротивлениями и при приложении к ней периодического напряжения через изоляцию протекают активный и реактивный токи, т. е. существуют активная Р и реактивная Q мощности. Отношение Р к Q называют тангенсом угла диэлектрических потерь и обозначают tgδ.

Если вспомнить, что P=IUcosφ, a Q = IUsinφ, то можно написать:

Свойства и испытания электрической изоляции

т. е. tgδ представляет собой отношение активного тока, протекающего через изоляцию, к реактивному току.

Чтобы определить tgδ необходимо одновременно измерить активную и реактивную мощности или активное и реактивное (емкостное) сопротивления изоляции. Принцип измерения tgδ вторым способом приведен на рис. 5, где измерительная схема представляет собой одинарный мост.

Плечи моста составлены образцовым конденсатором С0, конденсатором переменной емкости С1, переменным R1 и постоянным R2 резисторами, а также емкостью и сопротивлением изоляции обмотки L относительно корпуса изделия или земли, условно изображенных в виде конденсатора Сх и резистора Rx. В том случае когда необходимо измерить tgδ не обмотки, а конденсатора, его обкладки подключают непосредственно к выводам 1 и 2 мостовой схемы.

В диагонали моста включены гальванометр Р и источник питания, которым в нашем случае является трансформатор Т.

Как и в других мостовых схемах процесс измерения заключается в получении минимальных показаний прибора Р путем поочередного изменения сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора С1. Обычно параметры моста выбирают таким образом, чтобы значение tgδ при нулевых или минимальных показаниях прибора Р отсчитывалось прямо по шкале конденсатора С1.

Определение tgδ обязательно для силовых конденсаторов и трансформаторов, высоковольтных изоляторов и других электрических изделий.

В связи с тем что испытания электрической прочности изоляции и измерение tgδ производят, как правило, при напряжениях свыше 1000 В, следует соблюдать все общие и специальные меры безопасности.

Порядок проведения испытаний электрической изоляции

Рассмотренные выше параметры и характеристики изоляции следует определять в последовательности, установленной стандартами на конкретные виды изделий.

Например, у силовых трансформаторов сначала определяют сопротивление изоляции, а затем измеряют тангенс угла диэлектрических потерь.

Для вращающихся электрических машин после измерения сопротивления изоляции до испытания ее электрической прочности необходимо выполнить следующие испытания: при повышенной частоте вращения, при кратковременной перегрузке по току или вращающему моменту, при внезапном коротком замыкании (если оно предусмотрено для данной синхронной машины), испытание изоляции обмоток выпрямленным напряжением (если это установлено в документации на данную машину).

Стандартами или техническими условиями на конкретные виды машин этот перечень может быть дополнен другими испытаниями, которые могут повлиять на электрическую прочность изоляции.

Прозвонка и подключение кабеля к оборудованию

Одним из наиболее ответственных этапов при монтаже оборудования является его подключение. От правильности выполненных работ по подключению зависит корректность работы монтируемого оборудования, реализация его функций в необходимом объеме и с требуемыми параметрами. В данной статье рассмотрим основные способы прозвонки кабеля, особенности подключения кабеля к оборудованию.

При проведении работ по монтажу нового оборудования одним из этапов проведения работ является прокладка цепей вторичной коммутации — кабельных и проводниковых электрических проводок, которые соединяют различные элементы оборудования. В данном случае цепи вторичной коммутации — это кабельные линии, которые соединяют элементы электрического оборудования с устройствами, осуществляющие управление этим оборудованием, его защиту и реализацию различных функций.

После того как все цепи проложены очередь подходит непосредственно к прозвонке и подключению кабеля между оборудованием.

Прозвонка и подключение кабеля к оборудованию

Вообще понятие прозвонка подразумевает поиск соответствующих жил кабеля или провода с обоих концов. Например, проложенный контрольный кабель имеет 12 жил, каждая из жил должна выполнять свою функцию. Одна или несколько неправильно подключенных жил может привести к выходу из строя оборудования либо неправильную его работу в процессе эксплуатации, когда при необходимости реализации определенной функции, она не будет выполнена по причине неправильного подключения цепей.

Процесс прозвонки кабеля может отличаться в зависимости от местных условий и вида самого кабеля. Если кабельная линия одна, и все ее жилы имеют цветовую маркировку, то найти концы каждой жилы не составит труда — достаточно подключить кабель с обеих сторон по цвету жил. Если кабелей несколько, но они были промаркированы до начала монтажа, то во время подключения также не возникнет сложностей, так как кабеля промаркированы, а жилы имеют цветовую маркировку.

Ситуация усложняется, когда кабеля по той или иной причине не промаркированы, а жилы не имеют цветовой маркировки, либо несколько жил имеют одинаковую цветовую маркировку. В таком случае необходимо произвести прозвонку проложенных линий для идентификации всех жил с обоих концов.

Процесс прозвонки жил кабеля можно выполнять несколькими способами, в зависимости от расстояния между концами прозваниваемых жил. Если идет речь о прозвонке цепей внутри одного распределительного шкафа, панели защит, вторичных цепей оборудования, то прозвонку можно выполнить единолично, при помощи тестера.

В качестве тестера используется мультиметр в режиме прозвонки, а при отсутствии такого режима – в режиме измерения сопротивления. Также может использовать специально предназначенный для этого прибор для прозвонки проводов, низковольтный указатель напряжения с соответствующей функцией, а также самостоятельно изготовленный из батарейки, проводов со щупами требуемой длины, лампы или телефонных трубок.

Возможно также использование для прозвонки проводов мегомметра, но это достаточно опасно и не везде применимо, так как мегомметр работает на напряжении от 500 В.

Прозвонка и подключение кабеля к оборудованию

Суть прозвонки заключается в контроле целостности. Например, мультиметр в режиме прозвонки одним щупом касается жилы кабеля с одной стороны кабеля, а другим щупом поочередно касаются жил с другой стороны кабеля.

Когда прибор показывает целостность жилы (соответствующие показания или звуковой сигнал), то значит, найдены оба конца одной жилы, их необходимо промаркировать.

Маркировка жил осуществляется путем вывешивания бирок, на которые маркером наносится маркировка. При монтаже большого количества цепей, для их маркировки при прозвонке могут использоваться специальные наборы с буквами и цифрами разного размера, которые одеваются на маркируемые жилы в различных комбинациях.

Обычно при проведении прозвонки, промаркированные жилы кабеля можно сразу подключать к оборудованию. Если это гибкий провод, то перед подключением концы жил необходимо оконцевать специальными наконечниками.

Если необходимо произвести прозвонку кабеля, проложенного на большие расстояния, в разных помещениях, то эту работу выполняют вдвоем. В данном случае для прозвонки жил кабеля используется металлическая оболочка кабеля либо металлические конструкции, которые электрически соединены между собой, или же одна из жил кабеля, концы которой с обоих концов уже найдены, например, промаркированная жила другого кабеля.

При прозвонке первый работник находится с одной стороны кабеля, он присоединяет один щуп прибора (мультиметра или тестера) к металлической оболочке кабеля, металлической конструкции или к уже промаркированной жиле, к этим элементам с другой стороны кабеля второй работник присоединяет одну из жил, которую требуется прозвонить. Первый работник вторым щупом прибора поочередно касается до жил кабеля, когда прибор покажет целостность, жила с обоих концов маркируется. Таким образом, производится прозвонка всех остальных жил.

Существует еще один способ прозвонки кабелей – при помощи специального трансформатора. Для этой цели используется трансформатор с несколькими значениями напряжения на выходе.

Общий вывод трансформатора подсоединяется к заведомо промаркированной жиле или к другим элементам, которые имеют электрическую связь, остальные выводы подключаются к нескольким жилам, которые необходимо промаркировать.

На другом конце кабеля берется вольтметр, и поочередно измеряются значения напряжения между жилами и общим проводом.

Например, с одной стороны жилы подключены к выводам трансформатора с напряжением 5, 10, 15, 20 В, значит с другой стороны кабеля на других концах этих же жил должны быть соответствующие значения напряжения.

Прозвонка и подключение кабеля к оборудованию

Фазировка кабеля

Перед подключением трехфазного высоковольтного или низковольтного кабеля к оборудованию необходимо соблюдать правильное чередование фаз. Например, если секция шин питается от нескольких кабельных линий, то при подключении всех кабелей необходимо обеспечить правильное расположение фаз на выходе, чтобы не было короткого замыкания. Или же после проведения ремонта кабельной линии (установки кабельной муфты), на другом конце кабеля фазы могут оказаться в другом порядке.

Перед подачей напряжения по данному кабелю необходимо его «прозвонить», то есть убедиться в правильности чередования фаз. Данный процесс называется фазировкой.

Фазировка концов высоковольтного кабеля с оборудованием, к которому он должен подключаться, осуществляется при помощи специальных указателей напряжения для фазировки. Они представляют собой два указателя напряжения, соединенных между собой.

При проведении фазировки кабель остается не подключенным, его концы разводятся таким образом, чтобы было безопасно проводить фазировку, затем по кабелю и на участок оборудования, к которому его следует подключить, подается напряжение.

Далее поочередно прикасаются указателями между жилами и местами их подключения. Если указатель показывает наличие напряжения, то значит это разные фазы. Если указатель не показывает напряжения, то это значит, что фазировка данной жилы совпадает, и ее можно подключать к оборудованию.

Прозвонка и подключение кабеля к оборудованию

Для фазировки кабелей напряжением до 1000 В применяют обычные двухполюсные указатели напряжения или вольтметра, рассчитанного на данное напряжение, и также подают напряжение на кабель и оборудование, к которому необходимо данный кабель подключить.

Поочередно прикасаясь к жилам и выводам оборудования, наблюдаем за показаниями указателя напряжения или вольтметра, наличие линейного напряжения свидетельствует о том, что это две разные фазы. Если показания отсутствуют, то это свидетельствует о том, что это точки с одинаковым потенциалом, то есть одинаковые фазы, значит, их можно соединять.

Методика проведения испытаний электрооборудования станков с электроприводом

Рекомендации настоящей методики распространяются на проведение испытаний электрооборудования металло- и деревообрабатывающих станков с электроприводом. В настоящее время в деревообработке и металлообработке применяют станки, оборудованные электроприводом. Станки выполняют различные функции и имеют различное назначение. В зависимости от назначения каждый станок может снабжаться различным количеством механизмов, приводов и иметь различные схемы управления этими приводами. Несмотря на различие в функциональном назначении, все станки должны подвергаться периодическим испытаниям.

  Читать далее «Методика проведения испытаний электрооборудования станков с электроприводом»

Категории электроснабжения потребителей

Согласно ПУЭ все потребители электрической энергии условно разделяют на три категории (группы), в зависимости от их важности. В данном случае идет речь о том, насколько надежным должно быть энергоснабжение потребителя с учетом всех возможных факторов. Приведем характеристики каждой из категорий электроснабжения потребителей и соответствующие требования относительно надежности их питания.

Категории электроснабжения потребителей

 

Первая категория

 

К первой категории электроснабжения относятся наиболее важные потребители, перерыв в электроснабжении которых может привести к несчастным случаям, крупным авариям, нанесению большого материального ущерба по причине выхода из строя целых комплексов оборудования, взаимосвязанных систем. К таким потребителям относятся:

 

  • горнодобывающая, химическая промышленность и др. опасные производства;

  • важные объекты здравоохранения (реанимационные отделения, крупные диспансеры, родильные отделения и пр.) и других государственных учреждений;

  • котельные, насосные станции первой категории, перерыв в электроснабжении которых приводит к выходу из строя городских систем жизнеобеспечения;

  • тяговые подстанции городского электрифицированного транспорта;

  • установки связи, диспетчерские пункты городских систем, серверные помещения;

  • лифты, устройства пожарной сигнализации, противопожарные устройства, охранная сигнализация крупных зданий с большим количеством находящихся в них людей.

 

Потребители данной категории должны питаться от двух независимых источников питания — двух линий электропередач, питающихся от отдельных силовых трансформаторов. Наиболее опасные потребители могут иметь третий независимый источник питания для большей надежности. Перерыв в электроснабжении потребителей первой категории разрешается только лишь на время автоматического включения резервного источника питания.

 

В зависимости от мощности потребителя, в качестве резервного источника электроснабжения может выступать линия электрической сети, аккумуляторная батарея либо дизельный генератор.

ПУЭ определяет независимый источник питания как источник, на котором сохраняется напряжение в послеаварийном режиме в регламентированных пределах при исчезновении его на другом источнике питания. К числу независимых источников питания относятся две секции или системы шин одной или двух электротстанций или подстанций при одновременном соблюдении следующих двух условий:

  • каждая из секций или систем шин в свою очередь имеет питание от независимого источника питания,
  • секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной роботы одной из секций (систем) шин.

 

Вторая категория

 

Ко второй категории снабжения относятся потребители, при отключении питания которых, останавливается работа важных городских систем, на производстве возникает массовый брак продукции, есть риск выхода из строя крупных взаимосвязанных систем, циклов производства.

 

Помимо предприятий, ко второй категории электроснабжения относятся:

 

  • детские заведения;

  • медицинские учреждения и аптечные пункты;

  • городские учреждения, учебные заведения, крупные торговые центры, спортивные сооружения, в которых может быть большое скопление людей;

  • все котельные и насосные станции, кроме тех, которые относятся к первой категории.

 

Вторая категория электроснабжения предусматривает питание потребителей от двух независимых источников. При этом допускается перерыв в электроснабжении на время, в течение которого обслуживающий электротехнический персонал прибудет на объект и выполнит необходимые оперативные переключения.

 

Третья категория

 

Третья категория электроснабжения потребителей включает в себя всех оставшихся потребителей, которые не вошли в первые две категории. Обычно это небольшие населенные пункты, городские учреждения, системы, перерыв в электроснабжении которых не влечет за собой последствий. Также к данной категории относят многоквартирные жилые дома, частный сектор, дачные и гаражные кооперативы.

 

Потребители третьей категории получают питание от одного источника питания. Перерыв в электроснабжении потребителей данной категории, как правило, не более суток — на время выполнения аварийно-восстановительных работ.

При разделении потребителей на категории учитывается множество факторов, оцениваются возможные риски, выбираются наиболее надежные и оптимальные варианты.

Максимальное допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения

Вопросы электрообеспечения, включая надежность электроснабжения, определяются в договоре потребителя с субъектом электроэнергетики. В договоре устанавливают допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления электроснабжения (это фактически допустимая продолжительность перерыва питания по ПУЭ).

Для I и II категорий надежности допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения определяются сторонами в зависимости от конкретных параметров схемы электроснабжения, наличия резервных источников питания и особенностей технологического процесса потребителя, но не могут быть более соответствующих величин, предусмотренных для III категории надежности, для которой допустимое число часов отключения в год составляет 72 ч (но не более 24 ч подряд, включая срок восстановления энергоснабжения).

Что дает разделение потребителей на категории

Разделение потребителей на категории в первую очередь позволяет правильно спроектировать тот или иной участок электросети, связать его с объединенной энергосистемой. Основная цель — построить максимально эффективную сеть, которая с одной стороны должна осуществлять в полной мере потребности в электроснабжение всех потребителей, удовлетворять требованиям по надежности электроснабжения, а с другой стороны быть максимально упрощенной с целью оптимизации средств на обслуживание и ремонт сетей.

 

В процессе эксплуатации электрических сетей разделение потребителей на категории электроснабжения позволяет сохранить стабильность работы объединенной энергосистемы в случае возникновения дефицита мощности по причине отключения блока электростанции либо серьезной аварии в магистральных сетях. В данном случае работают автоматические устройства, отключающие от сети потребителей третьей категории, а при больших дефицитах мощности — второй категории.

 

Данные меры позволяют оставить в работе наиболее важных потребителей первой категории и избежать техногенных катастроф в масштабах регионов, гибели людей, аварий на отдельных объектах, материального ущерба.

В отечественных системах электроснабжения наиболее часто используется принцип горячего резерва: мощность трансформаторов ТП, ГПП (и пропускная способность всей цепи питания к ним) выбирается большей, чем этого требует поддержание нормального режима, для обеспеченна электроснабжения электроприемников I и II категории в послеаварийном режиме, когда одна цепь питания отказывает в результате аварии (или отключается планово).

Холодный резерв, как правило, не используется (хотя более выгоден по суммарной пропускной способности), ток как предусматривает автоматическое включение под нагрузку элементов сети без предварительных испытании.

Диспетчерские пункты в системе электроснабжения

Диспетчеризация в системах электроснабжения и электропотребления представляет собой систему централизованного управления устройствами электроснабжения.

На предприятиях существуют два вида организации диспетчерского управления. Читать далее «Диспетчерские пункты в системе электроснабжения»

Схемы комплектных трансформаторных подстанций КТП

Схемы комплектных трансформаторных подстанций КТПТрансформаторной подстанцией (ТП) называется электрическая установка, предназначенная для преобразования напряжения и распределения электрической энергии потребителям. Подстанция, изготовленная в заводских условиях, называется комплектной трансформаторной подстанцией (КТП).

Читать далее «Схемы комплектных трансформаторных подстанций КТП»

Электрическое и магнитное поле: в чем различия

Термином «поле» в русском языке обозначают очень большое пространство однородного состава, например, пшеничное или картофельное.

В физике и электротехнике его используют для описания различных видов материи, например, электромагнитной, состоящей из электрической и магнитной составляющих.

Читать далее «Электрическое и магнитное поле: в чем различия»

Скорость электрического тока

Давайте проведем такой мысленный эксперимент. Представьте, что на расстоянии в 100 километров от города находится некая деревня, и что из города в эту деревню проложена проводная сигнальная линия длиной примерно в 100 километров с лампочкой на конце. Линия экранированная двухпроводная, она проложена на опорах вдоль автомобильной дороги. И если теперь послать сигнал по этой линии из города в деревню, то через какое время он сможет быть там принят? Читать далее «Скорость электрического тока»

Биметаллическая пластина и ее использование в электротехнике

Биметаллическая пластина — это пластина, специально изготовленная из пары различных металлов или из биметалла. Такие пластины традиционно используют в термомеханических датчиках. Читать далее «Биметаллическая пластина и ее использование в электротехнике»