Пристрій контролю ізоляції

Корисна модель відноситься до енергетики і може бути використана для перевірки стану ізоляції високовольтних ліній електропередач, призначених для постачання електричною енергією великогабаритного технологічного устаткування й інших споживачів. Корисна модель забезпечує можливість перед включенням електричного струму комплексного і пофазного контролю ізоляції провідників при відключеному енергопостачанні споживачів, що викликано аварійними чи технологічними причинами. Відомий пристрій для контролю ізоляції електричної мережі споживачів у гірничодобувних підприємствах (В.А. Голубев, А.И. Лотов, П.П. Мирошкин "Новое электрооборудование для электроснабжения карьеров", М, "Недра", 1992, с.253-256) Пристрій складається з погоджуючого пристрою, двокаскадного підсилювача перемінного струму і фазочутли вого підсилювача з вихідним реле. При однофазному замиканні на землю на виході підсилювача перемінного струму виникає напруга, пропорційна току нульової послідовності, а на вторинній обмотці напруга, пропорційна напрузі нульової послідовності. Якщо замикання на землю відбувається при приєднанні в місці установки захисту, то кут між напругами стає рівним нулю і спрацьовує вихідне реле. Якщо замикання відбувається при іншім приєднанні, то кут між напругами стає близьким до 180° і реле не спрацьовує. Первинний струм спрацьовування захисту, в залежності від уставок, знаходиться в межах 0,072,0А. Основним призначенням пристрою є запобігання замикань на землю, як найбільш небезпечних для людей. Захист від замикань істотно підвищує надійність електропостачання і скорочує простої гірничотехнічних машин. Пристрій по конструкції досить простий в обслуговуванні. Конструктивне виконання відповідає умовам експлуатації: широкому діапазону змін температури навколишнього середовища, підвищеної вібрації, ударам. Уставка струму спрацьовування захисту, що реагує на параметри сталого режиму, обмежується струмом замикання на землю, з урахуванням необхідного запасу чутливості. Припустима мінімальна уставка обмежується необхідністю відбудування від власних ємнісних струмів неушкоджених приєднань , що захищаються; стр умів небалансу фільтрів струм у нульової послідовності, створюваною навантаженням споживачів; природної напруги нейтралі в мережі, що виникають у нормальних умовах унаслідок асиметрії ємнісних і активних провідності фаз щодо землі. Недоліком відомого пристрою є те, що він виконує свою функцію тільки в процесі подачі споживачу електричної енергії. Це приводить до того, що повторне включення навіть при видимому усуненні причин витоку стр умів не гарантує роботу споживача, якщо не усун уті неявні причини витоку струмів. Для виявлення можливих, не виявлених витоків струмів, необхідно повторне включення лінії електропередач, що негативно позначається на безпеці роботи персоналу, що обслуговує технологічне устаткування. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є пристрій для контролю ізоляції (мегомметр), що включає комутаційні клеми, блок обчислювача опору ізоляції, блок керування, блок індикації (П.П. Мирошкин "Электрослесарь обогатительных фабрик", М. "Недра" 1988, с.41). Пристрій забезпечує повну і пофазну перевірку стану лінії електропередач при відключеній лінійній напрузі перед його подачею споживачу. Контроль стану ізоляції здійснюється шляхом подачі за допомогою пристрою високої напруги на провідники кожної фази електричного ланцюга споживача. Недоліком відомого пристрою є те, що для перевірки ізоляції подається на лінію струм високої напруги (понад 2 кВ), величина якого може привести до травми технічного персоналу. Пристрій не забезпечує можливості автоматичного і дистанційного контролю перевірки ізоляції, що приводить до значних експлуатаційних витрат і необхідності тривалого простою технологічного уста ткування. Задачею корисної моделі є удосконалення пристрою контролю ізоляції за рахунок дистанційного автоматичного контролю стану ізоляції фаз лінії електропередачі при відключеній напрузі, що дозволяє оперативно виявити причину витоку струмів на "землю", підвищити безпеку те хнологічного персоналу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що пристрій контролю ізоляції, що включає вхідні і вихідні комутаційні клеми, вимірювальний блок, блок керування, індикаторний пристрій. Згідно з корисною моделлю, інформаційний вхід блоку керування з'єднаний із сигнальними контактами виконавчого механізму високовольтного вимикача, а три керуючі виходи - з соленоїдами замикача фаз лінії електропередач споживача, електричні контакти якого виконані з можливістю з'єднання з вихідними провідниками високовольтного вимикача і вхідних провідників лінії електропередачі споживача, при цьому контакти замикача зв'язані між собою і з'єднані з заземленням через нормально-закритий контакт блоку захисту від перенапруг і безпосередньо - з виходом джерела стабілізованого струму, при чому контакти замикача фаз зв'язані з блоком інформації їхнього положення, що виходом з'єднаний із другим входом блоку керування, четвертий вихід якого з'єднаний з виконавчим механізмом нормально-замкнутого контакту блоку захисту від перенапруги, при цьому блок джерела стабілізованого струму з'єднаний із блоком обчислювача опору ізоляції, виконаним з можливістю формування стандартного токового сигналу, з'єднаного як із блоком індикації, так і блоком телемеханіки, а вихід останнього з'єднаний із входом повторного виміру опору ізоляції блоку керування, при цьому ви хід блоку обчислення опору ізоляції з'єднаний із входом пофазної перевірки блоку керування, відповідний вихід якого з'єднаний з керуючим входом джерела стабілізованого струму, що, як і блок керування, зв'язаний із блоком живлення. Для профілактичної чи періодичної перевірки справності блоку джерела стабілізованого струму, блоку обчислення опору ізоляції, блоку індикації і видачі стандартного сигналу в пристрій телемеханіки, блок джерела стабілізованого струму постачений кнопкою перевірки справності електричних ланцюгів цих блоків. Для повторного, ручного, без застосування засобів автоматизації процесу виміру величини опору ізоляції провідників лінії електропередачі споживача, блок керування пристрою постачений кнопкою ручної перевірки величини ізоляції. Заявлена корисна модель ілюструється блочною схемою пристрою контролю ізоляції. Пристрій контролю ізоляції складається з інформаційного входу блоку керування 1, що з'єднаний із сигнальними контактами виконавчого механізму високовольтного вимикача 2. Три керуючі виходи блоку керування 1 з'єднані із соленоїдами 3, 4, 5 замикача фаз 6 лінії електропередач споживача 7. Електричні контакти замикача фаз 6 виконані з можливістю з'єднання з вихідними провідниками 8 високовольтного вимикача 2 і вхідними провідниками лінії електропередачі споживача 7. Контакти замикача фаз 6 зв'язані між собою і з'єднані з заземленням через нормально-закритий контакт блоку захисту від перенапруг 9 і з виходом блоку джерела стабілізованого струму 10. Контакти замикача фаз 6 зв'язані з блоком інформації 11, що виходом з'єднаний із другим входом блоку керування 1, четвертий вихід якого з'єднаний з виконавчим механізмом нормально-замкнутого контакту блоку захисту від перенапруги 9. Джерело стабілізованого струму 10 з'єднане із блоком обчислювача опору ізоляції 12, що з'єднаний як із блоком індикації 13, так і блоком телемеханіки 14. Блок телемеханіки 14 з'єднаний із входом повторного виміру опору ізоляції блоку керування 1. Вихід блоку обчислення опору ізоляції 12 з'єднаний із входом пофазної перевірки блоку керування 1, відповідний вихід якого з'єднаний з керуючим входом блоку джерела стабілізованого струму 10, що, як і блок керування 1, зв'язаний із блоком живлення 15. Перевірка справності блоку джерела стабілізованого струму 10, блоку обчислення опору ізоляції 12, блоку індикації 12 та видачу стандартного сигналу в пристрій телемеханіки 14, виконується за допомогою кнопки "Тест" 16 у блоці джерела стабілізованого струму 10. Кнопка "Ручний пуск" 17 на блоці управління 1 для повторного, ручного (без застосування засобів автоматизації процесу) виміру величини опору ізоляції провідників лінії електропередачі споживача. Заявлений пристрій працює в таким чином. При виникненні замикання на землю в лінії 6-10 кВ спрацьовує пристрій захисту, впливаючи на виконавчий механізм високовольтного вимикача 2 і відключаючи його. Із сигнальних контактів високовольтного вимикача 2 інформація про розрив електричного ланцюга споживача 7 надходить в інформаційний вхід блоку керування 1 пристроєм контролю ізоляції, що приводиться в робочий стан і виробляє команди, які подаються з трьох керованих виходів на включення нормально-розімкнутих електричних контактів усіх трьох фаз замикача 6 за допомогою соленоїдів 3, 4, 5. При цьому електричні контакти замикача 6 комутують пристрій з вихідними провідниками 8 високовольтного вимикача 2, вхідними провідниками лінії електропередач споживача 7, а також з'єднують зазначений ланцюг із заземленням через нормально-замкнутий контакт блоку захисту від перенапруги 9, що забезпечує захист шляхом шунтування на "землю" залишкової напруги після відключення лінії споживача. Інформація про включення контактів замикача 6 з блоку інформації 11 положення контактів замикача 6 надходить у блок керування 1, що виробляє команди на відключення (розмикання) ланцюга контакту блоку захисту від перенапруг 9 із заземленням і включення блоку джерела стабілізованого струму 10, що через контакти замикача 6 подає в лінію імпульс постійного, стабілізованого по величині, струму (наприклад, 2 мА.), при цьому величина напруги, що прикладається до лінії відносно "землі", змінюється від 0 до величини менш 1000В. (наприклад, до 990В.) По величині прикладеної напруги при постійному струмі на лінії в блоці 12 обчислюється опір ізоляції лінії відносно "землі". Ця величина відображається на блоці індикації 13 й у вигляді стандартного токового сигналу (наприклад, 4-20мА. чи 0-5мА.) надходить у пристрій телемеханіки 14 для передачі диспетчеру електропостачання. Тривалість імпульсу виміру (наприклад, 10с.), а також величина струму (наприклад, 2мА.) обмежені з розуміння безпеки людини, яка випадково приторкнулася до проводів лінії електропередачі. Якщо опір ізоляції лінії менше заданої, то по сигналу з блоку обчислення опору ізоляції 12, блок керування 1 залишає замкнутим по черзі тільки один з контактів замикача 6 - чи фазу лінії електропередач споживача, яка замикається соленоїдом 3, чи фазу лінії, яка замикається контактом соленоїда 4, чи фазу лінії, яка замикається контактом соленоїда 5. При цьому виробляється щораз вимір опору ізоляції у відповідному блоці 12. Час між вимірами вибирається достатнім для передачі, за допомогою блоку пристроїв телемеханіки 14, результатів диспетчеру і зчитування показань із блоку індикації 13. Як профілактику, можна періодично перевіряти справність блоку джерела стабілізованого струму 10, блоку обчислення опору ізоляції 12, блоку індикації 12 та видачу стандартного сигналу в пристрій телемеханіки 14. Для того натисканням кнопки "Тест" 16 у блоці джерела стабілізованого струму 10, перевіряються всі електричні ланцюги вищевказаних блоків на підставі порівняння фактичних показань приладів з еталонним значенням, що задається при виготовленні пристрою контролю ізоляції. Пристроєм передбачена можливість повторного, ручного (без застосування засобів автоматизації процесу) виміру величини опору ізоляції провідників лінії електропередачі споживача. Це виробляється натисканням кнопки "Ручний пуск" 17 на блоці управління 1, чи по команді енергодиспетчера через пристрій телемеханіки 14. Усі вузли пристрою забезпечуються необхідною напругою блоком живлення 15. Після визначення величини опору ізоляції провідників лінії електропередач споживача й усунення наявних недоліків, контакти блоку замикача фаз 6 за допомогою соленоїдів 3, 4, 5 відключаються від фаз лінії споживача 7, замикається контакт заземлення блоку захисту від перенапруг 9, включається високовольтний вимикач 2. При цьому сигнал надходить на блок керування 1, що знеструмнюється чи переходить у режим чекання. Проведені дослідження і промислові випробування показали високу ефективність і надійність пристрою, що заявляється, який дозволяє одержати достовірну інформацію ізоляції провідників лінії електропередач споживача перед подачею струму від високовольтного вимикача. Заявлений пристрій дозволяє: 1. Застосува ти джерело вимірювального струму, величина якого забезпечує безпеку персоналу при підвищенні вимірювальної напруги до 1000В. 2. Забезпечити вимірювальну напругу, величина якої забезпечує вірогідність виміру опору ізоляції. 3. Можливість пофазного виміру опору ізоляції лінії і скорочення часу відшукання місця ушкодження і, відповідно, зменшення часу простою те хнологічного устаткування.