Лабораторна робота
Дослідження ізоляції електричних установок
Мета роботи
1. Дослідження стану ізоляції, електричної мережі та ізоляції електродвигуна змінного струму.
2. Ознайомлення з методами і приладами для вимірювання опору ізоляції та нормативними вимогами до опору ізоляції.
Теоретична частина
Трифазні електричні мережі діляться на три типи: мережі з ізольованою нейтраллю джерела живлення; мережі з глухозаземленою нейтраллю; мережі з нейтраллю, заземленою через компенсує пристрій. З погляду небезпеки ураження людини електричним струмом найбільше значення має стан ізоляції в мережах з ізольованою або компенсованою нейтраллю. При однополюсному дотику людини в таких мережах (нейтраль генератора або трансформатора не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана до нього через апарати, що мають великий опір) величина струму, що протікає через тіло людини, визначається виразом:
,
гдеUФ - фазна напруга;
Rч - опір тіла людини;
RД - сума додаткових опорів (опору взуття, статі, грунту і т.д.)
Rиз - опір ізоляції фази щодо землі.
Отже, величина струму, що проходить через тіло людини, тим менше, чим більше опір ізоляції між фазними проводами і землею.
У процесі експлуатації електричних мереж і електроустановок необхідно здійснювати контроль за станом і опором ізоляції. Опір ізоляції всіх видів електротехнічних виробів нормується «Правилами експлуатації електроустановок споживачів». На планшеті наведені допустимі опору ізоляції апаратів, вторинних ланцюгів і електропроводки напругою до 1000 В.
Під контролем ізоляції розуміють вимір її активного опору. Розрізняють приймально-здавальні випробування (при введенні в експлуатацію заново змонтованих або вийшли з ремонту електроустановок), періодичний і постійний контроль ізоляції. Обсяг і норми контролю ізоляції регламентовані [1,2]. Періодичний контроль стану ізоляції електричних мереж та електроустановок проводять не рідше одного разу на рік. Періодичний контроль ізоляції електроустановок проводиться, як правило, постійною напругою за допомогою мегаомметра. Найбільш широке застосування отримали мегаомметри типу М - 1101 на напруги 100, 500 і 1000 В і МС - 06 на напругу 2500 В.
Постійний контроль ізоляції - вимірювання опору під робочою напругою протягом усього часу роботи електроустановки. Про величину опору ізоляції судять за показниками приладів або світлової та звукової сигналізації, включається при зниженні її величини до гранично допустимого значення. Постійний контроль ізоляції знаходить широке застосування в мережах з ізольованою нейтраллю, в особливо електроопасності приміщеннях з агресивними середовищами. Для постійного контролю ізоляції електроустановок застосовуються різні схеми контролю і прилади постійного контролю ізоляції, що випускаються промисловістю. Це схеми трьох вольтметрів, вентильні схеми, схеми на напружених або токах нульової послідовності, а також прилади ПКІ, Ліоте, асиметрія та ін.
Опис лабораторного стенду і контрольно-вимірювальних приладів
Загальний вигляд лабораторного стенду показаний на рис. 1. На стенді наведена схема трифазної електромережі з ізольованою нейтраллю, до якої підключений асинхронний електродвигун. Напруга подається при підключенні вторинної обмотки живильного трансформатора ТР пакетним вимикачем ВК1. Двигун підключається вимикачем ВК2. Обмотки статора з'єднані «зіркою», центральна точка якої може роз'єднуватися вимикачем ВК3. Для постійного контролю ізоляції використовується прилад асиметрії, схема якого зображена на стенді, а також вольтметри і амперметри, розташовані на панелі стенда. Асиметрія працює таким чином. При замиканні фази на землю напруга пошкодженої фази зменшується, а напруга справних фаз збільшується. У результаті вийшла асиметрії напруги спрацьовує реле Р, яке включає сигнальну лампу Л, що свідчить про порушення ізоляції фаз відносно землі. Вольтметри і амперметри дозволяють виявити замикання на землю однієї з фаз. При однаковому опорі ізоляції всіх фаз відносно землі кожен з вольтметрів буде показувати однакову напругу. При глухому замиканні однієї з фаз на землю вона буде мати потенціал землі, а напруга двох інших фаз дорівнюватиме лінійному напрузі. Якщо фаза буде замкнута на землю через перехідний опір, то вольтметр цієї фази буде показувати напруга менше фазного, а два інших більше фазного, але менше лінійної напруги. На рис. 2 а показана векторна діаграма фазних напруг при справній ізоляції всіх трьох фаз, на рис. 2 б - при глухому замиканні фази А на землю, на рис. 2в -...
