Параметрические зависимости сопротивления изоляции рудничных участковых электрических сетей Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 622.862.8 А.В. Пичуев

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

РУДНИЧНЫХ УЧАСТКОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Приведены расчетные отношения и функциональные зависимости параметров изоляции сети с учетом сопротивления току абсорбции. Выполнен анализ условий возникновения резонанса в режиме утечки тока через изоляцию или тело человека, прикоснувшегося к фазе электрической сети.

Ключевые слова: электробезопасность, параметры изоляции, ток через человека, сопротивление абсорбции.

Ж^сследования в области электро-

-Ж-М. безопасности показали, что при определении величины сопротивления изоляции сети относительно земли необходимо учитывать активное и

емкостное сопротивления току абсорбции. Появление тока абсорбции обусловлено разными видами поляризационных процессов, происходящих в изоляции. Наиболее характерными для изоляции рудничного электрооборудования являются: ионная, дипольная и низкочастотная поляризации [1, 2].

В результате синтеза схемы замещения изоляции сети были получены расчетные формулы для определения активного и емкостного ^ сопротивления фазной изоляции, а также постоянной т ш затухания электромагнитных колебаний контуре, образованном ее активными и емкостными сопротивлениями:

2

р RI■ Z2A , х = Х • ^ ,

^- z;^ ,г х1 • х«+21

RI{х,■ Ха+г2И)

(1)

где , XI - соответственно активное и емкостное сопротивление сквозному

току

утечки;

Rл =

R:A+х1

R14

2 2 о + у

X _ л14—л 14 - эквивалентные сопро-

X14

тивления току абсорбции;

2 1А =VЯ а + X1 " полное сопротивление току абсорбции в фазе сети.

Анализ параметрических зависимостей RIF = / (1пЯа) и Т* = / (1п Яа),

представленных на рис. 1 и рис. 2, показал, что при изменении активного сопротивления изоляции Я1 в диапазоне 31,5^240 кОм и емкости изоляции С =0,1 мкФ происходит резкое снижение сопротивления при уровне сопротивления абсорбции =125^250 кОм и емкости с = 0,01^0,1 мкФ. При этом т ш резко возрастает, причем для значений Я1<120 кОм это увеличение более чем двукратное. Таким образом, реальное сопротивление изоляции сети с учетом токов абсорбции может быть существенно ниже, допустимого уровня.

2^ 220 200 100 /60 /40 /£>0 /ао во 6-0 40 2О

Хгг т*£0**

7*

4^,/гл

Рис. 1. Зависимости R = £ (1п я ) при С =0,1 мкФ/фазу и ^: 1 - 60 кОм, 2 - 120 кОм, 3 - 240 кОм (СА =0,1 мкФ); 1' - 60 кОм, 2' -120 кОм, 3' - 240 кОм (£=0,01 мкФ).

Рис. 2. Зависимости тш = £ (1п Яа) при С =0,1

мкФ/фазу и RI: 1 - 31,5 кОм, 2 - 60 кОм, 3 - 120 кОм, 4 -240 кОм (£а =0,1 мкФ); 1' - 31,5 кОм, 2' - 60 кОм, 3' - 120 кОм, 4'-240 кОм (£а =0,01 мкФ)

В случае включения в нейтраль трансформатора компенсирующей индуктивности создаются условия для возникновения резонанса тока утечки при определенных соотношениях активного сопротивления и емкости С1Г. .На рис. 3 приведены графики изменения фазных напряжений напряжения смещения нейтрали при изменении емкости изоляции фаз сети для случая прикосновения человека фазе А. Диапазон изменения указанных величин при изменении активного сопротивления изоляции Я1 =10,5^300

кОм/фазу выделен в виде заштрихованных зон. Несмотря на нелинейный характер изменения фазных напряжений при различных комбинациях Я1 и Х1, напряжение смещения

нейтрали изменяется фактически по линейному закону. Наибольший диапазон изменения характерен для фаз А и В (с ростом емкости напряжение 1^л увеличивается до фазных значений, а и уменьшается от линейных до фазных значений). Напряжение игс с ростом емкости изменяется гораздо в меньшей степени. При емкости изоляции С1 = 0,45 мкФ/фазу напряжение й^ практически не зависит от величины я .

Рис. 3

Аналогично при £ =0,65 мкФ/фазу напряжение йFB не зависит от величины Я1. Напряжение йFC в любом случае зависит от уровня активного сопротивления фазы сети. Таким образом, при указанных емкостях и только в

двух соответствующих фазах сети возможно достижение полного резонанса при включении индуктивного сопротивления в нейтраль трансформатора. В заданном диапазоне изменения активных и емкостных сопротивлений изоляции фаз сети возможен частичный (неявно выраженный) резонанс тока утечки.

Выполненные исследования позволили подтвердить вывод о том, что при определенных сочетаниях параметров фазной изоляции в режиме утечки тока через человека теоретически возможно возникновение условий резонанса. При этом протекающий через изоляцию ток абсорбции оказывает значительное влияние, на характер утечки тока и увеличивает его опасность для персонала, обслуживающего электроустановки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Машкин А.Г. Разработка способов и до 1000 В. Дисс. канд. техн. наук. - М.:МГИ,

средств обеспечения электробезопасности в 1987.

рудничных электрических сетях напряжением 2. Тареев Б.М. Физика диэлектрических ма-

териалов.-М.: Энергия, 1973. Н5Ы=1

— Коротко об авторе ---------------------------------------------

Пичуев А.В. - кандидат технических наук, доцент кафедры ЭЭГП, Московский государственный горный университет,

Moscow State Mining Jniversity, Russia, [email protected]