2015-04-17
7681
Принцип работы. Устройство и работа разделительного трансформатора ничем принципиально не отличается от понижающих или повышающих напряжение аналогов; устройством осуществляется такое же преобразование электроэнергии.
На общем магнитопроводе устройства размещены две обмотки из одного и того же изолированного провода с одинаковыми намоточными характеристиками. Электрическая мощность синусоидальной гармоники пропускается через первичную обмотку, на основе законов электромагнитной индукции преобразуется во вторичной.
Вектор напряжения в выходных цепях вторичной обмотки повторяет полностью параметры первичного. Конечно, если учесть классы точности метрологических измерений, то определенные погрешности по величине и углам существуют. Однако, это чистая теория; при эксплуатации погрешности не учитываются.
Назначение. Основное условие использования подобных моделей: применение изолированных, автономных силовых обмоток для отделения цепей напряжения электрических приборов от питающей электрической цепи.
Однофазный разделительный трансформатор (РТ) предназначен для повышения уровня безопасности работающих электрических приборов, соответственно - снижения уровня электротравматизма.
Схема подключения. Величина напряжения 220 вольт питающей электросети формируется из схемы соединения трех объединенных линейных цепей с разностью потенциалов 380 вольт между ними методом использования нулевого провода, соединенного с потенциалом земли.
Другим словами, между линейным проводом, именуемым фазой и нулевым - землей присутствует фазное напряжение. При нарушении изоляции проводников оно попадает на корпус электроприбора.
Если человек касается до такого корпуса, одновременно касаясь соединенных с землей металлических предметов (батареи отопления, водопроводные краны), через его тело проходит электрический ток.
Величины в 0,1 ампера (нагрузка лампочки накаливания обыкновенного фонарика) вполне достаточно для фибрилляции и остановки сердца. Поэтому, срабатывание УЗО настраивают на токи в 310 раз меньшие, при возникновении которых устройство защитного отключения отключит напряжение с защищаемого оборудования.
Действующие нормативы безопасности требуют заземления всех токопроводящих корпусов и деталей в помещениях, создания контура заземления, системы выравнивания потенциалов.
Применение разделительного трансформатора дополняет требования безопасности: к нему можно и необходимо подключать приборы без соединения с землей. Во вторичной обмотке РТ образуется собственная, изолированная от земли электрическая цепь.
Разность потенциалов образуется исключительно между его клеммами. Ток протекает только при подключении к ним. Поскольку, схема отделена от потенциала земли, условий для тока не создается при электрическом контакте с землей.
Пробой изоляции проводников в эиом случае в подключенном к РТ электроприбору приводит к появлению электрического потенциала на корпусе, но электротравмы у человека не будет.
Однако опасность поражения электрическим током все-же существует. Следует соблюдать следующие правила:
1. Нельзя прикасаться к двум выходным клеммам трансформатора одновременно;
2. Первичная обмотка РТ работает в составе однофазной схемы и должна защищаться УЗО;
3. Корпуса подключаемых к разделительному трансформатору приборов не заземляют;
4. Запитывать от РТ допускается только одно электрическое устройство. При необходимости подключения дополнительного оборудования необходимо пользоваться приборами контроля изоляции, сигнализирующими об ее нарушениях.
Принципиальная блочная схема подключения разделительного трансформатора и приборов к нему:
Экономия электроэнергии. Трансформатор, как и любое электрическое или механическое устройство при работе теряет часть энергии. Потери оцениваются коэффициентом полезного действия (КПД).
В разных моделях КПД может колебаться в пределах 70-85%. Таким образом, становится очевидным, что экономии электроэнергии не будет; ей пренебрегают ради безопасности.
Область использования. Разделительные трансформаторы применяют в местах с повышенными требованиями к условиям электробезопасности:
- подвалах;
- кабельных колодцах;
- помещениях повышенной влажности;
- работах с электроинструментом 1-го класса безопасности.
Довольно широко, РТ в настоящее время используются и в электроснабжении медицинских переносных и стационарных приборов.
Так, в частности, в лечебных учреждениях некоторых развитых стран мира их уже достаточно давно и успешно используют как меру повышения электробезопасности.
Назначение, принцип действия, область применения. Защитным отключением называется автоматическое отключение электроустановок при однофазном (однополюсном) прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.
Назначение защитного отключения - обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека. Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения (УЗО), которое, работая в дежурном режиме, постоянно контролирует условия поражения человека электрическим током.
Область применения: электроустановки в сетях с любым напряжением и любым режимом нейтрали.
Наибольшее распространение защитное отключение получило в электроустановках, используемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью.
Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с наперед заданной величиной (устав-кой). Если входной сигнал превышает уставку, то устройство срабатывает и отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током.
Все УЗО по виду входного сигнала классифицируют на несколько типов (рис. 4.11).
Рис.4.11. Классификация УЗО по виду входного сигнала
Кроме того УЗО могут классифицироваться по другим критериям, например, по конструктивному исполнению.
Основными элементами любого устройства защитного отключения являются датчик, преобразователь и исполнительный орган.
Основными параметрами, по которым подбирается то или иное УЗО являются: номинальный ток нагрузки т.е. рабочий ток электроустановки, который протекает через нормально замкнутые контакты УЗО в дежурном режиме; номинальное напряжение; уставка; время срабатывания устройства.
Рассмотрим более подробно УЗО, реагирующее на потенциал корпуса относительно земли, предназначенное для обеспечения безопасности при возникновении на заземленном (или зануленном) корпусе электроустановки повышенного потенциала. Датчиком в этом устройстве (рис.4.12) служит реле Р, обмотка которого включена между корпусом электроустановки и вспомогательным заземлителем R в. Электроды вспомогательного заземлителя R в располагаются вне зоны растекания токов заземлителя R з.
Рис.4.12. Схема УЗО, реагирующего на потенциал корпуса
При замыкании на корпус защитное заземление R з снизит потенциал корпуса относительно земли до величины j з= I з R з. Если по каким-либо причинам окажется, что j з > jздоп , где j здоп - потенциал корпуса, при котором напряжение прикосновения не превышает допустимого, то срабатывает реле Р, которое своими контактами замкнет цепь питания катушки коммутационного аппарата и произойдет отключение поврежденной электроустановки от сети.
Фактически данный тип УЗО дублирует защитные свойства заземления или зануления и применяется в качестве дополнительной защиты, повышая надежность заземления или зануления.
Данный тип УЗО может применяться в сетях с любым режимом нейтрали, когда заземление или зануление неэффективно.
УЗО, реагирующее на дифференциальный (остаточный) ток, находят широкое применение во всех отраслях промышленности. Характерной их особенностью является многофункциональность. Такие УЗО могут осуществлять защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении, при косвенном прикосновении, при несимметричном снижении изоляции проводов относительно земли в зоне защиты устройства, при замыканиях на землю и в других ситуациях.
Принцип действия УЗО дифференциального типа заключается в том, что оно постоянно контролирует дифференциальный ток и сравнивает его с уставкой. При превышении значения дифференциального тока уставки УЗО срабатывает и отключает аварийный потребитель электроэнергии от сети. Входным сигналом для трехфазных УЗО является ток нулевой последовательности. Входной сигнал УЗО функционально связан с током, протекающим через тело человека I h.
Область применения УЗО дифференциального типа – сети с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ (система TN - S).
Схема включения УЗО, реагирующего на дифференциальный ток в сети с заземленной нейтралью типа TN - S представлена на рис 4.13.
Рис.4.13. Схема подключения к сети УЗО (система TN – S), реагирующего на дифференциальный ток
Датчиком такого устройства является трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП), на выходных обмотках которого формируется сигнал, пропорциональный току через тело человека I h. Преобразователь УЗО (П) сравнивает значение входного сигнала с уставкой, значение которой определяется допустимым током через человека, усиливает входной сигнал до уровня, необходимого для управления исполнительным органом (ИО). Исполнительный орган, например, контактор, отключает электроустановку от сети в случае возникновения опасности поражения электрическим током в зоне защиты УЗО.
По условиям функционирования дифференциальные УЗО подразделяются на следующие типы: АС, А, В, S, G.
УЗО типа АС – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток, возникающий внезапно, либо медленно возрастающий.
УЗО типа А – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток и пульсирующий постоянный дифференциальный ток, возникающие внезапно, либо медленно возрастающие.
УЗО типа В – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи.
УЗО типа S – устройство защитного отключения, селективное (с выдержкой времени отключения).
УЗО типа G – то же, что и типа S,но с меньшей выдержкой времени
Конструктивно дифференциальные УЗО разделяются на два типа:
· Электромеханические УЗО, функционально не зависящие от напряжения питания. Источником энергии, необходимой для функционирования таких УЗО – выполнения защитных функций, включая операцию отключения, является сам входной сигнал – дифференциальный ток, на который оно реагирует.
- Электронные УЗО, функционально зависящие от напряжения питания. Их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника.
Основными параметрами УЗО дифференциального типа являются:
- Уставка (дифференциальный отключающий ток);
- Время срабатывания;
- Ток нагрузки;
- Напряжение питания.
В настоящее время отечественной промышленностью выпускается целый ряд УЗО различного назначения. Кроме того, широко используются УЗО известных зарубежных фирм, таких как Siemens, ABB, GE Power, ABL Sursum, Hager, AEG, Baco, Legrand, Merlin-Gerin, Circutor и др.
Применение УЗО должно осуществляться в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) (Седьмое издание).
МДК.01.03 Эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных и гражданских
зданий
59. Правила эксплуатации осветительных установок. Нормативно-техническая документация, обеспечивающая их выполнение. Обязательные условия нормальной эксплуатации ОУ. Определение экономически целесообразных режимов обслуживания ОУ. Поддержание требуемых уровней освещенности на рабочих местах в процессе всего времени эксплуатации.
60. Организация эксплуатации промышленных осветительных установок. Структура службы эксплуатации для крупных и очень крупных ОУ.
61. Средства доступа к осветительным приборам различного назначения и светопроемам. Классификация доступа к ОУ.
62. Способы и режимы обслуживания осветительных установок. Анализ результатов измерений напряжения в осветительных сетях разных цехов или корпусов предприятий.
63. Способы и режимы обслуживания осветительных установок. Степень воздействия различных факторов на изменение освещенности различных ОУ. СМОТРИ 62.
64. Методика обследования и контроля осветительных установок. Определение соответствия ОУ требованиям нормативных документов.
65. Эксплуатация измерительных трансформаторов тока и напряжения. Периодический осмотр. Профилактические испытания повышенным напряжением и ремонте.
Эксплуатация трансформаторов тока. У трансформаторам тока, находящихся в эксплуатации, проверяют: наличие закороток на свободных концах вторичных обмоток, исправность изолирующих элементов, надежность присоединения шин РУ к выводам первичных обмоток,' сохранность токопроводящего слоя графитовой краски (54% графита, 32% лака, 14% бензина), состояние изоляции вторичной обмотки, уровень масла (в маслонаполненных трансформаторах). Трансформаторы тока с пониженной изоляцией подвергают сушке первичным током при короткозамкнутой вторичной обмотке или вторичным током при короткозамкнутой первичной обмотке.
В процессе эксплуатации трансформаторов тока производят систематическую проверку сопротивления изоляции вторичных цепей (вторичных обмоток трансформатора тока, токовых катушек реле, контакторов и приводов, токовых цепей контрольно-измерительных
приборов и др.). Сопротивление изоляции вторичных цепей, измеренное мегаомметром на 1000 В, должно быть не менее 1 МОм для каждого присоединения. Вторичные цепи испытывают приложением в течение 1 мин напряжения переменного тока 2 кВ или же одноминутным испытанием изоляции мегаомметром на 2500 В. Периодичность испытаний повышенным напряжением 1 раз в 3 года, а измерения сопротивления изоляции — в сроки, определяемые местными инструкциями.
Не реже 1 раза в год проверяют масло эксплуатируемых трансформаторов тока сокращенным анализом и испытанием электрической прочности: масло должно отвечать нормам, а его пробивное напряжение (испытанное в стандартном разряднике) должно быть у трансформаторов тока на номинальное напряжение 35 KB не менее 30 кВ. У находящихся в эксплуатации трансформаторов тока должны быть заземлены все металлические части, связанные со вторичной обмоткой (кожух, фланцы, основание, цоколь, тележка и т. п.), а также один из выводов вторичной обмотки, если это допустимо по условиям работы схемы релейной защиты. Работы, связанные с переключениями в цепях вторичных обмоток, а также с размыканием этих цепей, - следует производить только после отключения трансформаторов тока от сети. Выполнение указанных операций без отключения трансформаторов тока допускается только в цепях, снабженных специальными, зажимами для закорачивания.
Б. Эксплуатация трансформаторов напряжения. Трансформаторы напряжения подвергают осмотрам: 1 раз в сут.— в РУ с постоянным дежурным персоналом; 1—2 раза в мес.— в РУ без дежурного персонала. При осмотре трансформаторов напряжения проверяют: а) уровень масла в маслоуказателях и отсутствие течи масла из бака в арматуры; б) отсутствие влаги и скоплений пыли на выводах; в) целость заземляющей шины, соединяющей корпус (кожух, бак, цоколь) трансформатора напряжения с сетью заземления; г) отсутствие воспринимаемых на слух характерных звуков разряда (потрескивания) внутри трансформатора; д) сохранность добавочных сопротивлений, предохранителей и плавких вставок.
При ремонте электрооборудования РУ одновременно проверяют сопротивление изоляции обмоток и электрическую прочность масла трансформаторов напряжения. Сопротивление изоляции обмоток ВН не нормируется. Оценку качества изоляции обмотки ВН производят но ряду характерных величин: углу диэлектрических потерь, отношению сопротивления изоляции, замеренного при 15°С, к сопротивлению при 60°C (R15/R60) > 1,2, а также сравнением с данными предыдущих замеров. В последнем случае при снижении показателей более чем на 30% изоляция подлежит сушке.
66. Ремонт трансформаторов тока и напряжения. Фарфоровые изоляторы трансформаторов тока и выводы трансформаторов напряжения. Проверка изоляции вторичных обмоток и вторичной цепи мегомметром. Проверка целостности предохранителя ПКТ.
