Теоретические основы

КОНТРОЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ И РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

1. Цель работы:

1.1. Освоить методику контроля электрического сопротивления изоляции электрических установок.

1.2. Изучить методику расчета защитного заземления электроустановок.

Теоретические основы.

2.1. Электрическая изоляция – это слой диэлектрика, которым покрывают поверхность токоведущих элементов, или конструкция из нетокопроводящих материалов, с помощью которого элементы отделяют от других частей электроустановки.

В процессе эксплуатации электроустановок изоляция электрооборудования стареет, в результате чего изменяются ее наиболее важные свойства. Основными причинами, вызывающими старение изоляции, являются:

‑ нагревание рабочими и пусковыми токами, токами короткого замыкания, теплотой от посторонних источников, от солнечного излучения и т.д.;

‑ динамические усилия, которым подвергается изоляция в результате электромагнитного взаимодействия между проводником и током;

‑ коммутационные и атмосферные перенапряжения.

Ухудшение изоляции также может быть в результате механических повреждений (изгибы, растягивание, вибрации), загрязненности, повышенной температуры, влажности и наличия агрессивных сред в помещениях.

Состояние изоляции в значительной мере определяет степень безопасности эксплуатации электроустановок. Поражение человека электрическим током обусловливается попаданием его под разность потенциалов, а также значением протекающего через тело человека тока.

Одним из основных средств, препятствующих возникновению этих опасных ситуаций, является надежная электрическая изоляция элементов, находящихся под напряжением.

Согласно ГОСТ 12.1.009 электрическая изоляция подразделяется на следующие виды:

‑ рабочая изоляция – обеспечивает нормальную работу электроустановки и защиту от поражения электрическим током;

‑ дополнительная изоляция – предусматривается дополнительно к рабочей изоляции для защиты от повреждения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции;

‑ двойная изоляция – изоляция частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, или наличие рабочей и дополнительной изоляции;

‑ усиленная изоляция – улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты от поражения электрическим током, как и двойная изоляция.

Для обеспечения надежности изоляции осуществляется контроль изоляции. У вновь смонтированных или установленных после капитального ремонта электродвигателей, силовой и осветительной электропроводки напряжением до 1000 В нормируемое сопротивление изоляции между проводом каждой фазы и землей или между проводами разных фаз должно быть не менее 0,5 МОм.

Нормируемая величина сопротивления изоляции для электроустановок, электропроводки и кабелей, находящихся в эксплуатации, должна быть не менее 1000 Ом на 1 В рабочего напряжения сети.

Сроки испытания изоляции электродвигателей, работающих в помещениях без повышенной опасности – 1 раз в год, в остальных категориях помещений – 1 раз в полгода.

Сопротивление изоляции электропроводки в помещениях без повышенной опасности проверяется 1 раз в два года и не реже 1 раза в год в остальных помещениях.

2.2.Защитное заземление электроустановок.

Металлические части электроустановок (корпуса электрических машин, трансформаторов и т.п.) в нормальных условиях хорошо изолированы от токоведущих частей и прикасаться к ним совершенно безопасно. В аварийных случаях, например, при пробое изоляции и замыкании фазы на корпус электроустановки, металлические части электроустановок, нормально не находящихся под напряжением, оказываются под ним. Прикосновение к металлическим частям электроустановок и связанным с ними металлическим конструкциям других машин и аппаратов становится опасным для жизни. С целью защиты человека от опасности поражения электрическим током при появлении напряжения на деталях электрооборудования в сетях напряжением 380/220 В с изолированной от земли нейтралью применяется защитное заземление.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Принципиальная схема заземления показана на рис. 2.1.

Конструкция защитного заземления состоит в том, что заземляемые металлические части электроустановки соединяют электрическим проводником с заземлителем, т.е., с металлическим предметом, находящимся в непосредственном соприкосновении с землей или группой таких предметов. Чаще всего это стержни из угловой стали или трубы, забитые в землю вертикально и соединенные между собой под землей приваренной к ним стальной полосой.

Благодаря защитному заземлению, при замыкании фазы на корпус электродвигателя или электроустановки ток замыкания перераспределяется между заземляющим устройством и человеком, при этом большая часть его пройдет через заземлитель, т.к. сопротивление тела человека R_Ч значительно больше, чем сопротивление заземлителя R_З, которое должно быть не более

4 Ом,. Вследствие этого на человека, прикоснувшегося к поврежденному оборудованию (см. рис. 2.1.), приходится безопасная часть тока замыкания.

R_З ≤ 4 Ом - сопротивление заземляющего устройства

R_Ч = 1000 Ом - расчетное сопротивление тела человека

R_ИЗ - сопротивление изоляция проводников относительно земли.

Рис. 2.1. Принципиальная схема заземления

Контроль изоляции осуществляется осмотром и измерением сопротивления заземления. Внешний осмотр должен производится не реже одного раза в шесть месяцев, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных – один раз в три месяца.

Измерение сопротивления заземления проводится не реже1 раза в год, а также после капитального ремонта и длительного бездействия установки.

3. Приборы и оборудование.

Для выполнения лабораторной работы используются следующие приборы и оборудование: мегаомметр М-1101, кабель, электродвигатель, набор соединительных проводов, двухполюсный указатель напряжения.

Для измерения сопротивления изоляции применяются мегаомметры типа М-1101, с помощью которых можно определить величину сопротивления изоляции как между двумя различными токоведущими проводниками, так и между проводником и землей. Мегаоометр имеет два диапазона измерений: килоомы (КОм) и мегаомы (МОм), переключаемые с помощью тумблера.

Прибор предназначен для эксплуатации при температуре окружающей среды от – 31 до +40^оС и относительной влажности до 90^%.

Номинальная скорость вращения рукоятки генератора 120 оборотов в минуту. Мегаомметр можно применять только для измерения сопротивления изоляции цепей, не находящихся под напряжением.

Для подсоединения к испытываемой электропроводке или электродвигателю прибор имеет два зажима ‑ «линия» и «земля».

4. Порядок выполнения работы

4.1. Измерить сопротивление изоляции между фазами электрокабеля, между фазами и защитной броней электрокабеля, сопротивление изоляции между фазами электродвигателя, между фазами и корпусом электродвигателя. Измерения проводят в следующем порядке. Сначала отключают от сети электроустановку, сопротивление изоляции которой необходимо измерить. Проверка отсутствия напряжения производится с помощью» индикатора. Перед измерением необходимо проверить исправность мегаомметра и соединительных проводов. Для этого переключатель прибора ставят на отметку килоомы (К Ω), провода мегаомметра, присоединенные к зажимам "линия" и "земля", замыкают накоротко. Вращая рукоятку со скоростью 120 об/мин, наблюдают за отклонением стрелки прибора. Если прибор и провода исправны, то стрелка установится на отметке 0 шкалы килоомов.

При работе с мегаомметром следует соблюдать осторожность и не касаться клемм прибора, неизолированных концов проводов и испытуемых цепей.

Для измерения сопротивления изоляции фаз кабеля относительно друг друга - один провод присоединяют к зажиму "линия", а другой - к зажиму "земля"

Для измерения сопротивления изоляции между фазами и защитной оболочкой кабеля последняя подсоединяется к зажиму "земля", а фазы к зажиму "линия".

Мегаомметр устанавливается горизонтально, на твердом основании. Переключатель пределов измерения устанавливается на требуемый предел. Измерение целесообразно проводить вдвоем: один человек касается контактами соединительных проводов и частей проверяемого оборудования, а другой - вращает ручку мегаомметра. Отсчёт показаний по шкале прибора производится после того, как стрелка займет устойчивое положение.

Для измерения сопротивления изоляции обмоток электродвигателя относительно его корпуса зажим "земля" соединяется с корпусом, а зажим "линия" по очереди с каждой из фаз.

Измерение сопротивления изоляции между фазами электродвигателя производится аналогично измерению сопротивления изоляции между фазами кабеля. Результаты измерений свести в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Объект испытания	Сопротивление между фазами относительно друг друга	Сопротивление между фазами и землей	Нормируемое сопротивление
1 - 2	1 - 3	2 - 3	1 - з	2 - з	3 - з
Кабель   Электро- двигатель

4.2. Рассчитать заземляющее устройство.