4. Электрическая изоляция

электрических установках изоляция элементов, находящихся под напряжением, является одним из основных (а иногда и единственным) средств электро­защиты. Она обеспечивает решение следующих задач:

-препятствует замыканию токоведущих частей электроустановок на корпус и землю;

-обеспечивает недоступность элементов электроус­тановок, находящихся под напряжением, для человека;

-обеспечивает защиту от поражения человека при прикосновении к элементам электроустановок, находя­щихся под напряжением (напр., при прикосновении к голым проводам сети с изолированной нейтралью - решение этой задачи иллюстрирует рис.8).

Сопротивление изоляции относительно земли (R_из) на одном участке фазного провода между соседними отклю­чающими аппаратами нормируется ПУЭ:

-силовая и осветительная электропроводка, распре­делительные щиты

R_издоп >=0,5 МоМ;

-вторичные цепи управления, защиты, измеререния R_издоп >= 1 МоМ.

Критическое сопротивление изоляции R_{из к р.} (см.рис. 8) определяется из расчета длительно допустимого (>1с) тока через человека I_h=6мА по формуле:

Для сети 380/220 В и R_h=1000 Ом имеем:

; R_{из к р} 107 кОм

В ряде случаев, когда требуется повышенная гаран­тия электробезопасности (напр., ручного электроин­струмента, бытовых электроприборов, средств индивиду­альной защиты), применяют дополнительную изоляцию, которая предназначена для защиты от поражения током в случае повреждения рабочей изоляции. Изоляция, со­стоящая из рабочей и дополнительной, называетсядвой­ной, электрооборудование в этом случае маркируется знаком

Еслирабочая изоляция выполнена настолько надежно, что обеспечивает такую же защиту от поражения, как и двойная, ее называют усиленной. Сопротивление двой­ной и усиленной изоляции должно быть не ниже 5 МоМ.

Контроль изоляции

Для поддержания изоляции в исправном состоянии не­обходимо осуществлять контроль за ее сопротивлени­ем, для чего применяют периодические и непрерывные ме­тоды ее измерения и испытания.

А) Измерение R_M производят в отключенной установ­ке 1 раз в год, вне очереди при обнаружении дефектов, после ремонта. Измеренное сопротивление изоляции должно быть не ниже нормы R_из R_издоп .Для измерения ис­пользуют мегометры на соответствующие напряжения.

Б) Испытание изоляции повышенным напряжением про­изводят в отключенной установке при ремонтах электро­оборудования, а также при обнаружении повреждений. Этот метод эффективен для выявления местных дефектов и проверки электрической прочности изоляции, т.е. способности длительно выдерживать рабочее напряжение. В процессе испытания в течении 1мин подают напряже­ние U_исп в несколько раз (в соответствии с ПУЭ) превы­шающее рабочее U_paб.

В)Контроль изоляции без отключения рабочего напря­жения называется непрерывным.

Наиболее простым является метод трех вольтметров. В установках до 1000 В вольтметры подключаются непо­средственно к фазам и земле. При исправной изоляции, когда сопротивления всех фаз относительно земли оди­наковы, каждый из вольтметров покажет фазное напря­жение. Если сопротивление одной из фаз заметно умень­шится, то ее вольтметр покажет снижение напряжения, а два других — увеличение.

Рис.10. Схема контроля изоляции вольтметрами

При замыкании на землю фазы 1 ее вольтметр покажет нуль, а два других - линейные напряжения.

Недостатки этого метода следующие: схема не реаги­рует на симметричное снижение R_из, всех трех фаз; схе­ма реагирует на изменения емкости Сиз.

Второй метод - метод наложения -постоянного опера­тивного тока; на рабочий наиболее распространен, т.к. отвечает всем требованиям, предъявляемым к схемам не­прерывного контроля изоляции. Источник постоянного оперативного тока U_ист обеспечивает протекание тока утечки I_ут, величина которого зависит от суммарного активного сопротивления изоляции контролируемой сети (I_ут= f(R_из)). При снижении сопротивления, любой из фаз ниже заданного значения I_ут достигает тока уставки реле, реле срабатывает и своими контактами воздей­ствует на исполнительное устройство.

Рис.11. Схема непрерывного контроля изоляции оперативным током

Оперативный ток может быть обеспечен от посторон­него источника (как на схеме рис.11) или от выпрями­теля, исключенного к контролируемой сети (так назы­ваемые вентильные схемы) .

Преимущества этого метода следующие:

схема реагирует на симметричное и несимметричное снижение R_из;

имеется сигнализация о снижении R_из ниже R_издоп; входное сопротивление схемы высокое, что обеспечи­вает надежность.

В сетях с заземленной нейтралью сопротивление изо­ляции незначительно влияет на ток поражения человека при прикосновении к голому проводу. Но и в этой сети контроль сопротивления необходим, т.к. предотвращает замыкания на землю и электрооборудование и повышает тем самым электробезопасность. Однако применение не­прерывного контроля в таких сетях связано с опреде­ленными трудностями.