Судовые электрические станции и сети - Контроль изоляции

ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И СЕТЕЙ
§ 49. КОНТРОЛЬ ИЗОЛЯЦИИ
Устройство контроля. При эксплуатации СЭС очень важны квалифицированное обслуживание, уход за электрооборудованием, соблюдение правил электро- и пожарной безопасности. Исправное состояние изоляции электрических сетей обеспечивает безаварийную и надежную работу электрооборудования.
Состояние изоляции сети в основном характеризуется ее сопротивлением Rиз току утечки через изоляцию, определяемому по закону Ома:

В судовых условиях состояние изоляции проверяют измерением ее сопротивления относительно корпуса и между электрическими цепями. Сопротивление зависит от степени нагрева кабеля, числа включенных элементов электрооборудования, температуры и влажности окружающей среды (при увеличении температуры и влажности сопротивление значительно уменьшается). Общее сопротивление изоляции между токоведущими частями элементов электрооборудования и корпусом измеряют при включенных приемниках и источниках тока под напряжением. Сопротивление кабельной сети и отдельных участков можно измерять при отключенных приемниках и источниках тока.
При определении сопротивления изоляции между отдельными жилами одного и того же кабеля приемники отключают. В противном случае измеряют также сопротивление приемников, которое значительно меньше допустимого для жил кабелей.
Нормы сопротивления изоляции электрических сетей установлены Правилами Регистра СССР в зависимости от назначения и числа подключенных элементов электрооборудования. Наименьшие значения сопротивления во время испытаний судна, измеренные относительно корпуса, приведены в табл. 29. Правилами технической эксплуатации установлены наименьшие значения сопротивления изоляции отдельных элементов электрооборудования, измеренные относительно корпуса (табл. 30).
Для электрических машин большой мощности, рассчитанных на более высокое напряжение, сопротивление (МОм) изоляции должно быть не ниже

Таблица 30

Сопротивление изоляции судовых сетей постоянного и переменного тока можно замерять централизованно с ГРЩ в рабочем состоянии сети (под напряжением) или на отключенных участках з нерабочем состоянии (при снятом напряжении).
В сильно разветвленных сетях с многими параллельными, электрическими цепями централизованным измерением невозможно точно установить участки сети с опасными повреждениями изоляции, так как большая часть цепей будет иметь высокое сопротивление изоляции, а небольшое их число — недопустимо низкое. Поэтому при эксплуатации необходимо систематически измерять сопротивление изоляции отдельных участков сети.
Сопротивление изоляции сетей в рабочем состоянии измеряют при номинальном напряжении. Для отключенных участков применяют переносной мегаомметр, изготовляемый на напряжение 500, 1000, 2000 В.
В сетях постоянного тока иногда можно приближенно измерять сопротивление изоляции при помощи двух вольтметров (отградуированных в омах), включенных между полюсами и корпусом шкалы. Ток утечки проходит через последовательно соединенные резисторы положительного  (+) и отрицательного  (—) проводов. В зависимости от сопротивления между обоими проводами и корпусом судна ток создает напряжения U ( + ) и U (—), пропорциональные сопротивлению изоляции. Состояние изоляции можно проверить двумя вольтметрами либо сравнением яркости свечения двух ламп, включенных последовательно, причем средняя точка соединена с корпусом.
Указанным методом нельзя контролировать состояние изоляции при одинаковом снижении ее сопротивления в обоих проводах, так как вольтметры сохраняют одинаковые показания. Его применяют для контроля не сопротивления изоляции полюсов, а соотношения этих сопротивлений.
При постоянном токе сопротивление изоляции сетей, находящихся под напряжением, измеряют по трем показаниям высокоомного вольтметра, которым замеряют с помощью переключателя напряжение на шинах ГРЩ и отдельно напряжения положительного и отрицательного полюсов по отношению к корпусу (рис. 92). По показаниям вольтметра рассчитывают сопротивление изоляции сети и каждого из полюсов по отношению к корпусу судна. Обычно для практического пользования на вольтметре наносят дополнительную шкалу сопротивления изоляции Ru3=f[U ( + ) + U (—)], учитывая, что напряжение сети и внутреннее сопротивление вольтметра постоянны.

Рис. 92. Схема контроля изоляции сетей постоянного тока вольтметром

Согласно трем показаниям вольтметра эквивалентное сопротивление изоляции определяют по формуле

где RB—сопротивление вольтметра;
U2, U3 — показания вольтметра в соответствующих положениях переключателя.

Для измерения сопротивления изоляции в сетях переменного тока при напряжении 127, 220 и 380 В используют щитовые мегаомметры Ml503, Ml603. 
Для трехфазных сетей переменного тока в основу большинства методов контроля изоляции положено измерение напряжения фазы по отношению к корпусу судна. В трехфазных сетях с изолированной нейтралью, находящихся под напряжением, для контроля применяют три вольтметра, включенные между каждой из фаз и корпусом: если сопротивление изоляции трех фаз одинаково, то все вольтметры покажут фазное напряжение.

Рис. 93. Схема контроля изоляции сетей трехфазного переменного тока
Разность потенциалов между фазами и корпусом определяется фазными напряжениями и напряжением смещения нейтрали. Последнее определяется несимметричностью полных сопротивлений изоляции фаз по отношению к корпусу. При снижении суммарного сопротивления в одной из фаз по отношению к другим двум показание вольтметра, подключенного к первой фазе, будет меньше двух других.
О  состоянии изоляции между фазой и корпусом можно судить по яркости горения подключенных здесь ламп при использовании одного вольтметра (рис. 93, а).
При одинаковых сопротивлениях изоляции каждой фазы по отношению к корпусу вольтметр будет показывать одинаковое напряжение, равное фазному. Другие возможные варианты состояния изоляции между фазой и корпусом судна представлены на рис. 93, б.
Рассмотренный метод контроля применим лишь по отношению к одной фазе, поэтому не может быть рекомендован для измерения общего сопротивления изоляции.
Сопротивление изоляции в сетях переменного трехфазного тока можно контролировать применением постоянного тока (рис. 93, в),

В схеме предусматривается последовательное включение выпрямителя с резистором, соединенным в искусственную звезду, которую через измерительный прибор (градуированный в килоомах) постоянного тока присоединяют к корпусу. При таком методе сопротивление изоляции не зависит от емкости контролируемой сети, поэтому получаются более точные результаты. Его применяют в схемах непрерывного контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока. Принятые на рисунке обозначения: П — переключатель; КВ — кнопка включения сигнальных ламп; ВУ — выпрямительное устройство.
В процессе эксплуатации электрооборудования необходим систематический контроль сопротивления изоляции всей сети, отдельных фидеров, элементов и устройств. При обнаружении пониженного сопротивления электрические машины, устройства, кабельные линии выводят из действия и принимают меры к устранению неисправности.
Устройство «Электрон-1 Р» (рис. 94). Устройство предназначено для непрерывного автоматического контроля сопротивления изоляции судовых сетей одно- и трехфазного переменного тока напряжением до 400 В, частотой 50—500 Гц, с незаземленной нейтралью, находящихся под напряжением и в обесточенном состоянии.
Устройство позволяет контролировать значение сопротивления изоляции в пределах 0—1 МОм, автоматически включает световую' и звуковую сигнализацию при снижении сопротивления ниже уставки. Питание устройства «Электрон» осуществляется от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В±10%. Погрешность измерения не превышает 5%, а сигнализации— 10% уставки.
Устройство в виде сварного корпуса имеет брызгозащищенное исполнение, состоит из измерительной и сигнализирующей частей, получающих питание от трансформатора напряжения ТрН.
Трансформатор состоит из обмоток первичной 1 и четырех вторичных 2—5. Измерительная часть питается от обмотки 2 выпрямленным отфильтрованным стабилизированным напряжением 150— 160 В, которое приложено к контролируемой сети. На время измерения к корпусу подводится напряжение через внутренний резистор R8 посредством кнопки включения прибора КВП.
В измеряемой цепи ток
В измерительную сеть включенвольтметр, отградуированный в мегаомах (Mfi), показывающий сопротивление изоляции контролируемой сети. При отсчете сопротивления изоляции нажимают кнопку КВП.
Сигнализирующими элементами устройства являются: делитель напряжения, состоящий из резисторов R29—R33 и терморезисторов R26—R28, двух триггеров, работающих в режиме ключа. Один триггер состоит из триодов Т1 и Т2, которые питаются от вторичной обмотки 3 трансформатора ТрН выпрямленным отфильтрованным стабилизированным напряжением 16,5 В, второй — из триодов ТЗ и Т4, питающихся от обмотки 4 напряжением 23 В.
При снижении сопротивления изоляции сети ниже заданного сопротивления уставки (R24+R29; R24+R30\ R26+R3)-, R27+R32; R28+R33) через стабилитроны Д24 и Д25 на триод поступает сигнал напряжением 17,4 В, вызывающий опрокидывание первого триггера. Далее происходит опрокидывание второго триггера, подающего сигнал на лампу CJI или звонок. При нажатии на кнопку исправности сигнализации ККС через 5—10 с должны загораться лампа СЛ и зазвонить звонок. Обмотка 5 трансформатора ТрН напряжением 3,3 В служит для создания отрицательного смещения триодов ТЗ, Т4 и обеспечения их тепловой стабилизацией. Переключатель Я переключает цепь сигнализации на различные уставки.
Устройство имеет пять уставок (0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,15 МОм), может быть установлено на ГРЩ или отдельно.