автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка способов и средств обеспечения электробезопасности в электоустановках с вентильными преобразователями

кандидата технических наук
Юсупов, Нияз Усманович
город
Москва
год
1984
специальность ВАК РФ
05.26.01
цена
450 рублей
Диссертация по безопасности жизнедеятельности человека на тему «Разработка способов и средств обеспечения электробезопасности в электоустановках с вентильными преобразователями»

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Юсупов, Нияз Усманович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ. II

1.1. Анализ устройств защитного отключения для сетей с заземленной нейтралью

1.2. Анализ устройств непрерывного контроля изоляции

1.3. Влияние высших гармоник в электрической сети с вентильными преобразователями на условия электробезопасности .•.'.

1.4. Исследование входных сигналов устройств защитного отключения в электрических сетях промышленных предприятий.

1.5. Состояние развития средств защиты от несинусоццаль-ных токов утечки в сетях с вентильными преобразователями

1.6. Выводы.

Глава 2. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

В СХЕМАХ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

2.1. Характеристики режимов работы трансформаторов тока в схемах УЗО и УНКИ. Выбор метода расчета.

2.2. Схема замещения и метод расчета нелинейного трансформатора тока по основной частоте.

2.3. Оценка условий передачи составляющей основной частоты при наличии постоянной составляющей во входном сигнале ТТ.

2.4. Выводы.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ

ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТЯХ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ.

3.1. Анализ условий электробезопасности в сетях с вентильными преобразователями

3.2. Анализ формы входного сигнала УЗО, реагирующего на ток нулевой последовательности, в сети с вентильным преобразователем.

3.3. Исследование влияния постоянной составляющей входного сигнала на функционирование УЗО.

3.4. Исследование влияния частотной характеристики УЗО на уставку по несинусоедальному току утечки

3.5. Экспериментальные исследования функционирования УЗО при несинусоедальных входных сигналах в сети с вентильным преобразователем.

3.6. Выводы.

Глава 4. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ЗАЩИТЫ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ

В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

4.1. Принципы построения защиты от токов утечки в сетях с вентильными преобразователями

4.2. Разработка способа непрерывного контроля и измерения сопротивления изоляции в сети с заземленной нейтралью, основанного на использовании третьих гармоник токов и напряжений нулевой последовательности

Обоснование частотных характеристик устройств для защиты от токов утечки

4.4. Разработка способа защиты от несинусоедальных токов утечки в сети с неуправляемым вентильным преобразователем.

4.5. Разработка способа защиты от несинусоидальных токов утечки в сети с управляемым вентильным преобразователем.

4.6. Разработка комбинированного устройства для защиты от несинусоццальных токов утечки

4.7. Выводы.

Введение 1984 год, диссертация по безопасности жизнедеятельности человека, Юсупов, Нияз Усманович

Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 гг. и на период до 1990г.", принятые ХХУ1 съездом КПСС, предусматривают дальнейшее "улучшение охраны труца и техники безопасности" и "создание наиболее благоприятных условий для высокопроизводительного труца" [i] . В условиях непрерывного роста электровооруженности труца и расширения областей применения электрической энергии решение этой важной народнохозяйственной задачи неразрывно связано с созданием эффективных средств защиты от поражения электрическим током.

Благодаря существующей системе организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту лвдей от поражения электрическим током, уровень электротравматизма имеет устойчивую тевденцию к снижению, однако, число электротравм в стране все еще остается значительным, а в отдельных отраслях наблюдается рост электротравматизма [23 . Для защиты лвдей от поражения током используется комплекс защитных мер, применение которых регламентируется Правилами устройства электроустановок [ 3J . В настоящее время созданы и нашли практическое применение устройства защитного отключения (УЗО), устройства непрерывного контроля изоляции (УНКИ) и другие автоматические средства защиты в электроустановках промышленной частоты напряжением до 1000 В, применение которых уменьшает опасность электропоражения [4,5,б] . Однако эффективность традиционных средств защиты существенно снижается в сетях с силовыми вентильными преобразователями (ВП), широко используемых для создания оптимальных условий потребления электрической энергии [7] . Это обусловлено появлением участков сети с преобразованным напряжением, гальванически связанных с питающей сетью основной промышленной частоты; возможностью возникновения постоянной составляющей в сети переменного тока; появлением в сети высших гармоник. Указанные факторы изменяют характер токов утечки, тока, протекающего через тело человека, входных сигналов средств защиты и, как следствие, влияют на эффективность этих средств и условия электробезопасности. Известны работы по исследованию некоторых из этих факторов в сетях с изолированной нейтралью и контактных сетях [8-I7J, однако существенное влияние режима нейтрали сети на опасность электропоражения и функционирование средств защиты не позволяет использовать результаты этих исследований при решении вопросов электробезопасности для сети с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В, применяемой в большинстве отраслей народного хозяйства.

Изложенное выше сввдетельствует об актуальности работ по исследованию условий электробезопасности, а также эффективности известных средств защиты с целью уточнения области их применения в сетях с заземленной нейтралью с ВП и создания специальных принципов построения средств защиты электроустановок с ВП, число которых постоянно увеличивается. В настоящее время уже около 70% вырабатываемой электроэнергии потребляется в СССР промышленными предприятиями, имеющими приемники электрической энергии как переменного, так и постоянного тока. При этом на постоянном токе потребляется примерно 25-30% электроэнергии [7 J .

Наблюдается тенденция к повышению удельного веса электроэнергии, потребляемой на постоянном или на переменном токе при частоте, отличной от основной промышленной частоты. Интенсивно разрабатываются и внедряются мощные преобразовательные устройства на базе силовых полупроводниковых вентилей, предназначенные для использования в электротехнологических установках, электроприводе, на транспорте и т.д. Предполагается дальнейшее расширение областей применения преобразовательных устройств, в том числе в электроэнергетике - для создания оптимальных условий генерирования, передачи и распределения электрической энергии [7] . Поэтому важной и актуальной, но в то же время практически неизученной научной задачей является исследование и разработка средств защиты от утечек тока для сетей с ВП.

Работа выполнена на кафедре охраны труда МЭИ в соответствии с , заданием 0.74.08.01.03 "создать и освоить в производстве унифицированный ряд устройств защитного отключения для сетей с заземленной нейтралью с учетом норм допустимых токов воздействия на организм человека и различных эксплуатационных условий" Программы работ по решению научно-технической проблемы 0.74.08., утвержденным Постановлением Госкомитета СССР по науке и технике и Презцциума ВЦСПС №19-9/434 от 17 декабря 1976г.

Цель работы - обеспечение безопасности электроустановок с вентильными преобразователями напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью путем разработки новых способов и средств защиты от токов утечки и повышение эффективности функционирования У30, реагирующих на ток нулевой последовательности.

Поставленная цель определила следующие основные задачи исследования: комплексное исследование процессов функционирования У30, реагирующих на ток нулевой последовательности, с учетом несину-совдальности токов утечки в электрических сетях с ВП; анализ характерных режимов работы датчиков У30 при несину-соццальных входных сигналах с постоянной составляющей; разработка принципов построения средств защиты от несину-совдальных токов утечки в сетях с заземленной нейтралью, имеющих ВП; разработка новых способов и средств защиты от токов утечки в сетях с неуправляемыми и управляемыми ВН.

Сформулированные в работе научные положения и полученные результаты основываются на проведенных теоретических исследованиях, использующих аппарат теории электрических цепей, аналитические и графоаналитические расчеты с привлечением средств вычислительной техники, метод гармонической линеаризации нелинейных элементов. Основные положения диссертационной работы подтверждены экспериментальными исследованиями в лабораторных и производственных условиях.

Научные положения, защищаемые автором диссертации: методические принципы оценки условий электробезопасности и принципы построения средств защиты от несинусовдальных токов утечки в сетях с вентильными преобразователями; обоснование частотных характеристик и определение зависимостей уставок срабатывания устройств защитного отключения с трансформатором тока нулевой последовательности при несинусоидальных: входных сигналах, позволяющие повысить эффективность устройств защиты от электропоражения; принцип построения устройств непрерывного контроля изоляции в электрических сетях с заземленной нейтралью, основанный на измерении третьей гармоники напряжения и тока утечки, позволяющий повысить безопасность электроустановок.

Научную новизну определяют следующие результаты работы: теоретически установлена и экспериментально подтвервдена зависимость изменения уставки УЗО, реагирующих на ток нулевой последовательности, от постоянной составляющей и высших гармоник входного сигнала; разработаны принципы построения средств защиты от несинусовдальных токов утечки для сетей с ВП; предложены два новых способа защиты от токов утечки в сетях с ВП и разработаны соответствующие функциональные схемы УЗОреагирующих на основную гармонику и постоянную составляющую входного сигнала; получены аналитические выражения для передаточной функции входного сигнала УЗО с автоматическим регулированием уставки при изменении напряжения сети с управляемым ВП; разработан новый принцип построения УНКИ электроустановок с ВП на участке сети переменного тока с заземленной нейтралью, основанный на измерении третьей гармоники напряжения и тока утечки.

Работа имеет практическую ценность. Результаты диссертационной работы позволили: разработать методику оценки условий электробезопасности электроустановок с ВП, позволяющую определить требования к характеристикам автоматических средств защиты на стадии их проектирования; уточнить область применения существующих УЗО в сетях с заземленной нейтралью; обосновать требования к частотным характеристикам УЗО, обеспечивающим правильное их функционирование в сетях с ВП; установить влияние параметров и режимов работы сети с ВП на функционирование УЗО; разработать методику проектирования средств защиты от не-синусовдальных токов утечки в сетях с ВП; разработать методику определения уставки УЗО, реагирующих на несинусоадальный ток, и рекомендации по повышению эффективности их функционирования в сетях с ВП.

Реализация результатов работы. Рекомендации по частотным характеристикам УЗО при несинусовдальных входных сигналах использованы во Всесоюзном научно-исследовательском, проектно-кон-структорском и технологическом институте релестроения (г.Чебоксары) при разработке реле утечки для сетей с заземленной нейтралью.

Разработанное устройство для защиты от несинусовдальных токов утечки внедрено для опытной эксплуатации на предприятии "Полимерфото" Минхимпрома СССР.

Основные результаты диссертационной работы доложены и об-сулщены на П и Ш Всесоюзных научно-технических конференциях "Электробезопасность на горнорудных предприятиях черной металлургии СССР" (Днепропетровск, 1979, 1982); на Московской городской конференции молодых ученых и специалистов "Повышение надежности, экономичности и мощности энергетического и электротехнического оборудования", посвященной ХХУ1 съезду КПСС (Москва, 1980); на Юбилейной научно-технической конференции МЭИ (Москва, 1980); на 1У Всесоюзной межвузовской конференции "Проблемы охраны труда" (Каунас, 1982).

Основные положения диссертации изложены в II печатных работах, в том числе в авторском свидетельстве на изобретение. По результатам работы получено положительное решение о вьщаче авторского свидетельства (заявлено 04.04.83г., №3604178/07).

Социальный эффект применения разработанных средств защиты от несинусовдальных токов утечки и рекомендаций по повышению их эффективности заключается в улучшении условий электробезопасности при эксплуатации электроустановок с вентильными преобразователями.

I. СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

При снижении активного сопротивления изоляции токоведущих частей электроустановки относительно земли, а также при прикосновении человека к токоведущим частям возникает утечка тока. Это явление, количественно оцениваемое значением тока утечки (б дальнейшем под током утечки будем понимать также ток, протекающий через человека, как частный случай), приводит к снижению взрыво-, пожаро- и электробезопасности электроустановки. Создаются условия для дальнейшего развития повревдения электрооборудования. Утечки тока могут вызывать нарушение работы систем управления технологическими процессами.

К средствам защиты от утечек тока относятся устройства защитного отключения и непрерывного контроля изоляции, прямо или косвенно контролирующие токи утечки. Несмотря на единодушное мнение специалистов, отмечающих высокую эффективность и прогрессивность этих средств защиты, следует признать, что в наиболее распространенных сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В промышленных предприятий УЗО и УНКИ еще не нашли должного практического применения. Решение задачи широкого внедрения средств защиты от утечек тока в значительной степени сдерживается недостаточной проработанностью вопросов устойчивости функционирования, условий и области применения этих средств.

Применительно к электроустановкам с заземленной нейтралью с ВП вопросы эффективности функционирования средств защиты от утечек тока до настоящего времени не рассматривались. Особенностями сетей с ВП являются высокие значения высших гармоник токов и напряжений, определяющие несинусоццальность токов утечки, входных сигналов средств защиты и тока, протекающего через человека; возможность возникновения постоянной составляющей в сети переменного тока; наличие участков выпрямленного напряжения, гальванически связанных с участками переменного напряжения питающей сети.

Изложенное определяет необходимость анализа эффективности существующих технических решений УЗО и УНКИ при несинусоцдальных входных сигналах, оценки влияния высших гармоник на условия электробезопасности, исследования несинусоцдальности токов утечки, анализа состояния развития средств защиты от утечек тока для электроустановок с ВП.

I.I. Анализ устройств защитного отключения для сетей с заземленной нейтралью

Обзор литературы, посвященной теории и практике использования защитного отключения, показывает, что в настоящее время в промышленно развитых странах эксплуатируется и разрабатывается значительное количество УЗО, различающихся по принципу действия, конструкции и характеристикам. В СССР и за рубежом наибольшее распространение получили УЗО, реагирующие на ток нулевой последовательности (на векторную сумму токов утечки разных фаз). Только в странах Европейского Экономического Сообщества находится в эксплуатации около 50 млн. УЗО [18] . Отечественной промышленностью эти устройства производятся пока в ограниченном количестве, поэтому достаточного опыта их эксплуатации нет. Это сдерживает расширение области применения УЗО и, в частности, использование их в сетях с ВП.

Датчиком этого типа устройств является трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП), как правило, с магнитопрово-дом тороидальной формы. При возникновении утечки тока появляется или изменяется входной сигнал УЗО. В качестве исполнительного органа используются автоматические выключатели, контакторы, магнитные пускатели и бесконтактные коммутационные аппараты.

В конструкциях УЗО целого рода европейских стран (например, ГДР,ФРГ,Франция) отключающий сигнал от ТТНП в цепь управления исполнительным органом передается с помощью электромеханической системы - "высокочувствительного дифференциального трансформатора". В практике использования защитного отключения в СССР и США нашли применение устройства с усилением сигнала полупроводниковым усилителем. В этих УЗО реализуются необходимая токовременная характеристика устройства, отстройка от влияния высокочастотных и импульсных помех, коммутационных бросков тока, самоконтроль исправности схемы и т.д. Выполнение устройством указанных функций достигается применением электронных усилителей, транзисторов, интегральных схем и других современных электронных и электромеханических приборов.

Для сетей с заземленной нейтралью напряжением 380/220 В промышленностью выпускаются или подготавливаются к выпуску устройства типа ЗОУП-25, ИЭ-9813, АЕ-2443, РУД-05УЗ, составляющие унифицированный ряц УЗО [5] . Перечисленные УЗО отличаются уставками (от 10 до 300 мА), быстродействием (от 0,06 до 0,2 с), номинальным током нагрузки (от 10 до 250 А).

Серийно выпускаемые устройства предназначены для работы в сетях с напряжением основной промышленной частоты, поэтому их уставки нормированы и выбраны на частоте 50 Гц. Вместе с тем при несинусоццальных напряжениях в сетях с ВП и другой нелинейной нагрузкой входные сигналы УЗО существенно несинусовдальны. При этом высшие гармоники тока утечки, в том числе тока, протекающего через человека, являются составляющими полезного входного сигнала.

Поэтому автором по специально разработанной методике были исследованы частотные характеристики ряда отечественных и зарубежных УЗО [19] .

На рис. I.I приведены экспериментальные зависимости первичного тока срабатывания от его частоты, где Icp~Jcp /1у ; Тер - ток срабатывания на частоте У ; Iy - уставка на частоте 50 Гц.

Результаты исследования показывают, что устройства имеют уставку, нормированную на промышленной частоте 50 Гц и обладают различной чувствительностью к высшим гармоникам входного сигнала (см. рис.1 Л): имеют, как правило, значительно меньшую чувствительность к высшим гармоникам по сравнению с чувствительностью к первой, нечувствительны, имеют практически одинаковую чувствительность к первой и высшим гармоникам.

Изложенное свидетельствует об отсутствии единого подхода разработчиков УЗО к выбору их частотных характеристик и нормативных требований к ним.

Так, в устройстве типа ЗОУП-25 (кривая 9,рис.1.1) с "целью исключения влияния токов небаланса и помех" [20] на выходе ТТНП включен частотно-избирательный транзисторный усилитель. Контур, состоящий из резистора, обмотки реле и коцденсатора (PLC - контур), ограничивает частоту усиливаемого сигнала до 80 Гц, при которой происходит срыв усилительных свойств усилителя. Устройство этого типа нечувствительно к высшим гармоникам входного сигнала, поэтому при несинусоцдальном токе утечки может допускать отказы срабатывания.

Примером другого подхода является исполнение устройства типа ИЭ-9813 [б] (кривая I,рис.1.I). С целью получения заданной частотной характеристики устройства на выходе ТТНП включен конденсатор, образующий совместно со вторичной обмоткой ТТНП

100 150 гоо 250 30О ^Гц

Рис.1.1. Частотные характеристики устройств защитного отключения: I - ИЭ - 9813 \ lH0M = 10 А, 1у = 10 мА); 2,3,4 - РУД - 05 УЗ {1И0М = 100 А, = 30,100, 300 мА); 5 - фирмы ВВС , Швейцария (I НОм = 25 А, 1у = 10 мА); 6 - фирмы THOMSON BRANDT ' тип II1530, Франция к\ном = 30 А, 1у = 650 мА); 7 - фирмы ЕSO , тип FI 25.4.100.30 (1^ =25 а, 100 мА); 8 - фирмы , тип PIS ,

ФРГ = 40 А, Ху =500мА); 9 - ЗОУП-25 (1^ = 25 А, 10 мА)

L С - контур с частотой резонанса 50 Гц. Настройка вторичной обмотки ТТНП и ковденсатора в резонанс позволяет примерно вдвое увеличить полезный сигнал, снимаемый с датчика, и значительно ослабить влияние помех и высших гармонических составляющих на работу УЗО. Ковденсатор, шунтирующий переход управляющий электрод-катод тиристора" в схеме УЗО, также способствует уменьшению чувствительности устройства к высшим гармоникам. Поэтому устройство недостаточно эффективно при применении в случаях, когда высшие гармоники являются составляющими полезного входного сигнала.

Частотная характеристика реле утечки РУД-05 УЗ исполнением на номинальный ток 100 А (кривые 2,3,4,рис.I.I) также определяется в значительной степени режимом работы датчика, на выходе которого включен коденсатор [21] .

Устройство отличается несколько большей чувствительностью к высшим гармоническим составляющим, однако, также не обладает функциональными особенностями, достаточными для обеспечения электробезопасности в сетях с ВП.

Датчик УЗО является нелинейной системой, параметры которой зависят от значения входного сигнала и его частоты. Помимо датчика в тракте преобразования входного сигнала известных УЗО имеются и другие элементы с нелинейной характеристикой, влияющие на чувствительность УЗО к высшим гармоникам. Исходя из этого необходимо совершенствование узлов в УЗО, позволяющих получать частотные характеристики, отвечающие различным условиям эксплуатации .

Проведенные лабораторные испытания образцов УЗО, а также рассмотрение принципа их действия, конструкции и изучение данных документации на указанную аппаратуру позволяют сделать еледующие выводы: в зависимости от вцца частотной характеристики УЗО, уровня и состава высших гармоник несинусоедального входного сигнала в сети с ВП устройства будут характеризоваться различной эффективностью функционирования, при этом возможны отказы срабатывания или ложные срабатывания; для разработки новых или совершенствования эксплуатируемых аппаратов защиты необходимо комплексное исследование процессов их функционирования в сетях с ВП.

Заключение диссертация на тему "Разработка способов и средств обеспечения электробезопасности в электоустановках с вентильными преобразователями"

4.7. Выводы

1. По результатам теоретических и экспериментальных исследований обоснованы принципы построения защиты от, токов утечки в сетях с ВП.

2. На основе классификации гармонических составляющих полезных входных сигналов и сигналов помехи сформулированы требования к частотным характеристикам УЗО, обоснованы рациональные частотные характеристики для простых и комбинированных средств защиты от несинусоидальных токов утечки, определены области их-применения.

3. С учетом особенностей сетей с ВП разработана методика проектирования средств защиты от несинусоидальных токов утечки, обеспечивающая единые технические решения в этих сетях.

4. Разработан новый принцип построения УНКИ на участке трехфазного тока сети с заземленной нейтралью, основанный на измерении третьих гармоник фазного напряжения и токов утечки, позволяющий осуществить контроль полного сопротивления симметричной и несимметричной изоляции сети относительно земли.

5. Разработаны два новых способа защиты от токов утечки и соответствующие им функциональные схемы УЗО, реагирующих на одну или несколько величин в сетях с неуправляемыми и управляемыми ВП.

6. Разработана методика определения уставки УЗО на несинусоидальном токе, установлены аналитические зависимости передаточной функции входного сигнала УЗО с автоматическим регулированием уставки в сети с управляемым ВП, определены уставки УЗО.

7. Разработано и внедрено в производство комбинированное УЗО для защиты от несинусоидальных токов утечки, реагирующее на постоянную и отдельные гармонические составляющие входного сигнала.

- 171 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научная задача повышения безопасности электроустановок с вентильными преобразователями путем разработки новых способов и средств защиты от токов утечки.

При решении этой задачи в работе выполнено следующее:

1. На основании проведенных исследований установлено, что особенности сетей с ВП затрудняют или исключают использование существующих средств защиты от токов утечки при несинусоидальных входных сигналах с постоянной составляющей, и доказана необходимость разработки специальных новых средств защиты дош этих сетей с учетом несинусоидальности токов утечки. Установлена область применения УЗО, реагирующих на ток нулевой последовательности, и предложены рекомендации по повышению эффективности защиты в сетях с заземленной нейтралью, содержащих ВП.

2. Разработаны методические принципы оценки условий безопасности электроустановок с ВП, на основе которых выполнен анализ и определено значение несинусоидального тока, протекающего через тело человека при прикосновении к токоведущей части,выявлены аналитические зависимости значений постоянной и высших гармонических составляющих этого тока от параметров сети, нагрузки и ВП. По результатам анализа сформулированы требования к характеристикам автоматических средств защиты.

3. Аналитически установлены и экспериментально подтверждены зависимости и диапазоны изменения уставки УЗО, реагирующих на ток нулевой последовательности, от постоянной составляющей и высших гармоник входного сигнала.

4. Разработаны принципы построения и методика проектирования средств защиты для сетей с ВП. Предложены новые способы защиты от несинусоидальных токов утечки, основанные на измерении постоянной и отдельных гармонических составляющих входного сигнала, и разработаны соответствующие функциональные схемы УЗО.

5. Разработана методика определения уставки УЗО, реагирующих на несинусоидальный ток с постоянной составляющей. Установлена и экспериментально подтверждена необходимость автоматического регулирования уставки УЗО при изменении напряжения в сети с управляемым ВП и установлены аналитические зависимости передаточной функции полезного входного сигнала.

6. Разработан новый способ построения устройств непрерывного контроля сопротивления изоляции, позволяющий осуществить контроль полного сопротивления симметричной и несимметричной изоляции сети относительно земли в сети переменного тока с заземленной нейтралью.

7. Разработаны и внедрены в производство требования к характеристикам датчика входной величины, обеспечивающие эффективную работу УЗО при несинусоидальных входных сигналах в сетях с ВП, и комбинированное устройство, реагирующее на постоянную и отдельные гармонические составляющие входного сигнала.

Социальный эффект применения разработанных средств защиты от несинусоидальных токов утечки и рекомендаций по повышению их эффективности заключается в улучшении условий электробезопасности при эксплуатации электроустановок с ВП.

Библиография Юсупов, Нияз Усманович, диссертация по теме Охрана труда (по отраслям)

1. КПСС. Съезд, ХХУ1-й. Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981-85 годы и на период до 1990 года. - М.: Политиздат, 1985.-95с.

2. Гордон Г.Ю., Филиппов В.И., Ярченко Е.С. Производственный электротравматизм.- М.: Профиэдат, 1973.-191с.

3. Правила устройства электроустановок. Раздел I. Главы I-IfI-7.-М.: Энергоиэдат, 1982. 89с.

4. Князевский Б.А., Ревякин А.И. Некоторые вопросы электробезопасности. Промышленная энергетика, 1977, №2, с.38-40.

5. Ревякин А.И., Кашолкин Б.И. Электробезопасность и противопожарная защита в электроустановках. М.: Энергия, 1980.- 160с.

6. Biege.l/r?eier G. fe/?£erstrofnsc/wtzsc/?ct£tLtn^ i//?g/ А/г/£

7. JF£e/ctHzitatsW'ztscAaft, 1976, 75. №22 , 849-854.

8. Справочник по преобразовательной технике /Под ред. И.М.Чиженко. -К.: Техника, 1978.-447с.

9. Колосюк В.П., Петренко В.Д. Влияние бесконтактных коммутационных аппаратов на работу устройств защиты от утечек. В кн.: Безопасная эксплуатация электромеханического оборудования в шахтах. Макеевка-Донбасс, 1972, вып.4, с.19-26.

10. Колосюк В.П. Рудничная аппаратура защиты от утечек тока и ее проверка в условиях эксплуатации. -М.: Недра, 1972.- 80с.10. brandt 3. Warner? vor de/r? f/r?tr/tt с/аг £efo/?r.-E£ektrotec/?n/k {3RD) , 1977, 59, №7, 24, 26,28.

11. Иванов E.A., Дудник В.Д., Китаенко Г.И. Особенности контроля сопротивления изоляции в сетях переменного тока, содержащих полупроводниковые преобразователи напряжения. Промышленная энергетика, 1979, МО, с.53-56.

12. Кононенко В.П. Исследование безопасности подземных электроприводов постоянного тока.-Безопасность труда в промышленности, 1978, №6, с.33-37.

13. Колосюк В.П. Защитное отключение рудничных электроустановок. -М.: Недра, 1980.-334 с.

14. Колосюк В.П., Шурин Э.С., Чупика А.Н. Безопасная эксплуатация шахтных электроустановок.-К.: Техника, 1980.-143с.

15. Колосюк В.П. Защита от поражения электротоком в шахтных контактных сетях: Обзор.-М.: ЦНИЭИуголь, 1979.-32с.

16. Монаков В.К. Электробезопасность. Итоги науки и техн. ВИНИТИ АН СССР: Сер. "Общие вопросы и теоретические основы электротехники. Электробезопасность". -М.: ВИНИТИ,1980, т.I.-112с.

17. Юсупов Н.У. Влияние нагрузки на эффективность устройств защитного отключения. Тр./Моск.энерг.ин-т, 1981,вып.537,с.39-42.

18. А.с. 450279 (СССР). Устройство для защитного отключения /Авт.изобрет. Водяницкий Ю.Г., Руденко А.Г., Орлов Н.И., Темник Д.А. Заявл. 27.11.70, №1496046/24-7; Опубл. в БИ, 1974, №42; ГШ Н 02 Н 3/16.

19. Техническое описание и инструкция по монтажу и эксплуатации реле утечки тока РУД-05 УЗ. №0ЛХ:140.066. ВНИИР.

20. Оборотов В.Д. Утечки тока на землю в трехфазной электрической сети с управляемым выпрямителем: Деп.рукопись,- М.: Информэлектро, 1979, №Д-107-0/79. 12 с.

21. Иванов Е.А. Электробезопасность в электроэнергетических системах двойного рода тока. В кн.: Электробезопасность. Тезисы докладов семинара. 19-20 марта 1981г. М.: ЦНИИинфор-мации, 198I, с.33-35.

22. А.с. 468194 (СССР). Устройство непрерывного контроля изоляции в сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью /Авт.изобрет. Цапенко Е.Ф., Кораблев В.П., Шаин А.Д.-Заявл.11.06.73, №1928715/18-10; Опубл.В БИ, 1975, №15; МКИ 6MR 27/18.

23. А.с. 560190 (СССР). Устройство для непрерывного измерения и контроля сопротивления изоляции в сети с глухозаземленной нейтралью /Авт.изобрет. Цапенко Е.Ф., Шаин А.Д. Заявл. 16. 07.75, №2156224/21; Опубл. в БИ,1977, №20; МКИ &01R 27/18.

24. А.с. 408240 (СССР). Устройство для непрерывного контроля изоляции многофазных электрических сетей /Авт.изобрет. Мотус-ко $.Я., Полунин В.Б., Ковальчук Я.М.,Чеклин В.П. -Заявл.18. 08.71,№1622638/24-7;Опубл. в БИ, 1973,№47, МКИ £01 R 31/02.

25. Шаткин А.Н. Исследование влияния активной проводимости сети относительно земли и напряжения сети на работу устройства для контроля изоляции. Изв.вузов. Энергетика, 1975, №8, с.26-30.

26. Бобылев М.Г. Исследование и разработка автогенераторного способа измерения сопротивления изоляции в сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В: Автореферат кавд. дис.- М.: Моск.энерг.ин-т, 1980. 20с.

27. А.с. 413434 (СССР). Способ контроля изоляции в сетях с глухо-заземленной нейтралью /Шипунов Н.В., Петри Л.О., Шаймергенов А.А. Заявл. 19.II.71, №1627841/24-7; Опубл. в БИ, 1974,1. М; МКИ QQU 31/02.

28. Петри Л.О., Жихарский В.В., Никифоров С.П. Импульсный метод контроля изоляции в сетях с заземленной нейтралью. Тр. /Моск.знерг.ин-т, 1975, вып.232, с.64-68.

29. Петри Л.О., Никифоров С.П. Безъемкостной импульсный метод определения сопротивления изоляции сети. Тр./Моск.энерг. ин-т, 1976, вып.296, с.56-59.

30. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М.: Энергия, 1974. - 184 с.

31. Основы теории цепей /Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. М.-Л.: Энергия, 1965. - 444 с.

32. Либкицц М.С. Высшие гармоники, генерируемые трансформаторами.- М.: АН СССР, 1962. 102 с.

33. Петров Г.Н. Электрические машины. 4.1. М.: Энергия, 1974.240 с.

34. Цапенко Е.Ф. Контроль изоляции в сетях до 1000 В. М. .'Энергия, 1972. - 162 с.

35. Чеботарев Е.В. Основы электрической тяги, Ч.П. Теория работы, методы расчета и выбор параметров основных элементов системы электроснабжения электрических дорог. М.-Л.: ГЭИ, 1963.- 184 с.

36. Семичевский П.И. Влияние высших гармоник на работу элементов систем электроснабжения промышленных предприятий. В кн.: Ненормальные режимы и борьба с ними в электрических системах. Саратов, 1977, №1, с.61-65.

37. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии на промышленных предприятиях. М.: Энергия, 1977. - 128 с.

38. Вевдерович Г.А. Экспериментальное исследование несинусоидальности в системе электроснабжения нефтехимического предприятия В кн.: Качество электроэнергии в сетях промышленных предприятий. М.: Щ н-тп им. Ф.Э.Дзержинского, 1977,с.119-123.

39. ГОСТ 12Л.038-82. Система ставдартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов.

40. Сухоруких Б.С., Конча А.Я. О первичных критериях электробезопасности при воздействии пульсирующего напряжения. Промышленная энергетика, 1972, №6, с.7-9.

41. Ляхомский А.В. Исследование воздействия на человека напряжения и тока с фазовыми отсечками. В кн.: Вопросы электроснабжения и электропривода. Межвузовск. сб.тр. Калинин.: Калининск.гос.ун-т, 1977, с.52-54.

42. Сцдоров А.И., Ситчихин К).В. Исследование безопасности выпрямительных установок. Тр./Челябинск.политехи.ин-т, 1977, вып.191, с.20-22.

43. Свдоров А.И., Ситчихин Ю.В. Исследование сравнительной опасности постоянного и выпрямленного токов. Изв.вузов. Энергетика, 1978, №4, с.125-128.

44. Свдоров А.И., Ситчихин Ю.В. О степени опасности токов с фазовой отсечкой. Промышленная энергетика, 1977, №10,с.15-17.

45. К вопросу выбора критериев электробезопасности /Шипунов Н.В., Марусова Т.П., Байкова Р.Д., Филиппова В.Г. Тр./Моск.энерг. ин-т, 1975, вып.232, с.33-37.

46. Охрана труда в электроустановках /Князевский Б.А., Марусова Т.П.,Чекалин Н.А., Шипунов Н.В. М.: Энергия, 1977.- 320 с.

47. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках.- М.: Энергия, 1979. 408 с.

48. Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. Л.: Энергия, 1976. - 344 с.

49. Электробезопасность в горнодобывающей промышленности /Глади-лин Л.В., Щуцкий В.И., Бацежев Ю.Г., Чеботаев Н.И. -М.: Недра, 1977. 327 с.

50. Кисилев А.П., Власов С.П. Пороговые значения токов промышленной и повышенной частот. Промышленная энергетика,1969, № 10, с.14-17.

51. Ejects oj current passing through the. human 6dc/jj- International Electrotec/?л/сс?£ Com/ss/on. PuStication 47$, 1974-Wp*r,

52. JocoSsen J., BwtenAdtter S.} Schreyer A Gejcihi— dun^sSere/che e£ektrisch St г о me. £/cherhe/ts3e~ reiche e/Wes Ei- Scfyutzschaiters sm't I&t/ ~30тА,

53. E£гktro techn. Z.t f974% 82€, a/~/Z ,£32/- 324, 325.

54. Щуцкий В.И., Ляхомский А.В. Действие электрического тока с фазовыми отсечками на человека. В кн.: Электробезопасность в народном хозяйстве. Тезисы докладов Ш научн.-техн.конф. М., 1979, с.36-37.

55. Сидоров А.Ш., Ситчихин Ю.В. Критерии пульсирующих токов.- Электротехника, 1979, №3, с.31-32.

56. Egiptien N.H. trefcihrdung c/arch nt'cht s//?t/stor/7?'ff£ strome. Etektrotechn. Z /977, В 29, N= 1,SJ5.

57. Щуцкий В.И., Ляхомский А.В. Исследования первичных критериев электробезопасности токов с фазовыми отсечками. Электричество, 1981, №1, с.61-65.

58. Щуцкий В.И., Сщоров А.И., Ситчихин Ю.В. Сравнительная опасность токов различного ввда. Электричество, 1981, №12,с.49-51.

59. Князевский Б.А., Ревякин А.И., Новиков С.Г. Влияние высших гармоник в сети на работу УЗО. Тр./Моск.энерг.ин-т, 1976, вып.296, с.62-65.

60. Новиков С.И. Исследование и разработка методов повышения эффективности устройств защитного отключения в сетях с заземленной нейтралью: Автореферат каед.дисс.- М.: Моск. энерг. ин-т, 1977. - 20с.

61. Якобе A.M. Обоснование новых требований в ПУЭ к защитным мерам электробезопасности. Промышленная энергетика, 1979, №10, с.49-53.

62. Найфельд М.Р. Заземление, защитные меры электробезопасности. М.: Энергия, 1971. - 312 с.

63. Найфельд М.Р. Схемы защитного отключения по токам утечки и однофазного замыкания. Промышленная энергетика, 1968, №1, с.33-37.

64. Мусс К.Б., Соловьев А.С. О способах включения трансформаторов тока защиты от замыкания на землю. Промышленная энергетика, 1969, №5, с.39-41.

65. Бессонов А.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1964. - 750с.

66. Справочник по электроизмерительным приборам /Под ред. К.К. Илюхина. Л.: Энергия, 1973. - 703 с.

67. Осипов О.И., Усынин Ю.С. Промышленные помехи и способы их подавления в вентильных электроприводах постоянного тока.-М.: Энергия, 1979. 70с.

68. Ларионов В.Н. Исследование влияния параметров электрических сетей текстильных предприятий на пожароопасное искробразо-вание и разработка методов его предупреэдения.' Автореферат кацц.дисс. М.: Моск.энерг.ин-т, 1978. - 20 с.

69. Фишер Дж.Э., Гетлацц Х.Б. Электроника от теории к практике. - М.: Энергия, 1980. - 415 с.

70. Справочник по полуцроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам /Под ред. Н.Н.Горюнова. М.: Энергия, 1979, - 725 с.

71. Н/ебаек. Z). Inductive effects on fcru£t current Safety switches fro/7? non~s//?usoicto£ yor/ns of current. Summery of re suits presentee/ authors of reports at the Round Tad£e Conference in Par/sr^Si/££. M.

72. Sen. IVVS Verhut. ArSe/tsunfn££ unc/ Serufskronk/?.

73. Zur/?ecA- И. Wir/силдгп von £e/?le,— Gfe/chstro/wer? cruf PI- ScS?£/tzsc/?c>£ter. — ££e/rtrotec/?/?, Z.,в es, г7о-/7г.

74. Winkter A. ££eic/?strD/nSee/'nf£i/ssung Se/ Pf~ Schut -zscha£tern. ££ektrotechn. Z., S376, 529, и/=

75. Von H. feZ/Persto/77 ~sc/?utzsc/?o£ter /n /V/edei—spa/7nt/ngs/?e£zer? . &u££. sev/vsE, 63 (197Г). /3, 2 Ju£/,

76. Юсупов Н.У. Функционирование устройств защитного отключения на токе нулевой последовательности при наличии в сети переменного тока постоянной составляющей. Тр./Моск.энерг. ин-т,1980, вып.444, с.37-40.

77. Ревякин А.И., Юсупов Н.У. Работоспособность устройства защитного отключения в комбинированной сети: Деп.рукопись. М.: ИнформэНерго, 1981, № Д/1000. - 7 с.

78. Иванов Е.А., Дуцник В.Д. Универсальный метод измерения величины сопротивления изоляции электрических сетей различного рода тока. В кн.:Электробезопасность. Тезисы докладов семинара. 19-20 марта 1981г. М.: ЦНИИинформации, 1981, с.36-39.

79. ЗаяЗха 2555255 рРРР). p/Pr/c/pti//?^ zi/r £FrJosw/7g von fMcrs stron?e/? 6e£/e6/per /jri/M/n. изодрал?. Ptfe£ P -ЗояЗУ?. S./2.75; Dnyfo. 2Ш.77; Af/C/f S/02P 3/-Г6. Устройся?-So для otfwpj/женш mo/cotfymev/fi/ м^оЪого рода.

80. ЗояЗка 2555221 (ФРГ), р/Ъг-ichtung zur- frflasMng von Fe/i£er sfrd/ne/?/Srow/7 /Sot/ег/ £/e AG ; AB/r?. изобрел?. PSedP,-Заябл. $J2.T5; Onyfa. /£0€.77; МИ ИОгН з/к Устрой стбо для обнаружения то/соб утечки.

81. Шнеерсон Э М. Приближенный анализ режимов трансформаторов тока с учетом нелинейности их характеристик. Электричество, 1975, Ш, с.24-29.

82. Шнеерсон Э.М. Динамика сложных измерительных органов релейной защиты. М.: Энергоиздат, 1981. - 208 с.

83. Дроздов А.Д. Электрические цепи с ферромагнитными сердечниками в релейной защите. М.: Энергия, 1965. - 240 с.

84. Дроздов А.Д., Кужеков С.Л. Исследование формы вторичного тока защитных трансформаторов тока в переходных и установившихся режимах Электричество, 1971, №1, с.27-32.

85. Стогний Б.С. Анализ и расчет нелинейных трансформаторовтока в переходных режимах. Электричество, 1971, №1, с.32-36.

86. Шипунов Н.В., Панов Б.П., Ревякин А.И. Стабилизация чувствительности трансформатора тока нулевой последовательности в схемах защиты. Электротехника, 1971, с.38-39.

87. Казанский В.Е. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты. М.: Энергия, 1969. - 184 с.

88. Попов Е.П., Пальтов И.Л. Приближенные методы исследования нелинейных автоматических систем. М.: Физматгиз, I960. -792 с.

89. Полупроводниковые выпрямители /Беркович Е.И., Ковалев В.Н.,

90. Ковалеев Ф.И. и др.: Ред. Ф.И. Ковалеева, Г.П. Мостовой.-М.: Энергия, 1978. 448 с.

91. Чиженко И.М., Руденко B.C., Сенько В.И. Основы преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1974. - 430 с.

92. Урмаев А.С. Основы моделирования на аналоговых вычислительных машинах. М.: Наука, 1978. - 272 с.

93. Шипунов Н.В. Защитное отключение. М.: Энергия, 1968. - 160 с.

94. Сирота И.М. Защита от замыкания на землю в электрических системах. Киев : АН УССР, 1955. - 208 с.

95. Кифер И.И. Характеристики ферромагнитных сердечников. М.: Энергия, 1967. - 168 с.

96. Розенблат М.А. Магнитные усилители. 4.1. М.: Сов, радио, I960. - 538 с.

97. Розенблат М.А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. М.: Наука, 1966. - 720 с.

98. ЮЗ. Ацдреев Ю.А., Абрамзон Г.В. Преобразователи тока для измерений без разрыва цепи.- Л.: Энергия, 1979. 144 с.

99. Ревякин А.И., Юсупов Н.У. Устройство непрерывного контроля изоляции в сети с глухозаземленной нейтралью: Деп. рукопись. М.: Информэнерго, 1981, № Д/1001. - 7 с.

100. Ревякин А.И., Юсупов Н.У. Устройство контроля изоляции. Тр./Моск.энерг.ин-т, 1982, вып. 580, с.50-55.

101. Юсупов Н.У. О частотных характеристиках устройств защитного отключения. В кн.: Проблемы охраны труца. Тезисы докладов 1У Всесоюзн.межвузовск.конф. Каунас: Каунас, политехи.ин-т, 1982, с.215.