автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка безопасных и эффективных средствопределения повреждений изоляции шахтных кабелей импульсным напряжением

РГБ ОД

5 - ДсК 1239

На правах рукописи

Гришин Михаил Викторович

Разработка безопасных и эффективных средств определения повреждений изоляции шахтных кабелей импульсным напряжением

Специальность — 05.26.01 "Охрана труда"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 1999

Работа выполнена в Государственном Восточном научно-исследовательском институте по безопасности работ в горной промышленности (ВостНИИ)

Научный руководитель: доктор технических наук

Зыков B.C.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, проф.

Разгильдеев Г.И кандидат технических наук, Тыртышный П И

Ведущее предприятие: ОАО "Северокузбассуголь"

Защита состоится: 2.Z 1999 г.

на заседании специализированного совета К 135 02 01 при Государственном Восточном научно-исследовательском институте по безопасности работ в горной промышленности (ВостНИИ) по адресу

650002, г. Кемерово, ул. Институтская, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВоегНИИ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес совета.

Автореферат разослан 2& 1999 г

Ученый секретарь

специализированного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Шахтные силовые кабели вследствие большой протяженности и тяжелых условий эксплуатации относятся к наиболее легко уязвимым и опасным элементам подземных электрических сетей. На их долю приходится до 40 % аварий. Высокая повреждаемость кабелей является одной из основных причин взрывов рудничной атмосферы, возникновения пожара или поражения электрическим током.

Наиболее распространенные повреждения типа прокол, порез в изоляции гибких кабелей, "заплывающий" пробой в бумажно-масляной изоляции бронированных кабелей имеют, как правило, скрытый характер я не могут быть эффективно определены с помощью допущенного к применению в шахте мегомметра М 1102 с выходным напряжением до 500'В. Это связано с тем, что основным параметром, определяющим состояние изоляции кабелей, особенно высоковольтных, является электрическая прочность, которая может быть надежно оценена только повышенным напряжением.

В общепромышленных условиях для испытания изоляции силовых кабелей используются аппараты типа АИИ-70, создающие повышенное выпрямленное напряжение, а поиск места повреждения осуществляется на основе прожигания изоляции кабеля с помощью специальных установок. Однако по условиям безопасности такие методы и средства испытания электрической прочности и поиска мест повреждений изоляции силовых кабелей не могут быть применены в шахтах, опасных по газу или пыли.

Из вышесказанного следует, что разработка безопасных и эффективных средств определения повреждений изоляции силовых кабелей в условиях шахт, опасных по взрывам газа и пыли, является актуальной задачей.

Диссертация отражает результаты исследований, выполненных автором в период с 1989 по 1999 годы в рамках отраслевых программ Государственного Восточного научно-нсследовательского института по безопасности работ в горной промышленности.

Цель работы. На основе исследования закономерностей воздействия импульсного повышенного напряжения на изоляцию шахтных силовых кабелей разработать безопасные и эффективные средства для испытания и поиска мест повреждений изоляции кабелей в подземных условиях.

Идея работы состоит в применении импульса повышенного напряжения, имитирующего наиболее опасные коммутационные перенапряжения в шахтных сетях, для оценки электрической прочности изоляции шахтных кабелей 'и поиска мест их повреждения.

Задачи исследований:

- исследовать волновые процессы при подаче импульса напряжения в кабельную линию с точки зрения равномерности распределения напряжения на отдельных участках кабеля;

- провести исследования электрической прочности изоляции шахтных кабелей для обоснования параметров импульсного напряжения;

- разработать средства для испытания и определения мест повреждений изоляции шахтных кабелей с применением импульсного повышенного напряжения;

- исследовать условия безопасного применения импульсного напряжения в подземных выработках шахт.

Методы исследований. Вычислительные методы компьютерного моделирования распространения импульса по кабельной линии базировалась на численном решении гиперболического волнового уравнения в частных производных. Расчет переходных процессов в электрической цепи генератор-емкость кабеля основан на численном решении системы дифференциальных уравнений.

Экспериментальные исследования выполнены на специальном стенде, позволяющем исследовать влияние параметров импульсного напряжения на волновые явления и пробой изоляции шахтных кабелей с применением современной измерительной техники. Обработка статистических данных производилась на компьютере в системах Excel и MathCAD.

Научные положения, представленные к защите:

- испытание и поиск повреждений изоляции шахтных кабелей могут осуществляться подачей импульсного напряжения, имитирующего наиболее опасные кратковременные коммутационные перенапряжения, возникающие в шахтных электрических сетях;

- длительность фронта импульса по условиям электрического пробоя поврежденной изоляции и равномерного распределения его амплитуды вдоль кабельной линии должна быть не менее 50 мкс;

- амплитуда импульсного напряжения для определения поврежденной изоляции шахтных гибких и бронированных кабелей должна быть равна (3-4) номинальным напряжениям UH;

- наличие демпфирующих элементов в устройстве устраняет высокочастотные колебания и стабилизирует напряжение выходного импульса независимо от длины кабеля;

- вероятность воспламенения метановоздушной среды при подаче импульсного напряжения в горных выработках угольных шахт, опасных по газу и пыли, составляет 6,3-10'", что обеспечивает безопасность при проведении работ, связанных с определением повреждений изоляции шахтных кабелей.

Достоверность научных положений подтверждается:

- применением апробированных методов математического моделирования и согласованностью математического описания с физическими представлениями о протекающих процессах;

— представительным объемом экспериментального материала (более 300 образцов кабелей) и его обработкой методами теории вероятности и математической статистики;

— сходимостью в удовлетворительных пределах расчетных зависимостей с данными, полученными в экспериментах;

— положительными результатами испытаний и внедрения средств определения повреждений изоляции силовых кабелей на шахтах, опасных по газу и пыли.

Научная новизна работы:

— выявлены закономерности распределения амплитуды волны импульсного напряжения вдоль кабельной линии при различных длительностях фронта импульса и длинах кабеля;

— установлены зависимости электрической прочности изоляции кабелей в зависимости от длительности и амплитуды импульсного напряжения;

— разработаны средства для испытания и поиска мест повреждений изоляции шахтных кабелей.

Практическая ценность работы Разработаны безопасные и надежные средства испытания и поиска мест повреждений изоляции кабелей в условиях шахт, опасных по взрывам газа и пыли. Испытано и внедрено устройство АШИК для определения поврежденной изоляции шахтных кабелей импульсным напряжением и искатель места пробоя кабеля ПКП

Реализация результатов работы На основе научных и практических результатов, полученных в процессе диссертационных исследований, разработано и согласовано "Руководство по безопасной проверке изоляции взрывозащпщенного электрооборудования и кабелей в шахтах".| Средства определенйя повреждений изоляции шахтных кабелей прошли промышленные испытания и внедрены на шахтах и разрезах России. Устройство под названием "аппарат

| I

АШИК", а также искатель места повреждения кабеля ИКП

серийно выпускаются Кемеровским экспериментальным заводом средств безопасности (КЭЗСБ).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях Ученого совета ВостНИИ, Технических советов акционерных обществ "Ленинск-уголь", "Северокузбассуголь", "Челябинскуголь", "Востсибуголь", "Якутуголь", "Крпсноярскуголь", научно-техническом семинаре "Перспективные технические средства обеспечения электробезопасности в промышленности" (г. Севастополь, 1989 г.), научной конференции "Безопасность и надежность электроснабжения Северных районов страны" (г. Норильск, 1989 г.).

Публикации. Результаты диссертационных исследований, включая научные положения, выводы и рекомендации автора, содержатся в 11 опубликованных работах, включая отраслевой нормативный документ и 3 авторских свидетельства.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 170 наименований и 2 приложений, изложенных на 125 страницах, содержит 58 рисунков и 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится анализ основных причин аварийности шахтных силовых кабелей, существующих методов и средств определения их повреждений. Высокая влажность, наличие токопро-водящей угольной пыли, стесненность в подземных горных выработках, передвижной характер горных работ обуславливают частую повреждаемость кабелей горными машинами, кусками угля и породы. Повреждения изоляции типа прокол, порез, раздавливание часто имеют скрытый характер и не обнаруживаются мегомметром. Кроме того, в процессе эксплуатации кабеля под воздействием наиболее

опасных и часто возникающих в шахтной электрической сети коммутационных перенапряжений в изоляции кабеля может произойти пробой поврежденного места. Возникновение в месте пробоя дугового разряда вызывает опасность взрывов газа и пыли, а также поражения человека электрическим током.

Установлено, что более 40 % кабелей с недопустимо низким уровнем электрической прочности изоляции имеют активное сопротивление выше 1000 МОм, измеренное мегомметром. Поэтому, для надежной проверки изоляции силовых кабелей необходимо применение повышенного напряжения. Однако существующие средства определения повреждений изоляции кабелей, основанные на длительном приложении повышенного испытательного напряження и прожигании изоляция в месте дефекта, по условиям безопасности не могут быть применены в шахтах, опасных по газу и пыли.

Одним из решений может служить применение для проверки изоляции шахтных кабелей импульсного повышенного напряжения, имитирующего коммутационные перенапряжения в шахтной электросети. Использование импульсного напряження позволяет испытывать электрическую прочность изоляции силовых кабелей в условиях шахт. Важно отметить то, что имеется также возможность производить поиск мест повреждений непосредственно испытательным напряжением без предварительного прожигания изоляции высоковольтными выпрямительными установками. Кратковременность действия значительно повышает безопасность работ Использование накопителей энергии в устройствах, создающих' высоковольтный импульс, позволяет, во-первых, развивать большую, мощность, необходимую для быстрого заряда емкости кабеля, а во-вторых, использовать малогабаритный автономный источник энергии малой мощностЛ.

Вместе с тем при применении импульсного напряжения возникли вопросы, связанные с ¡обоснованием параметров импульса, совершенствованием средств для испытания и поиска мест повреж-

дений изоляции и оценкой условий безопасности их использования.

В соответствии с изложенным выше поставлены цель и задачи исследований.

Во второй главе.исследованы волновые процессы распространения импульса в кабельной линии. Если временные параметры импульса соизмеримы со временем пробега электромагнитной волны по кабельной линии, то могут возникнуть волновые явления, связанные с затуханием импульса напряжения по длине линии и возникновением перенапряжений на отдельных участках кабельной линии при отражении и преломлении импульса.

Для оценки этих явлений разработана математическая модель кабельной линии как системы с распределенными параметрами. Гиперболическое уравнение в частных производных относительно координаты длины кабеля х и времени ♦ имеет вид:

2 2 ^ = Ь0С0^ + (С0Я0+О010)^ + О0Н0и, (1)

дх 0{2 0\

где С0 Я0, и 00 - параметры кабельной линии, соответственно -индуктивность, емкость, продольное сопротивление и поперечная проводимость на единицу длины.

Результаты численного решения уравнения (1) методом конечных разностей по разработанной программе показали, что при длительности импульса более 10 мкс и длине кабельной линии до 1,52,0 км затухание составляет не более 10 %, а кратность перенапряжения амплитуды импульса за счет отражений и преломлений определяется коэффициентом (рис. 1)

п = —, (2)

'к

где 1ф - длительность фронта импульса, мкс; V - скорость распространения импульса (160 м/мкс); !к - длина кабеля, м.

п = 2

Рис. 1. Объемные диаграммы распространения волны напряжения по кабельной линия

В третьей главе исследованы зависимости электрической прочности изоляции кабелей от параметров импульсного напряжения.

Для экспериментального исследования процессов пробоя изоляции образцов шахтных кабелей был разработан специальный стенд, который позволил создавать импульсы длительностью от 10 до 1000 мкс с амплитудой до 100 кВ.

Установлено, что пробой образцов шахтных кабелей происходит на фронте импульса, причем импульсная прочность всех типов изоляции при длительности фронта в пределах от 30 до 300 мкс практически не изменяется (рис. 2). В связи с этим пробой можно считать чисто электрическим, так как ни тепловые, ни ионизационные процессы не могут развиться за столь короткое время.

и, кВ

I, мкс

Рис. 2. Типичные осциллограммы пробивных напряжений кабелей марки СБ с поврежденной проколом изоляцией при различной длительности фронта импульса

Таким образом, учитывая условия равномерности распределения импульсного напряжения вдоль шахтного кабеля, продолжительность фронта импульсного напряжения должна быть не менее 50 мкс

Для оценки амплитуды пробивных напряжений, а также изучения эффективности выявления скрытых дефектов изоляции

были проведены сравнительные испытания с воздействием на образцы трех видов напряжения: переменного частотой 50 Гц, выпрямленного и импульсного.

Электрическая прочность определялась при наиболее характерных повреждениях кабеля типа прокол и порез. Оболочка и изоляция кабеля повреждались стальной иглой диаметром 1,5 мм или прорезались ножом до токопроводящей жилы. Испытаниям подверглись образцы шахтных кабелей с бумажно-масляной изоляцией марки СБ, с пластмассовой изоляцией типа ЭВТ, с резиновой изоляцией марок КГЭШ и КГЭН.

Статистический анализ данных показал следующее (рнс.З):

- импульсное напряжение обладает лучшей избирательной способностью к выявлению локальных дефектов изоляции по сравнению с выпрямленным напряжением;

- пониженное значение переменного пробивного напряжения можно объяснить, главным образом, тепловыми процессами, развивающимися вследствие значительных диэлектрических потерь в изоляции при относительно продолжительном воздействии;

- для неповрежденной изоляции наиболее безопасно воздействие импульсным напряжением, а самая высокая вероятность ее повреждения существует при подаче переменного напряжения (рис 36);

- пробивное импульсное напряжение силовых кабелей б кВ различных марок с ранее поврежденной изоляцией не превышает 18 кВ, а для кабелей напряжением до 1,2 кВ - соответственно 6 кВ;

- вероятность обнаружения повреждений изоляции типа прокол и порез мегомметром перед проведением испытаний повышенным напряжением составляет не более 0,09 После прожигания места повреждения импульсным напряжением вероятность обнаружения повышалась до 0,76.

Ки)

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0 0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

О

0,5

0,4 0,3 0,2 0,1 О

а) поврежденная проколом изоляция

/ п \ 3

т \ у— \ 1 — -

- ------- / /

* г- X

>

[(и) 0,18

4 5 6 7 8 9 Г)) непопрежденая изоляция

„I

10 и.кВ

О 20

Рис. 3

30 40 50 60 70 80 90 и.кВ Гистограммы и аппроксимирующие кривые плотности распределения пробивных напряжении бумажно-масляной изоляции кабелей при воздействии переменного 1, выпрямленного 2 и импульсного 3 напряжений

о*

о1""

П с1 =

и1

I г 2

с2=

:и2

8

Рис. 4. Схема замещения неоднородной изоляции кабеля Система дифференциальных уравнений относительно напряжений и1 и и2 имеет вид

с!и1 сН с1и2

(11

_1_ с1 '

с2

—-(и(0-и1-и2)-

и 1

(3)

где г1 н г2 - сопротивления изоляции первого и второго слоев диэлектрика; с1 и с2 - емкости первого и второго слоев диэлектрика; и(0 и гО - напряжение и внутреннее сопротивление генератора напряжений; и1 и и2 - напряжения на слоях изоляции.

Результаты компьютерного моделирования уравнений (3) в предположении повреждения Iслоя 2 показапи следующие результаты (рис. 5):

I

- постоянное напряжение распределяется в соответствии с активными сопротивлениями слоев г1 и г2, причем на поврежденном слое напряжение значительно снижается, а п слое с нормальной изоляцией возрастает. Поэтому повреждение обнаруживается только при высоких значениях испытательного напряжения;

- переменное напряжение распределяется более равномерно, но пробой происходит за 'счет теплового и ионизационного разрушения диэлектрика;

— импульсное напряжение за счет большой разрядной мощности генератора (низкого значения гО) резко увеличивается на поврежденном слое даже при значительном снижении активного сопротивления, что позволяет надежно выявлять дефект изоляции.

и(0

0,8 0,6 0,4 0,2 О

и!

_ и(0

0,8 0,6

выпрямленное (постоянное) о,4 и2 0,2

' О

импульсное

О 10 20 30 1,мс о 0,1 0 2 0 3 ^ мс

Рис. 5. Осциллограммы распределения напряжений по целому и1 и поврежденному и2 слоям изоляции кабеля

Исследование влияния многократного воздействия импульсного напряжения на электрическую прочность нормальной изоляции шахтных кабелей показали, что при воздействии импульсами амплитудой 30 кВ образцы кабелей марки СБ напряжением до 1 кВ с нормальной изоляцией не имели пробоя после воздействия 25000 импульсов.

Шахтные кабели с резиновой изоляцией марки КГЭШ ис-пытывались на старение импульсами 20, 25 и 30 кВ. Результаты экспериментов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Пробивное напряжение Количество испытанных образ- Число импульсов, поданных на кабель марки КГЭШ до пробоя его изоляции

цоп кабелей максимальное среднее минимальное

20 25 30100 15200 1000

25 30 10300 5900 600

30 17 200 50 5

Установлено, что нмпульсные напряжения амплитудой (3-4)и„ позволяет достаточно хорошо выявлять ослабления и дефекты в изоляции, при этом жилы с нормальной изоляцией в процессе испытаний повреждаться не будут.

Четвертая глава посвящена разработке средств определения повреждений изоляции кабелей. Структурная схема автономного переносного устройства, создающего импульсное напряжение за счет разряда конденсатора через импульсный трансформатор, приведена на рис. 6.

Генератор

Емкостный накопитель энергии

Коммутатор

Импульсный трансформатор

Кабельная

—^- линия -

Индикатор заряда

Индикатор пробоя

Рис. 6. Структурная схема устройства для определения повреждений изоляции кабелей

Установлено, что для обеспечения импульса амплитудой до 30 кВ в кабельной линии длиной до 2000 м энергия заряженного конденсатора устройства должна быть 150-200 Дж.

В качестве источника в устройстве применен надежный автономный генератор переменного напряжения с ротором, выполненным в виде восьмиполюсного постоянного магнита.

Основным элементом устройства является импульсный трансформатор, который формирует импульс заданных параметров, а также обеспечивает импульсный разряд кабельной линии.

Для выбора параметров импульсного трансформатора была составлена схема замещения устройства (рис. 7) Б г1 т г2

¡Г "¡2 "¡3

и 1 =с1 11 '2 1 с2 = _и2

Рис. 7. Схема замещения устройства

Система дифференциальных уравнений для схемы рис. 7 имеет вид

<Н ' " (И '

и;

¿]3 (¡1

с2 сН

ди2 _ 12 сГ сН ~ с2'

сП1 сН

(1 ¡2 (II

1

ш- -1112 ' 1

(г2И + г112) ¡1 +| г1 г2 + — ] ¡1 + г2и1 - — ¡3 с1) с2

(г2 II + г112) ¡2' + г1 г2 ¡2 + — 13 + г1 и2 - — И с2 с1

(4)

-1112,

где с1 - емкость накопительного конденсатора; с2 — емкость испытываемой кабельной линии; г1 и 11 - сопротивление и индуктивность первичной обмотки трансформатора; г2 и 12 — сопротивление и индуктивность вторичной обмотки трансформатора; т - взаимная индуктивность; гЗ - сопротивление демпфирующего резистора.

По результатам численного решения системы (4) следует, что передача энергии конденсатора в кабели с различной длиной может вызвать при переходном процессе значительные перенапряжения. Осциллограммы импульсного напряжения в кабеле при разной его емкости (рис. 8) показывают, что на основную частоту накладываются высокочастотные колебания, особенно значительные при малой емкости кабеля. Для исключения этого явления на выходе устройства был включен демпфирующий резистор гЗ (рис. 7,9). и2, кВ 30 22,5 15 7,5 0

-7,5 -15

0

Рис.

100

200

300

1, мкс

8. Осциллограммы выходного напряжения устройства в зависимости от емкости кабеля (мкФ)

и2, кВ 15 7,5 О

-7,5 -15

О 100 200 300 1, мкс

Рис. 9. Осциллограммы выходного напряжения устройства в зависимости от емкости кабеля (мкФ) с демпфирующим резистором гЗ

На основе проведенных исследований было предложено малогабаритное, переносное устройство АШИК в рудничном исполнении.

Для создания средств поиска мест повреждения были проведены экспериментальные исследования токов и напряжений в кабельной линии при пробое импульсным напряжением (рис. 10, 11), которые показали:

- ток до места пробоя имеет апериодическую составляющую, а после - носит колебательный характер. На этом принципе разработан искатель повреждений кабеля ИКП, который позволяет определить направление поиска места повреждения. Устанавливая искатель в направлении от источника импульсного напряжения, можно точно установить место пробоя;

- напряжение на пробитой жиле кабеля имеет вид затухающих колебаний с частотой, пропорциональной расстоянию до места повреждения. По значению длительности полупериода колебаний напряжения электросекундомером определяется расстояние до места повреждения.

0,002^0,05 0,2

-- --

Рис. 10. Процесс пробоя кабеля импульсным напряжением: а - распределение токов; б - распределение напряжении; в — распределение частот

¡.А 10 5 0 5

100

200

и,кВ 10 5 О

-5

I. мкс О

Г"

100

200

I, мкс

Рис 11. Осциллограммы тока 1 в кабеле до места пробоя и напряжения и в начале кабельной линии

Применение импульсного повышенного напряжения для определения повреждений изоляции кабелей обеспечивает достаточный уровень безопасности поиска повреждений. Так, за время импульса практически исключена возможность возгорания кабеля. Благодаря импульсной разрядке испытательного напряжения через трансформатор устройства, значительно снижается опасность открытого искрения по сравнению с испытанием повышенным выпрямленным напряжением.

Вероятность воспламенения метана зависит от надежности проведения замеров концентрации метана перед производством работ и от выполнения мероприятий по контролю за состоянием рудничной атмосферы во время испытаний. В результате анализа установлено, что вероятность вспышки метановоздушной среды при определении повреждения изоляции кабеля равна 6,3-10", что значительно ниже требований нормативов по безопасности. Использование для этой цели аппаратуры непрерывного газового контроля сделает практически невозможным возникновение взрывов метана во время работ.

Для оценки опасности поражения человека импульсным током проведены эксперименты по имитации наиболее вероятного случая прикосновения к броне кабеля или заземленному оборудованию в момент пробоя импульсным напряжением. По результатам

I

экспериментов ток через тело человека, которое имитировалось резистором сопротивлением 0,7 кОм, не превышал по амплитуде

I

600 мЛ. Проведенный анализ исследований действия кратковременных токов на человека и нормативов показал, что при длительности менее 1 мс такие токи можно признать допустимыми.

I

На основе ¡проведенных исследований было разработано "Руководство по безопасной проверке изоляции взрывозащпщенно-го электрооборудования и кабелей в шахтах", в котором изложены требования, обеспечивающие безопасность и эффективность определения повреждений изоляции кабелей в угольных шахтах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научная задача по установлению закономерностей воздействия импульсного повышенного напряжения на изоляцию шахтных силовых кабелей, на основании которых разработаны безопасные средства для эффективного испытания и определения мест повреждений изоляции кабелей в подземных выработках шахт.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Анализ эксплуатации шахтных кабелей показал, что для безопасного и эффективного опр>\'"/:< ни я повреждений изоляции кабелей перспективно применение импульсного напряжения, имитирующего наиболее опасные с точки зрения пробоя ослабленной изоляции кратковременные коммутационные перенапряжения, которые часто возникают в шахтных электроустановках в процессе

«

эксплуатации.

2. Разработана математическая модель распространения импульса напряжения, которая позволила установить условия равномерного распределения амплитуды импульса вдоль кабельной линии и исключить влияние волновых процессов, связанных с отражениями импульса и затуханием его амплитуды по длине кабеля.

3. Экспериментальными исследованиями установлено, что при продолжительности приложенного импульса более 50 мне величина напряжения электрического пробоя поврежденной изоляции кабеля практически не зависит от длительности импульса.

4. На основе сравнительных испытаний электрической прочности изоляции шахтных кабелей при воздействии выпрямленного, переменного и импульсного напряжений и расчета процессов, происходящих в слоях неоднородного диэлектрика, показано, что импульсное напряжение обладает лучшей избирательной способностью при определении дефектов изоляции, а при проверке неповрежденной изоляции вероятность пробоя является наименьшей.

5. Установлено, что воздействие импульсного напряжения с амплитудами (3-4) ин позволяет выявлять практически все виды повреждений изоляции кабелей, а многократные воздействия такого напряжения не ухудшают изоляцию неповрежденных жил кабеля.

6. Разработанное устройство для определения повреждений изоляции кабелей позволяет испытывать изоляцию кабеля импульсным напряжением с амплитудой, независимой от длины кабеля.

7. На основе исследований переходных процессов в кабельной линии при пробое изоляции импульсным напряжением разработан искатель повреждений кабеля, который по форме импульсного тока определяет место повреждения изоляции кабеля.

8. Установлено, что при выполнении мероприятий по контролю за состоянием рудничной атмосферы вероятность воспламенения метана во время испытаний импульсным напряжением не превышает 6,3-1011.

9. Разработанные устройство АШИК и искатель ИКП для испытания и поиска повреждений изоляции силовых кабелей освоены в серийном производстве и внедрены на шахтах России.

Основные положения диссертации и результаты исследований опубликованы в следующих работах:

1. Гришин М.В., Гришин В.А. Импульсный метод определения повреждений изоляции, шахтного электрооборудования // Автоматизация и электрификация горных работ: Межвуз. сб. науч. тр./Кузбас.гос.техн.ун-т. - Кемерово, 1995- - С. 147-153.

2. Гришин 13.А., Гришин М.В. Измеритель защитного заземления карьерных электроустановок/ Безопасность труда в промышленности. - 1990. - № 2. - С. 26-28. ,

3. Гришин 'м.В. Исследование воздействия волн перенапряжения на изоляцию электрооборудования и кабелей в угольных

шахтах//Повышение безопасности труда при добыче угля: Науч. тр./ ВостНИИ. - Кемерово, 1996. - С. 171-175.

4 Гришин М.В. Проверка изоляции шахтных электроустановок напряжением, имитирующим внутренние перенапряжения // Повышение безопасности труда при добыче угля: Науч. тр./ ВостНИИ - Кемерово, 1996. - С. 158-163

5 Гришин М.В Эффективность импульсного испытательного напряжения //Предупреждение травматизма и аварий в угольных шахтах и на разрезах: Науч. тр./ ВостНИИ. - Кемерово, 1999. - С. 165-169.

6 Гришин В.А., Гришин М.В., Сафонов А.Н. Сравнительный уровень электрической прочности изоляции обмоток взрыво-защищенного электрооборудования и кабелей при воздействии переменного, постоянного и импульсного напряжений//Повышение безопасности труда при добыче угля: Науч. тр./ ВостНИИ. -Кемерово, 1996.- С. 163-171.

7 Гришин В.А., Гришин М.В. Защитное заземление электроустановок разрезов. - М.: ЦНИЭИуголь, 1990. - 52 с

8. Руководство по безопасной проверкечизоляции взрывоза-щпщенного электрооборудования и кабелей в шахтах/ В.А.Гришин, М.В.Гришин и др. - Кемерово, ВостНИИ, 1996. - 17 с.

9 A.c. № 1322193. Устройство для измерения сопротивления заземления/ В.А.Гришин, М.В.Гришин /Открытия и изобретения ■ 19S7 -№25.

10 A.c. № 1564575. Устройство для контроля заземления передвижных электроустановок/ В А.Гришин, М В.Гришин /Открытия и изобретения. - 1990. - № 18.

11. A.c. № 1638674. Устройство для определения повреждений изоляции кабеля/ В.А.Гришин, М.В.Гришин /Открытия и изобретения. - 1991. - № 12.