Испытания электрооборудования

Цель работы

Задания к работе

Общие сведения [1, 15]

Проведение испытаний

Порядок выполнения работы

Содержание отчета

Цель работы

Изучить порядок и правила проведения испытаний устройств защитного отключения (УЗО).

Получить практические навыки испытаний УЗО.

Задания к работе

1. Изучить объемы и сроки испытаний УЗО.
2. Изучить методики проведения испытаний УЗО с использованием различных измерительных приборов.
3. Провести испытания УЗО с использованием MRP 110 (МRP-200), токовых клещей для измерения токов утечки СМ-03 и секундомера.
4. Заполнить протокол проверки УЗО.

Общие сведения [1, 15]

Испытания устройства защитного отключения проводятся с целью проверки его способности быстрого отключения аварийных участков сети и потребителей электрической энергии, а также отключения сети при случайных прикосновениях людей и животных к токоведущим и открытым проводящим частям электроустановок до момента достижения протекающего тока смертельно опасной величины.

Испытания УЗО проводятся:

• перед приемкой электроустановок в эксплуатацию;
• после планово-предупредительных и текущих ремонтов;
• после капитальных ремонтов электроустановок;
• не реже одного раза в квартал.

Работы по испытаниям УЗО выполняются по распоряжению. В помещениях, кроме особо опасных в отношении поражения электрическим током, работник, имеющий III группу по электробезопасности и право быть производителем работ, может проводить испытания УЗО единолично.

Устройства защитного отключения относятся к классу коммутационных устройств, управляемых дифференциальным током, и по выполняемым функциям подразделяются на выключатели дифференциального тока (ВДТ) и автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ). ВДТ представляет собой контактный коммутационный аппарат, управляемый только дифференциальным током, и обеспечивает защиту от косвенного прикосновения. АВДТ представляет собой контактный коммутационный аппарат, управляемый дифференциальным током в сочетании с (или используемым в качестве неотъемлемой части) автоматическим выключателем, выполняя при этом двойную функцию, а именно:

• обеспечение защиты от косвенного прикосновения;
• обеспечение защиты электроустановок от перегрузок и токов короткого замыкания.

Устройства защитного отключения, имеющие номинальный дифференциальный отключающий ток не более 30 мА, могут также быть использованы в качестве средства дополнительной защиты при прямом контакте в случае повреждения изоляции или выхода из строя основных защитных средств.

По видам дифференциальных токов устройства защитного отключения подразделяются на УЗО типа «АС», которые срабатывают при синусоидальных переменных защитных токах, и УЗО типа «А», которые срабатывают как при синусоидальных, так и пульсирующих постоянных дифференциальных токах. По наличию выдержки времени срабатывания устройства защитного отключения подразделяются на УЗО общего назначения (без выдержки времени срабатывания) и УЗО типа «S», которые имеют выдержку времени срабатывания для обеспечения селективности отключения при последовательном их соединении с УЗО общего назначения.

Нормируемые и предпочтительные параметры УЗО в соот-ветствии с требованиями ГОСТ Р50030.2-99, ГОСТ Р50345-99, ГОСТ Р51326-99, ГОСТ Р51327-99 представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

* Предпочтительные значения для АВДТ и ВДТ бытового и аналогичного назначения.

** Предпочтительные значения для всех АВДТ.

В соответствии с ГОСТ Р50571 при испытании УЗО измеряется дифференциальный отключающий ток, который должен находиться в пределах 0,5 IΔn - IΔn.

Данная методика носит рекомендательный характер. В соответствии с ГОСТ Р51326-99 и ГОСТ Р51327-99 (Раздел «Приемо-сдаточные испытания») проверяется не срабатывание УЗО при 0,5 IΔn и его срабатывание при IΔn в течение нормативного времени, указанного в таблице 4.1. Эта методика обязательна при приемо-сдаточных испытаниях УЗО.

Для испытания УЗО применяются вольтамперметры, устройства для определения дифференциального отключающего тока серии «MRP», токовые клещи для измерения токов утечки СМ-03, миллиамперметры, переменные резисторы мощностью не менее 100 Вт сопротивлением не менее 100 кОм, секундомеры ПВ-53 Щ (Л).

Проведение испытаний

Проверка технической документации. Комплект техни-ческой документации должен включать:

• сертификат на соответствие УЗО ГОСТ Р51356-1-99;
• паспорт (руководство по эксплуатации) на УЗО со штампом ОТК предприятия-изготовителя, датой изготовления, отметкой о продаже, указанием гарантийного срока;
• сопроводительную техническую документацию предприятия-изготовителя.

Сопроводительная техническая документация и маркировка УЗО должны содержать сведения о способе и месте установки, числе полюсов и числе токоведущих проводников, номинальном напряжении, номинальном токе, номинальном отключающем дифференциальном токе, максимальном времени отключения, номинальном неотключающем дифференциальном токе, номинальной включающей и отключающей способности, а также по дифференциальному току, предельном значении неотключающего тока в условиях сверхтока, номинальном условном токе короткого замыкания, рекомендуемой схеме включения.

Проверка правильности установки УЗО в схеме электроустановки. Проверка должна включать в себя обоснованность зоны защиты УЗО, соответствие его параметров нормируемым величинам, параметрам устройств защиты от сверхтоков, соответствие характеристик защиты от сверхтока УЗО расчетным параметрам сети.

Применение УЗО в двухпроводных линиях не допускается.

Проведение испытаний УЗО.

1. Проверка фиксации органа управления УЗО в двух крайних положениях: «ВКЛ»; «ОТКЛ».

2. Проверка срабатывания УЗО при включенном рабочем напряжении путем пятикратного нажатия кнопки «Тест».

При каждом нажатии кнопки контакты УЗО должны размыкаться.

3. Проверка калибровки расцепителя дифференциального тока и времени отключения при IΔn с помощью испытательной схемы (рис. 4.1) или прибора серии «MRP» (рис. 4.4).

Рис. 4.1. Испытательная схема проверки УЗО

4. Проверка калибровки расцепителей перегрузки и короткого замыкания (производится по методике проверки расцепителей автоматических выключателей).

Измерение тока утечки групповой сети (при необходимости) производится с использованием той же испытательной схемы.

Испытательная схема должна обеспечивать:

• регулирование тока в пределах от 0,3 IΔn до 5 IΔn;
• измерение времени срабатывания УЗО при различных значениях дифференциального тока.

Порядок испытаний расцепителя дифференциального тока:

• отключить автоматические выключатели потребителей (QF2, QF3);
• отключить УЗО QF1;
• подключить к сети испытательную схему, как показано на рис. 4.1;
• переключатели SA1 и SA2 установить в положения «2» и «1» соответственно;
• включить УЗО QF1;
• установить потенциометром R2 ток, равный IΔn проверяемого УЗО;
• переключатель SA1 перевести в положение «1»;
• установить потенциометром R1 ток, равный 0,5 IΔn проверяемого УЗО;
• обнулить секундомер, т.к. во втором положении переключателя SA2 на него подается напряжение и он запускается;
• переключатель SA2 перевести в положение «2», при этом в цепи «фаза – РЕ-проводник» будет протекать ток, равный 0,5 IΔn, УЗО сработать не должно;
• переключатель SA1 перевести в положение «2», при этом в цепи «фаза – РЕ-проводник» будет протекать ток, равный IΔn, одновременно запускается электрический секундомер ПВ-53. УЗО должно сработать, а секундомер остановиться, т. к. его цепь питания разрывается контактами УЗО. Время срабатывания УЗО определяется по секундомеру.

Порядок измерения фонового тока утечки групповых сетей:

• отключить УЗО и все автоматические выключатели групповых линий потребителей (QF1 QF2);
• переключатели SA1 и SA2 установить в положения «1» и «2» соответственно;
• потенциометр R1, установить в положение, соответствующее минимальному току в цепи;
• включить УЗО;
• измерить дифференциальный отключающий ток УЗО, для чего, плавно увеличивая его потенциометром R1, до срабатывания УЗО, определить его значение по амперметру;
• включить все автоматические выключатели групповых линий потребителей (QF2 и QF3); – проделать все предыдущие операции по измерению дифференциального отключающего тока УЗО. Расчет фонового тока утечки производится по формуле:

где IΔ1 – значения дифференциального тока срабатывания УЗО при отключенных автоматических выключателях QF2 и QF3;

IΔ2 – измеренное значение тока срабатывания УЗО при включенных автоматических выключателях QF1 и QF2.

Фоновый ток утечки Iут не должен превышать 1/3 IΔn.

Измерение фонового тока утечки участка сети, групповых сетей или отдельных электроприемников можно произвести с помощью токовых клещей для измерения токов утечки СМ-03 (рис. 4.2) [16].

Рис. 4.2. Токовые клещи для измерения токов утечки СМ-03

Некоторые технические характеристики СМ-03 представлены в табл. 4.2.

Таблица 4.2.

Переключатель режимов работы ставят на диапазон измерений 40 или 400 мА, в зависимости от предполагаемой величины тока утечки (рис. 4.2). Нажатием на запор разъемного магнитопровода размыкают его и для проведения измерений полностью охватывают два провода – L и N (однофазная линия) (рис. 4.3) или четыре провода – L1, L2, L3 и N (трехфазная линия) кольцом магнитопровода, замкнув его вновь. Результат считывают с экрана ЖКИ.

Рис. 4.3. Измерение токов утечки электрооборудования с помощью прибора СМ-03

Нажатием кнопки HOLD (рис. 4.2) фиксируют результаты измерений. Для регистрации максимальных и минимальных значений токов утечки нажимают кнопку МАX/MIN. Нажатие кнопки в первый раз приведет к высвечиванию и обновлению максимального результата. После повторного нажатия будет высвечиваться минимальное значение. После третьего нажатия прибор вернется в нормальный режим измерений.

Проверка УЗО с помощью приборов серии «MRP» (MRP-110, MRP-200). Указанные приборы производятся фирмой «Sonel» (Польша) и являются многофункциональными электронными приборами [17]. В части, касающейся проверки УЗО, указанные приборы позволяют непосредственно измерять дифференциальный ток и время срабатывания УЗО при IΔn.

Некоторые технические характеристики приборов MRP-110 MRP-200 приведены в табл. 4.3, табл. 4.4.

Таблица 4.3.

Измерение отключающего синусоидального дифференциального тока IA УЗО

Таблица 4.4.

Контроль УЗО и измерение времени t_A отключения

Для измерения отключающего дифференциального тока УЗО необходимо:

1. Присоединить L-проводник прибора к фазному провод-нику сети, РЕ-проводник прибора – к нулевому защитному проводнику сети на выходе проверяемого УЗО (рис. 4.4).


Рис. 4.4. Проверка УЗО с помощью прибора MRP-110

2. Включить УЗО.
3. Включить прибор кнопкой «».
4. Установить переключатель вида измерений в положение «U_B, I_А».
5. Нажать кнопку «S» (для УЗО с выдержкой времени срабатывания).
6. Кнопкой «IΔn» установить верхний предел дифференциального отключающего тока проверяемого УЗО.
7. Нажатием кнопки «START» произвести измерение.

После срабатывания УЗО на дисплее высветится величина отключающего дифференциального тока. Если после срабатывания УЗО на дисплее высветилось значение напряжения (в этом положении прибор также определяет напряжение прикосновения, U_B), то нажатием кнопки «SEL» нужно высветить на дисплее величину отключающего дифференциального тока проверяемого УЗО. Для измерения времени срабатывания УЗО следует:

1. Аналогично присоединить прибор к сети, включить УЗО и прибор.
2. Установить переключатель вида измерений в положение «R_E, t_A».
3. Нажать кнопку «S» (для УЗО с выдержкой времени срабатывания).
4. Кнопкой «IΔn» установить номинальный дифференциальный отключающий ток проверяемого УЗО.
5. Нажатием кнопки «START» произвести измерение.

После срабатывания УЗО на дисплее высветится время срабатывания УЗО при установленном IΔn. Если на дисплее высветилось значение сопротивления (в данном режиме измерений прибор дополнительно измеряет сопротивление заземляющего устройства с учетом сопротивления РЕ-проводника), то нажатием кнопки «SEL» нужно высветить на дисплее время срабатывания УЗО при установленном IΔn.

Пример измерения дифференциального отключающего тока УЗО и токов утечки групповых линий сети.

Измерение дифференциального отключающего тока двухполюсного АВДТ серии DA29 (производитель - АОЗТ «ДЗНВА» г. Дивногорск) с номинальным отключающим током IΔn=30 мА, предназначенного для защиты двух групповых линий сети, установленного перед автоматическими выключателями этих линий, проводилось комбинированным прибором Ц4312 (рис. 4.1).

Класс точности 2,5, предел измерения 30 мА, прибор установлен горизонтально.

При измерении дифференциального отключающего тока УЗО (автоматические выключатели отключены) показания прибора 20 мА (IΔизм=20 мА).

При измерении отключающего тока УЗО с учетом токов утечки сети (автоматические выключатели включены) показания прибора – 12 мА ((I^/Δизм=12 мА).

Погрешность измерений определяют по формуле

,

(4.2)

где γ - класс точности (или погрешность) прибора;

А_пр – предел измерения прибора;

А_изм – показания прибора в единицах измерения.

В первом случае

, а ID=20±0,75 мА,

что удовлетворяет требованиям ГОСТ Р51356-1-99

(0,5 IDn <ID ≤IDn).

Во втором случае

, а ID=12±0,75 мА,

а ток утечки сети Iут = ID - I^/D = 8 ± 1,5 мА, что также удовлетворяет требованиям нормативных документов (п. 7.1.83 ПУЭ), а именно: ток утечки сети не должен превышать одной трети номинального дифференциального отключающего тока УЗО.

Результаты измерений оформляются протоколом, форма которого прилагается.

Порядок выполнения работы

1. Разработайте принципиальную схему испытаний УЗО c использованием токовых клещей для измерения токов утечки СМ-03, переменного резистора, переключателей и секундомера.

2. Соберите схему испытаний УЗО на лабораторном стенде. Проведите испытания УЗО.

3. Проведите испытания УЗО с помощью прибора MRP (рис. 4.4).

4. Занесите результаты испытаний УЗО в протокол.

Содержание отчета

1. Название и цель работы.

2. Схема испытаний УЗО c использованием токовых клещей для измерения токов утечки СМ-03, переменного резистора, переключателей и секундомера.

3. Протокол проверки УЗО.
(см. протокол проверки выключателей автоматических, управляемых дифференциальным током УЗО)

© ФГБОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет, 2014
© Институт энергетики и управления энергетическими ресурсами АПК, 2014