CC BY
11
УДК 621.311
УСТРОЙСТВО ПРОВЕРКИ ЭЛЕКТРОАППАРАТОВ КОНТАКТНОЙ ГРУППЫ ПРОМЫШЛЕННОГО И БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА НАЛИЧИЕ ДЕФЕКТА
С.Ю. Труднев, Р.А. Юрьев, Д.С. Кротенко
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003
e-mail: [email protected] e-mail: [email protected] e-mail: [email protected]
В статье поднимается вопрос о безопасности человеческой жизни при эксплуатации различного электрооборудования, а также необходимости создания современного устройства проверки защитной аппаратуры с низкими массогабаритными и ценовыми показателями, представлен обзор существующих устройств проверки электроаппаратов контактной группы, а также рассмотрены варианты их усовершенствования.
Ключевые слова: модернизация, внедрение, ионистор, защита.
Electric devices contact group verifier for finding defects for industrial and household purposes.
S.Y. Trudnev, R.A. Yuriev, D.S. Krotenko (Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003)
The article raises the question of the safety of human life in the operation of various electrical equipment, as well as the need to create a modern device checking protective equipment with a low weight and size and price indicators, provides an overview of existing inspection devices apparatus of the contact group and the ways of their improvement.
Key words: modernization, introduction, ionistor, the protection of electrical equipment.
На сегодняшний день вопросам безопасности уделяется большое внимание, сохранение жизни и обеспечение безопасности человека являются главными задачами при эксплуатации любого электрооборудования как в системах бытового обслуживания, так и в судовых электроэнергетических системах. Поэтому во всех видах электроустановок создаются различные устройства защиты от поражения электрическим током и от повреждения самого устройства. Все защиты электрических систем выполнены на устройствах электроаппаратов контактной группы. Защитное оборудование широко применяется в различных электрических системах и выпускается в большом количестве в пределах российского рынка - до 800 млн в год. Поэтому к подобным устройствам предъявляются строгие требования эксплуатационной надежности. Выход из строя защитных аппаратов может привести к отключению всей автоматизированной системы.
Наиболее высокие требования предъявляются к автономным судовым системам, так как выход из строя одного из элементов приводит к остановке технологического процесса, что ведет к большим финансовым убыткам, а также может создать опасность для жизни персонала. Так же, как и у любой продукции, выпускаемой в крупных масштабах, у устройств проверки электроаппаратов контактной группы имеется определенный процент брака и дефекта, достигающий 18%, но с появлением на рынке некачественной китайской продукции процент бракованных изделий достиг 28%. В результате бракованные защитные устройства в лучшем случае приводят к выходу из строя электрооборудования, а в худшем - к аварии или к летальному исходу человека от поражения электрическим током. Непредвиденный выход из строя защитной аппаратуры приводит к дополнительным затратам на повторную покупку нового бытового оборудования, а в условиях промысла - к простою судна, останавливается производство продукции, и судовладелец терпит убытки. Решением сложившейся проблемы будет являться создание устройства для проверки защитной аппаратуры на брак, которая позволит выявить некачественную продукцию до вывода ее на рынок.
Любая автоматизированная электрическая система включает приборы автоматического срабатывания. Такие устройства имеют электромеханическую конструкцию. Инерционные элементы обладают высокой вероятностью отказа, это объясняется высокой значимостью элементов в автоматизированной системе. Так как устройство защитного отключения (УЗО) обеспечивает крайне важную функцию защиты человека от поражения электрическим током, то проверка УЗО, а именно проверка выполнения устройством защитного отключения функции защиты от тока утечки, является крайне важной для пользователя, установившего УЗО. Обычно
проверку устройства защитного отключения рекомендуется производить не реже одного раза в месяц. Испытания УЗО проводятся в лабораторных условиях при имитации токов утечки. Существуют различные способы определения технического состояния УЗО. На данный момент они не получили распространения и не находятся в продаже на территории Камчатского края.
Изучение всех существующих устройств проверки контактной защитной аппаратуры показало, что наиболее оптимальным по своим характеристикам является прибор тестирования устройств защитного
На блоках БС, БФФИС, БФДИИ переключателями устанавливаются дискретные задания параметров, соответствующие типоисполнению проверяемого УЗО. Устройство тестирования через блок сопротивлений и блок выпрямителя параллельно подключают к фазе - фазовому проводу питания электроустановки. На выходе блока выпрямителя получаем напряжение постоянного тока, которое заряжает источник питания (аккумулирующий конденсатор) до определенного уровня (порога срабатывания). Импульс питания поступает на вход блока формирования длительности испытательного импульса и открывает электронный ключ на эту длительность. При этом ток от «фазы» через блок сопротивлений и формирователь формы испытательного сигнала прикладывается к заземлению.
Несрабатывание УЗО означает, что устройство защитного отключения неисправно: отключающий дифференциальный ток 1Д превышает номинальное значение 1Дп или время Т отключения УЗО при номинальном дифференциальном токе более 0,2 с, установленных требованиями ГОСТ. При неисправности УЗО циклически повторяется процесс подачи импульса, что является указанием на замену УЗО. В случае исправности устройство защитного отключения отключается, что служит подтверждением фактического соответствия его параметров номинальным значениям.
Недостатком данного устройства является небольшой диапазон уставок токов КЗ.
Высокие токи короткого замыкания достигаются при помощи газоразрядной лампы (рис. 2). Недостатком такого устройства является невозможность регулировки и настройки качества диагностирования по токам короткого замыкания, из-за этого снижается точность проверки релейно-контактной аппаратуры. На сегодняшний день существует зарубежное устройство МР1-501 норвежской фирмы. Но оно имеет высокую стоимость и большое количество лишних функций, которые не применяются для проверки простой контактной аппаратуры, как тепловое реле.
Решением данной проблемы будет
Рис. 1. Устройство тестирования УЗО: БС - блок сопротивления; БФФИС - блок формирования испытательного сигнала;
ЭК - электронный ключ; БВ - блок выпрямителя; ИП - источник питания; БФДИИ - блок формирования испытательного импульса; УЗО - устройство защитного
отключения, схема которого представлена на рис. 1 [1].
Рис. 2. Устройство проверки автоматического выключателя: 1 - газовый зарядник; 2 - регулятор тока; 3 - кнопка пуска; 4 - блок поджига и поддержания заряда; 5 -трансформатор тока; 6 - электронный секундомер;
7 -
автоматический выключатель
являться создание нового устройства, которое позволит увеличить точность проверки и диапазон диагностируемых устройств. Нами предлагается современное устройство проверки релейно-контактной аппаратуры на наличие дефекта, изображенное на рис. 3.
Рис. 3. Устройство проверки релейно-контактной аппаратуры: ЗУ - зарядное устройство, содержащее трансформатор и выпрямитель; СН - стабилизатор напряжения; ИМ - ионисторный модуль; АВ - автоматический выключатель
Устройство работает следующим образом. Ток на выходе ионистора [2] соответствует напряжению его заряда, поэтому ток короткого замыкания будет зависеть от выходного напряжения на стабилизаторе, отслеживаемого при помощи измерительных приборов, изображенных на рис. 3. Входное напряжение на стабилизаторе задается зарядным устройством, состоящим из трансформатора напряжения и мостового выпрямителя.
Точность выходного тока для проверки автоматического выключателя будет увеличена за счет наличия в схеме устройства электронных компонентов, основу которых составляют интегральные микросхемы. Преимуществом схемы является ее открытое исполнение системы, что обеспечивает ремонтопригодность устройства. Исходя из анализа вышеперечисленных устройств, можно сделать выводы, что предлагаемое нами устройство по своим характеристикам и массогабаритным, а также ценовым показателям превосходит остальные. Простота конструкции и доступность элементов схемы обеспечивают доступность устройства в эксплуатации и монтаже.
Литература
1. Монаков ЯК.Устройство тестирования УЗО [Электронный ресурс]: Патент РФ № 2003105680/20, 09.06.2003. - Режим доступа: htpp//www.fips.ru
2. Кучеров Д.П., Куприянов А.А. Современные источники питания ПК и периферии // Наука и техника. - 2007. - 352 с.
