Модели и алгоритмы непрерывного контроля параметров изоляции отдельных фаз шахтных электрических сетей напряжением до 1 кВ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат технических наук Нагорных, Владислав Викторович

• Нагорных, Владислав Викторович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Нагорных, Владислав Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.

1.1 Классификация способов определения параметров изоляции в шахтных электрических сетях.

1.2 Способы определения параметров изоляции шахтных электрических сетей.

1.3 Обзор существующих средств непрерывного контроля изоляции.

1.4 Задачи исследования.

Глава 2 АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗОЛЯЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ ШАХТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ.

2.1 Математическая модель «Прямая задача».

2.2 Математическая модель «Обратная задача».

2.3 Математическая модель «Оценка погрешностей».

2.4 ВЫВОДЫ.

Глава 3 МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗОЛЯЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ.

3.1 Алгоритм и модель метода добавочной проводимости.

3.2 Математическая модель переходных процессов.

3.3 Алгоритм цифрового измерения напряжений и вычисления параметров изоляции.

3.4 ВЫВОДЫ.

Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИЗОЛЯЦИИ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ.

4.1 Описание экспериментальной установки.

4.2 Программа эксперимента.

4.3 Основные результаты экспериментов.

4.4 Выводы.

Глава 5 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗОЛЯЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ.

5.1 Описание непрерывного контроля параметров изоляции.

5.2 Структура системы непрерывного контроля параметров изоляции.

5.3 Имитационная модель цифрового измерения напряжений фаз относительно земли в пакете MATLAB.

5.4 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и алгоритмы непрерывного контроля параметров изоляции отдельных фаз шахтных электрических сетей напряжением до 1 кВ»

Эффективное использование электрической энергии в специфических условиях горных предприятий невозможно без обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей при эксплуатации шахтных электроустановок. Контроль сопротивления изоляции электрической сети с изолированной нейтралью является основным фактором эффективной, надежной и безопасной эксплуатации. Назначением такого контроля является предотвращение работы сети с поврежденной изоляцией и опасными утечками тока на землю, а так же защита людей от поражения электрическим током. Исходя из этого, нормативными документами, стандартами и правилами безопасности установлены значения сопротивлений изоляции сети относительно земли, при которых токи утечки превышают допустимый уровень и при которых аппараты контроля должны отключить сеть.

Математическое моделирование изоляции является одним из основных исследований состояния изоляции и токов утечек на землю в шахтных электрических сетях для создания инновационных аппаратов, устройств и систем непрерывного контроля изоляции.

Сопротивления изоляции сетей с изолированной нейтралью складываются из сопротивлений изоляции отдельных её элементов — кабельных линий и токоприемников, подключенных к данному понижающему трансформатору. С увеличением длины кабельной сети и ростом количества подключенного оборудования увеличивается вероятность низкого сопротивления изоляции и появления местных повреждений. Кроме того, сопротивление изоляции постепенно снижается за счет старения изоляционных материалов и тяжелых условий эксплуатации шахтных электрических сетей. Изоляция токоведущих частей электроустановок и электрической сети имеет сложную физическую структуру, однако при изучении электрических процессов, происходящих в ней, принято рассматривать упрощенную модель в виде параллельно соединенных активного сопротивления изоляции и емкости фазы, включенных между землей и каждой фазой сети.

Процесс повреждения изоляции электрооборудования и возможность прикосновения человека к находящимся под напряжением элементам электрической сети носит случайный характер и поэтому основным требованием, предъявляемым к аппаратуре контроля изоляции, является постоянная готовность ее к реагированию. Это может быть обеспечено, если аппаратура осуществляет непрерывный контроль сопротивлений изоляции фаз сети относительно земли, а элементы, производящие отключение сети при возникновении аварийной ситуации и снижающие кратковременный ток утечки, находятся в состоянии постоянной готовности выполнить свои функции при поступлении на них соответствующей команды, т.е. аппаратура в целом должна быть непрерывно действующей.

Назначением непрерывного контроля изоляции является предотвращение эксплуатации сети с поврежденной изоляцией и опасными утечками тока на землю, а так же защита людей от поражения электрическим током. Исходя из этого, определены уставки для аппаратов контроля изоляции, т.е. значения сопротивлений изоляции сети относительно земли, при которых аппарат должен отключить сеть. Допустимый длительный ток утечки /доп, при котором еще нет необходимости отключать сеть принимается равным 25 мА.

В электроустановках под воздействием влаги и пыли, естественного старения изоляции вызываемого перегревом, случайных механических повреждений изоляции отдельных фаз может оказаться, что сопротивления фаз относительно земли несимметричны. При этом ток утечки в отдельной фазе может превысить предельно допустимый даже, если общее сопротивление изоляции не меньше уставки (суммарного активного сопротивления изоляции) аппаратов защиты. Поэтому необходим непрерывный контроль параметров изоляции не всей сети, а отдельных фаз.

Влияние состояния изоляции на эффективность и надежность эксплуатации шахтного электрооборудования на протяжении последних 60-ти лет исследуется российскими учеными.

Большой вклад в развитие теории, в разработку и совершенствование устройств контроля изоляции, а также нормативных требований в этой области внесли Бацежев Ю.Г., Гладилин JI.B., Дзюбан B.C., Лейбов P.M., Озерной М.И., Петров Г.М., Петуров В.И., Чеботаев Н.И., Цапенко Е.Ф.,. Шурин Е.С, Шуцкий В.И., Шкрабец Ф.П. и другие. Исследования ученых Московского горного института (ныне МГГУ) показали, что отличия в 2 - 3 раза активных сопротивлений изоляции отдельных фаз друг от друга проявляются не менее чем в 20% электроустановок. Ёмкости отдельных фаз отличаются друг от друга в 2 и более раз примерно в 3% электроустановок. Влияние режима несимметричного состояния изоляции весьма важно с точки зрения эффективной и надежной эксплуатации электрооборудования. Однако существующие средства непрерывного контроля сопротивления изоляции и токов утечки не позволяют контролировать сопротивление изоляции пофазно.

Сосредоточенные параметры изоляции в нормальном режиме эксплуатации шахтных электрических сетей (с подключенными токоприемниками) определяются косвенными методами измерения. Известные математические модели методов определения параметров изоляции, лежащие в основе существующих аппаратов непрерывного контроля изоляции, токов утечки и защитного отключения построены в предположении равенства сопротивлений изоляции отдельных фаз и не позволяют определять параметры изоляции отдельных фаз.

Для непрерывного контроля изоляции возможно применение нескольких методов, но наиболее приемлемым для определения проводимостей изоляции отдельных фаз является так называемый «метод добавочной проводимости». Известные математические модели этого метода не учитывают погрешности измерений напряжений фаз относительно земли, что на практике приводит к существенным ошибкам в определении параметров изоляции и токов утечки.

Таким образом, комплексное исследование научной и технической проблемы непрерывного контроля параметров изоляции отдельных фаз шахтных электрических сетей является актуальной.

Целью работы является разработка математических моделей и алгоритмов непрерывного контроля параметров изоляции отдельных фаз для повышения эффективности, надежности и безопасности эксплуатации шахтных электрических сетей.

Идея работы состоит в использовании метода определения параметров изоляции сети по измеренным напряжениям фаз относительно земли, реализованного в математических моделях и алгоритмах непрерывного контроля параметров изоляции отдельных фаз.

Объект исследования - параметры изоляции и токи утечки на землю отдельных фаз относительно земли в шахтных электрических сетях напряжением до 1 кВ.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Разработана математическая модель, описывающая сосредоточенные параметры изоляции шахтных электрических сетей как функций напряжений фаз относительно земли и учитывающая влияние погрешностей измерений названых напряжений.

2. Показано, что точность определения параметров изоляции отдельных фаз (зависящая от погрешности измерений напряжений фаз относительно земли) можно повысить за счет циклического подключения добавочной проводимости к каждой фазе и определять сопротивление изоляции только той фазы, к которой подключается добавочная проводимость.

3. Математическая модель переходного процесса, возникающего в результате коммутации добавочной проводимости между любой фазой и землей, позволяющая установить его временные параметры, и представляющая собой композицию из синусоидальной и экспоненциальной функций с декрементом затухания зависящим от параметров изоляции сети.

4. Комплекс программ, позволяющий определять параметры изоляции отдельных фаз с учетом влияния погрешностей измерений напряжений фаз относительно земли.

Обоснованность и достоверность научных выводов, положений и рекомендаций подтверждается: применением известных методов анализа электрических цепей в сочетании с использованием современных средств вычислительной техники; проверкой основных положений теории определения параметров изоляции отдельных фаз низковольтных электрических сетей с изолированной нейтралью с привлечением физического, математического и имитационного моделирования и удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований (максимальная относительная погрешность не превышает 15 %). сравнением результатов, полученных из аналитической оценки длительности переходных процессов (22 мс без §ДОб и 14 мс с §доб) и имитационного моделирования (25 мс без gдoб и 16 мс с gдoб) непрерывного контроля сопротивлений фаз изоляции сети.

Научная новизна полученных результатов исследования состоит: в разработке математической модели и установлении зависимости погрешностей определения параметров изоляции отдельных фаз шахтных электрических сетей от абсолютных погрешностей измерения напряжений относительно земли; в разработке математической модели и установлении влияния величин параметров изоляции сети относительно земли на длительность переходных процессов при подключении и отключении добавочной проводимости между землей и фазами сети, что в совокупности позволит дополнить теорию диагностики состояния изоляции электрических сетей с изолированной нейтралью.

Практическая значимость работы заключается:

1. В обосновании необходимости непрерывного контроля параметров изоляции отдельных фаз шахтных электрических сетей, позволяющего прогнозировать состояние изоляции и предотвратить превышение токов утечки отдельных фаз допустимого уровня.

2. Результаты, вытекающие из комплекса программ, построенных на основе разработанных математических моделей, могут быть использованы: для расчета параметров изоляции отдельных фаз шахтных электрических сетей, с учетом влияния погрешностей измеренных напряжений фаз относительно земли; для расчета длительности переходных процессов в шахтных электрических сетях, с учетом влияния параметров изоляции отдельных фаз и напряжений фаз.

Апробация работы. Научные положения и основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научных семинарах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2009 — 2010 гг.), кафедр Электротехники и информационных систем, Высшей математики и Электрификации и энергоэффективности горных предприятий, МГГУ (2008 - 2010 гг.).

Реализация результатов работы.

Результаты диссертации использованы ФГУП «Гипроуглеавтоматизация» для проектирования подсистем защитного отключения, о чем имеется акт внедрения результатов.

Отдельные результаты диссертации используются кафедрой Электротехники и информационных систем МГГУ в учебном процессе при подготовке студентов специальности 230201 - «Информационные системы и технологии» в дисциплинах «Первичные и микропроцессорные преобразователи в информационных системах», «Электробезопасность», «Моделирование систем» и «Информационно-измерительные системы», о чем имеется акт внедрения результатов.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю проф. Бабичеву Ю.Е. и коллективу кафедры «Электротехники и информационных систем» за научную, методическую помощь и поддержку в процессе работы над диссертацией.

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Нагорных, Владислав Викторович

Основные выводы, научные и практические результаты, полученные в работе.

1. Обоснована необходимость непрерывного контроля параметров изоляции отдельных фаз шахтных электрических сетей, что позволяет оценивать как текущее, так и прогнозируемое состояние изоляции, а также позволяет предотвращать превышение токами утечки отдельных фаз на землю допустимого уровня.

2. Создана математическая модель, описывающая параметры изоляции отдельных фаз шахтных электрических сетей по напряжениям фаз учитывающая влияние погрешностей измерения напряжений фаз относительно земли.

3. Предложен численный метод определения максимальной погрешности и пределов изменения параметров изоляции отдельных фаз от максимальных отклонений (абсолютная погрешность) напряжений фаз относительно земли.

4. Разработана математическая модель переходных процессов при коммутации добавочной проводимости между фазой и землей в шахтных сетях напряжением до 1 кВ, численно установлены длительности переходных процессов, которые не превышают полутора периода напряжения сети при условии, что параметры изоляции лежат в пределах уставок аппаратов контроля сопротивления изоляции.

5. Разработан алгоритм и комплекс программ определения параметров изоляции шахтных электрических сетей, обеспечивающие повышенную точность определения параметров изоляции отдельных фаз путем циклического подключения активного или реактивного добавочного сопротивления между каждой фазой сети и землей.

6. В рамках предложенных моделей экспериментально установлено, что из-за колебаний напряжения электрической сети в пределах ±0,4% погрешность определения сопротивления изоляции отдельной фазы может изменяться от -10,0% до +18,6% (среднеквадратичная 12,8%).

7. Разработана имитационная модель цифрового измерения напряжений фаз относительно земли для непрерывного контроля параметров изоляции, в основе которой реализован алгоритм циклического переключения добавочной проводимости, позволяющая исследовать влияние погрешностей измерений на параметры изоляции отдельных фаз электрических сетей с изолированной нейтралью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решена актуальная научная задача - математического моделирования параметров изоляции и токов утечки отдельных фаз в шахтных электрических сетях напряжением до 1 кВ без нарушения эксплуатационных режимов, что позволяет повысить эффективность, надежность и безопасность использования электрической энергии в специфических условиях горного производства за счет своевременного выявления участков сети с пониженным уровнем сопротивления изоляции.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Нагорных, Владислав Викторович, 2010 год

1. A.c. СССР 1215057 МКИ G01 R 27/18. Способ определения параметров изоляции трехфазных эл. сетей с изолированной нейтралью до 1000 В. / Б.Б. Утегулов. Опубл. Бюл. №8, 1986.

2. A.c. СССР 1239635 МКИ Н02 Н 27/18. Способ определения активных параметров изоляции электрической сети с изолированной нейтралью/ Ю.Г. Бацежев, А.Г. Машкин. опубл. Бюл. №23, 1986.

3. A.c. СССР 1406522 МКИ G01 R 27/18. Устройство для контроля активных параметров фазной изоляции эл. сети с изолированной нейтралью и устройство для его осуществления. / А.Г. Машкин, Ю.Г. Бацежев, В.Ф. Кузин. Опубл. Бюл. №24, 1988

4. A.c. СССР 1503027 МКИ G01 R 27/18. Способ определения сопротивления изоляции фаз сети. / Е.Ф. Цапенко, С.Д. Уманский, Д.Н. Чучелов и др. Опубл. Бюл. №31, 1989

5. A.c. СССР 1567997 МКИ G01 R 27/18. Способ определения проводимо-стей изоляции фаз на землю в сети с изолированной нейтралью / В.З. Манусов, И.Л. Озерных, С.Н. Удалов и др. Опубл. Бюл. № 20,1991.

6. A.c. СССР 1822985 МКИ G01 R 27/18. Способ определения параметров изоляции сети с изолированной нейралью относительно земли/ Бацежев Ю.Г., Дудченко О.Л., Петуров В.Н. Опубл. бюл. № 23, от 23.06.93

7. A.c. СССР 432425 МКИ Н02 Н 3/16 Устройство определения пофазного сопротивления изоляции / В.Л. Гладилин, Н.Ш. Шаякберов. Опубл. Бюл. №22, 1974.

8. A.c. СССР № 1 453 509 МПК Н 02 Н 5/12 Устройство для защиты от токов утечки в электрической сети с изолированной нейтралью, авторы Ко-ровкин В.А. Киампо Е.М. от 23.01.89

9. A.c. СССР1226345 МКИ G01 R 27/18. Способ определения комплексной проводимости изоляции относительно земли в сети с изолированной нейтралью и устройство для его осуществления . / И.И. Румянцев, Е.Ф. Цапенко, Д.М. Чекарьков и др. Опубл. Бюл. №15, 1986

10. Ю.Бабичев Ю.Е. Новые подходы к измерениям и контролю токов утечки в шахтных сетях. М.: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2004. № 6. С. 294-297.

11. П.Бабичев Ю.Е., Алексеев A.A. Влияние несимметрии параметров изоляции отдельных фаз относительно земли в сетях с изолированной нейтралью на токи утечек. В сб. Электросбережение, электроснабжение электрооборудование. Новомосковск. 1998. С. 77-79.

12. Бабичев Ю.Е., Хиврин М.В. Обеспечение безопасности эксплуатации рудничных электросетей напряжением до 1200 В. М. : сб. научн. трудов ГИПРОУГЛЕАВТОМАТИЗАЦИЯ, "Автоматизация, управление, безопасность, связь в угольной промышленности", 2003. С. 153-164

13. Бабичев Ю.Е., Цапенко Е.Ф. Определение токов утечки отдельных фаз в шахтных сетях с изолированной нейтралью, сб. научн. тр. XI Международной конференции Электробезопасность. Вроцлав, Польша, 1997. С.433-438.

14. И.Барыбин Ю.Г., Федоров Л.Е., Зименков М.Г., Смирнов А.Г. Справочник по проектированию электроснабжения. М.: Энергоатомиздат, 1990. . с.

15. Бацежев Ю.Г. Немцев Г.А. Определение проводимостей трехфазных электрических сете с изолированной нейтралью относительно земли. В кН. «Повышение надежности и электробезопасности систем электроснабжения горнорудных предприятий». Качканар, 1979. с. 34-35.

16. Бессонов Е.А. Исследование способов измерения параметров изоляции шахтных низковольтных трехфазных эл. сетей с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В. Автореф. канд. техн. наук. Кемерово : Куз-ПИ, 1967. 20 с.

17. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник для вузов. 10-е изд. М.: Гардарики, 2002. 638 с.

18. Ванеев Б.Н., Воронцов О.М., Гостищев В.М. Эксплуатационные испытания на надежность аппаратов защиты от токов утечек тока АЗПБ в участковых сетях угольных шахт / Взрывозащищенные электрические аппараты. Донецк, 1984. С.43-49.

19. Волотковский С.А., Шкрабец Ф.П., Пивняк Г.Г., Кигель Г.А., Фурсов В.Д., Сидоренко И.Т., Коротун A.B., Электрификация горных работ: Учебник для вузов. Киев. : 1980. 448 с.

20. Гладилин B.JI Исследование условий безопасности рудничных сетей с изолированной нейтралью. Автореф. докт. техн. наук. JL: ЛГИ, 1954. 20 с.

21. Гладилин В.Л. Измерение сопротивления изоляции рудничных электрических сетей. В кН. «Совершенствование разработки угольных месторождений». М.: Углетехиздат, 1955. с. 381-402

22. Гладилин Л.В., Меньшов Б.Г., Щуцкий В.И., Антонов В.И., Бородин Н.И. Изоляция подземных электроустановок шахт и электробезопасность, под общей ред. Л.В.Гладилина. М.: Недра, 1966 . 262 с.

23. Гладилин Л.В., Щуцкий В.И., Бацежев Ю.Г., Чеботаев Н.И. Электробезопасность в горнодобывающей промышленности. М. : Недра, 1977. 326 с.

24. Горная промышленность, горное дело, горно-шахтное оборудование -Угольный портал. Электронный ресурс.: URL: http ://coal. dp .ua/index.php?option=comcontent&view=article&id=302:-4-4&catid=152:energy7&Itemid=50 (дата обращения 06.06.2010)

25. ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов. М. : Издательство стандартов, 1983. изм. №1 от 01.07.1988

26. ГОСТ 12.4.155-85 Устройства защитного отключения. /Классификация. Общие технические требования. М.: Издательство стандартов, 1987.

27. ГОСТ 24013-80 Резисторы постоянные. Основные параметры М. : Издательство стандартов, 1981. изм. №1 от 01.10.1983, изм. №2 от 01.10.1990, изм. №3 от 12.09.2008.

28. ГОСТ Р 50571.3 94 (МЭК 364-4-41-92) Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током. М. : Издательство стандартов, 1995: • • •

29. ГОСТ Р 52273-2004, Устройства защиты от токов утечки рудничные для сетей напряжением до 1200 В. М.: Издательство стандартов, 2004.

30. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. JI.: Энергоатомиздат, 1990. 288 с.

31. Демирчян К.С., Нейман JI.P., Коровкин Н.В., Чечурин B.JI., Теоретические основы электротехники. Учебник для вузов в 3-х т. СПб.: Том 1. 4-е, Питер, 2004. 377 с.

32. Дзюбан B.C. Аппараты защиты от токов утечки в шахтных электрических сетях. М.: Недра, 1982. 150 с.

33. Дзюбан B.C. Взрывозащищенные аппараты низкого напряжения. М. : Энергоатомиздат, 1993. 240 с.

34. Дзюбан B.C., Воронцов О.М., Кононенко В.П. Аппарат защиты от токов утечки унифицированный рудничный АЗУР и опыт его эксплуатации на шахтах. Уголь. 1989. № 10. С. 30-32.

35. Дзюбан B.C., Воронцов О.М., Кононенко В.П. Повышение надежности аппаратов защиты от токов утечек тока на землю. Уголь Украины. 1988. №4. С. 30-31.

36. Дзюбан B.C., Воронцов О.М., Кононенко В.П. Совершенствование устройства автоматической компенсации аппаратов защиты от утечек шахтных эл. сетей. Безопасность труда в промышленности. 1987. № 7. С. 4142.

37. Дьяконов В. Simulink 4: Специальный справочнок. СПб. : Питер, 2002. 528 с.

38. Евдокимов Ф.Е., Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1965. 611 с.

39. Желиховский Х.М. Метод расчета параметров схемы защиты от утечек типа УАКИ в шахтных эл. сетях. Горная механика и автоматика. 1971. вып. 18. С.24-29

40. Иванов Е., Дьячков А. Как правильно измерить сопротивление изоляции электроустановок. Новости электротехники. 2(14)2002.

41. Ильин В.А., Телеуправление и телеизмерение. Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М. :Энергоиздат, 1982. 560 с.

42. Информационно-справочный ресурс по радио электронике, электронным компонентам и радиодеталям для радиолюбителей и профессиональных разработчиков электронной Электронный ресурс.: М. URL: www.chipinfo.ru (дата обращения 05.02.2010)

43. Казанский В.Е. Специальные вопросы измерений в электрических системах. М.: Энергия, 1967. 72 с.

44. Калашников Н.С., Кустов А.Г., Панайотис С.К. Перспективные методы контроля сопротивления изоляции разветвленных электрических сетей. М.:С. 29-31.

45. Кауфман М., Сидман А.Г. Перевод с английского Пароля Н.В., Юдачевой Е.А. Практическое руководство по расчетам схем в электронике. М. : Энергоатомиздат, 1991. 368 с.

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

47. Коряков Д.В. Разработка способа и устройства контроля изоляции в электрических сетях напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью. Дисс. канд. техн. наук. Челябинск.: Юж.-Ур.ГУ, 2005.

48. Кузнецов Э.В., Киселев В.И., Рослякова Е.И. Учебный компьютерный комплекс для неэлектротехнических специальностей, вузов «Электротехника и электроника» /Компьютерный учебник. Электронный ресурс.: М. URL: http://cnit.mpei.ac.ru/umk/ee/

49. Кузнецов Ю.Н., Езерский М.Ю. Структура алгоритма синтеза технологической системы шахты с учетом фактора неопределенности информации М. : Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2008. № 6. С. 206-209.

50. Кузнецов Ю.Н., Казанцев В.Г., Карпов A.B. Моделирование параметров интенсивной технологии анкерного крепления подготовительных выработок М. : Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2005. № 3. С. 336-338.

51. Лаевский С.Г., Демченко Н.П., Бацежев Ю.Г., Чехлатый H.A. Автоматизация управления электроснабжением шахт. М. : КЕДРА, 1992. 296 с.

52. Лазарев А.И. Разработка систем защитного отключения для шахтных электрических сетей напряжением до 1 кВ с частотно-регулируемым электроприводом. Дисс. канд. техн. наук. М. : МГГУ, 1998.

53. Лейбов P.M. Утечки в шахтных электрических сетях. М : Углетехиздат, 1952. 178 с.

54. Лейбов P.M., Озерной М.И. Электрификация подземных горных работ. М. : Недра, 1972. 464 с.

55. Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. Л. : Энергоатомиздат, 1991. 480 с.

56. Машкин А.Г. Надежность изоляции электроустановок и механизмы низкочастотных поляризаций. В кН. «Оптимизация и автоматизация систем электроснабжения». Чебоксары, 1987. с. 64-66.

57. Меньшов Б.Г., Ейвин В.И., Мироненко Е.С. Определение комплексной проводимости на землю эл. сетей с изолированной нейтралью. «Труды МИРЭА», 1971, вып. 50, с. 12-20.

58. Морозов В.П., Яковлев А.Е., Каменский П.П. Справочник по электроснабжению угольных шахт. М.: Недра, 1975. 576 с.

59. Мотуско Ф.Я., Защитные устройства в электроустановках. М. : Энергия, 1973. 195 с.

60. Нагорных В.В. Бабичев Ю.Е. Непрерывный контроль сопротивлений изоляции отдельных фаз низковольтных электрических сетей с изолированной нейтралью. Журнал Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М. : НАУЧТЕХЛИТИЗДАТ, 2010. №2. С. 59-65.

61. Нагорных В.В. Информационная сеть на основе протокола передачи данных RS-485 для акустического интегрального анемометра. М. : Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2006. № 9. С. 343-356.

62. Патент РФ № 2 042 245 МПК Н 02 Н 5/12 Устройство защитного отключения. Курочкин В.П. Публ. от 20.08.1995

63. Патент РФ № 2 063 049 МПК G 01 R 31/02 Устройство для контроля состояния электроизоляции электроустаново. авторы Андриенко П.Д.(иА), Жуловян B.B.(RU), Сухарев В.Н. (UA), Шапошников В.Ф.(иА), Лисунец B.C.(UA). Пуюл. от 27.06.96

64. Патент РФ № 2 136 011 МПК G 01 R 31/02 Способ определения актиной и емкостной сотавляющих сопротивления изоляции фаз сети относительно земли, авторы Лапченкова К.В., Сидорова А.И. от 10.12.06

65. Патент РФ № 2 136 011 МПК G 01 R 31/02. Способ определения актиной и емкостной сотавляющих сопротивления изоляции фаз сети относительно земли/ "Челябинский государственный технический университет Бюл. №34 от 10.12.06"

66. Патент РФ № 2 148 264 МПК G 01 R 31/02 Устройство для контроля сопротивления изоляции протяженных подземных объектов, авторы Ве-ликжанин Н.К., Сачков Н.Г., Золотых О.В., Долгушин А.Ю. Публ. от 27.04.2000

67. Патент РФ № 2 169 375 МПК G 01 R 27/18 Устройство для измерения емкости сети с изолированной нейтралью/ "Науно-технический центр Всероссийского электротехнического института им. В.И. Ленина, автор Дол-гополова А.Г. Публ. Бюл. №17 от 20.06.01

68. Патент РФ № 2 174 690 МПК G 01 R 31/08 Способ определения поврежденного присоединения и места однофазного замыкания в сети с изолированной нейтралью, авторы Авданин В.В., Никитин К.И., Тупуреин В.Ю. Публ. от 10.10.2001

69. Патент РФ № 2 208 799 МПК G 01 R 19/06 Устройство выделения активной составляющей тока проводимости. ЗАО "Феникс-88". Публ. от 20.07.2003

70. Патент РФ № 2 214 612 МПК G 01 R 31/02 Устройство для контроля тока утечки, автор Лучкин С.Л. от 20.10.2003

71. Патент РФ № 2 216 086 МПК Н 02 Н 9/00 Устройство для ограничения токов несимметричных коротких замыканий в многофазной высоковольтной сети. ОАО "Научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт". Публ. от 10.11.2003

72. Патент РФ № 2 217 769 МПК О 01 Я 31/02 Селективное устройство для определения однофазных замыканий в кабельных линиях, авторы Коше-лев В.И., Андреев В.Г., Воскресенский А.В., Дубов Д.А. Публ. от2711.2003

73. Патент РФ № 2 230 332 МПК О 01 Я 27/16 Устройство для измерения электрического сопротивления изоляци. НКБ "МИУС" ТРТУ Публ. от1006.2004

74. Патент РФ № 2 297 010 МПК О 01 Я 27/00 Метод измерений комплексных сопротивлений. Озеров И. А. Публ. от 10.04.2007

75. Патент РФ № 2 299 444 МПК в 01 Я 31/02 Устройство контроля изоляции электрических цепей, авторы Вареник Е.А.(иА), Дзюбан В.С.(иА) Публ. от 20.05.2007

76. Петров Г.М. Контроль параметров изоляции электрических сетей промышленных предприятий с тяжелыми условиями эксплуатации. М.: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2004. № 4. С. 270-271.

77. Петров Г.М. Электрификация строительства городских подземных сооружений. М.: Горная книга, 2008. 210 с.

78. Петров Г.М., Дедов В.В., Совместная эксплуатация электрических сетей с различными режимами нейтрали. М.: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2005. № 5. С. 247-248.

79. Петров Г.М., Логвиненко A.B. Микропроцессорное устройство контроля электрических сетей напряжением до 1140 В. М. : Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2002. № 08. С. 18-20.

80. Петуров В.И. Исследование и разработка способов и средств контроля параметров изоляции рудничных электрических сетей. Дисс. канд. техн. наук. М.: МГИ, 1992. ,

81. Правил безопасности в угольных шахтах. Коллектив авторов. ПБ 05-61803 М.: ФГУП НТЦ Промышленная безопасность, 2003.

82. Правила устройства электроустановок. 7-е изд., перераб. и доп. Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2008. 511 с.

83. Светличный П.Л. Справочник энергетика угольной шахты. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Недра, 1971. 648 с.

84. Смирнов В.Н., Соколов Б.А., Соколова Н.Б. Монтаж электрических установок. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоиздат, 1982. 600 с.

85. Справочные данные микросхемы и электронные компоненты. «Рынок микроэлектроники». Электронный ресурс.: URL: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/interface/rs485/app.htm (дата обращения 02.10.2008)

86. Тонкошкур Л.С., Ликаренко А.Г. Самонастраивающийся аппарат защиты от утечек САЗУ-2. Электробезопасность на предприятиях горнорудной промышленности. Кривой Рог, 1970. С. 49

87. Траубе Е.С., Волощенко Н.И., Дзюбан B.C. Электрооборудование на 1140 В для угольных машин и комплексов. М.: Недра, 1991. 285 с.

88. Утегулов Б.Б. Развитие теории, разработка способов и средств повышение эффективности систем электроснабжения горных предприятий. Дисс. докт.техн.наук. М.:МГИ, 1991. 305 с.

89. Хоровиц П. Хилл У. Искусство схемотехники. Перевод с англ. 5 е изд., перераб. М. : Мир, 1998. 704 с.

90. Цапенко Е.Ф. Контроль изоляции в сетях до 1000В. 2-е изд. перераб. М.: Энергия, 1972. 128 с.

91. Цапенко Е.Ф. Мирский М.И. Сухарев О.В. Горная электротехника. Учебник для техникумов. М.: Недра, 1986. 431 с.

92. Цапенко Е.Ф. Монаков В.К. Метод определения сопротивления изоляции и емкостей относительно земли отдельных фаз в сети с изолированной нейтралью. В кн. «Безопасность труда в энергетике», вып. 232. М.: МЭИ, 1975, с.80-87.

93. Цапенко Е.Ф. Специальные вопросы теории трехфазных цепей. Учеб. пособие. М. : МГИ, 1984. 69 с.

94. Цапенко Е.Ф. Сычев Л.И. Кулешов П.Н. Шахтные кабели и электробезопасность сетей. 3-е изд. М.: Недра, 1988. 213 с.

95. Цапенко Е.Ф., Румянцева В.А. Расчет переходных процессов в линейных электрических сетях цепях. М. : МГГУ, 2004. 39 с.

96. Цапенко Е.Ф., Слечевский Ю.Н. Использование вольтметра для определения параметров изоляции фаз сети с изолированной нейтралью до 1000 В. Измерительная техника. 1983. №2. с.33-35.

97. Цапенко Е.Ф., Слечевский Ю.Н. Определение параметров изоляции отдельных фаз сети относительно земли в сети с изолированной нейтралью. Метрология. 1981. №9. с.44-50

98. Цапенко Е.Ф., Случевский Ю.Н. Использование вольтметра для определения параметров изоляции фаз в сети с изолированной нейтралью до 1000 В. Измерительная техника, 1983. №2.

99. Чип и Дип электронные компоненты и приборы Электронный ресурс.: М. URL: http://www.chipdip.ru/catalog/resistors-over-10-w.aspx (дата обращения 10.02.2010)

100. Шакула Н.М. Исследование влияния постоянного оперативного тока на сопротивление изоляции шахтных участковых сетей. Дисс. канд. техн. наук. М. : МГИ, 1959.

101. Шевцов Е.К., Ревун М.П., Электрические измерения в машиностроении. М.: Машиностроение, 1989. 167 с.

102. Шкрабец Ф.П., Вареник Е.А. Контроль параметров изоляции в распределительных сетях без снятия рабочего напряжения. Горный информационно аналитический бюллетень (ГИАБ), отдельный выпуск № 8, 2009. С. 93 - 105.

103. Шурин Е.С. Определение параметров изоляции фаз относительно земли в сети с изолированной нейтралью. М . : Электричество, 1984. №9. С. 74.

104. Щуцкий В.И., Забиров А. Устройства защиты и сигнализации от замыканий на землю в шахтных электросистемах напряжением до 1000 В. М.: ВНИИЭМ, 1966. 117 с.

105. Щуцкий В.И., Прудников B.C., Гайдашев В.И. Аппаратура защитного отключения АЗШ. Уголь. 1984. № 8. С.29-31.

106. Щуцкий В.И., Прудников B.C., Гайдашев В.И. Совершенствование аппаратуры защитного отключения шахтных эл. сетей. Безопасность труда в промышленности. 1983. № 12. С. 28-30.

107. Cruse К. Neue methoden zur bestimmung von zeitfahigkeiten. -Zeithschrift fur Cheme, bd. 5, 1976, N1, p. 1-8.

108. Sachülka. Bestimmung das Isolations Widerstandes und der Kapazität einzelner Leiter von Wechselstromanlagen wärend das Betriebes. ETZ, 1907. S. 457-485.1. П.1

109. РАБОЧИМ ЛИСТ МШксай / РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ ФАЗ

110. ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ Модели: Прямая задача "классическая";

111. Un = -1.319 х 10 14 + 1.912J х 10 14 , |Unj = 2.322 х 10 14 Напряжение фаз относительно земли без доб проводимости В.

112. Ua' := Uf Un- Ub' := Uf-a2 - Un- Uc' := Uf-a - Un1 1

113. Ua' = 127 ; Ub' = -63.5 109.985j - Uc' = -63.5 + 109.985j ;

114. Ua'| = 127 ; |Ub'| = 127 ; |Uc'| = 127 ;

115. Полные токи отдельных фаз на землю без доб проводимости мА.1. И- := 12- := 13' :=1. Z\ Z2 Z3

116. Значения токов в миллиамперах114000 = 4.233+ 19.949j , 12'-1000 = 15.16 13.641j , 134000 = -19.393 - 6.308j , |ll'| 1000 = 20.393 , }I2*| -1000 = 20.393 , |l3'| -1000 = 20.393

117. Токи утечки отдельных фаз на землю без доб проводимости мА.иа*| т 1иЬ'| |ис'|1Ау := -Ч ГОу := -1-Ч Юу := -1-Ч1. Г1 г2 г31Ау-1000 = 4.233 , 1Ву-1000 = 4.233 , Юу-1000 = 4.233 .

118. Напряжение смещения нейтрали с доб проводимостью В.1 2 11+ а — + а— Ъ\ Ъу Ъх ип' := Ш—1--1 1 1 — + — + — + %1. Ъ\

119. Ш' = 21.082 35.663j , = 41.428

120. Напряжение фаз относительно земли с доб проводимостью В.

121. Ш" := Uf Ш, Ш" := Ш-а2 - Ш, Ис" := Ш-а - Ш,иа" = 105.918+ 35.663. , 1Л>" = -84.582 74.322] , ис" = -84.582+ 145.648] ,иа"| = 111.761 , |иЬ"| = 112.596 , |иси| = 168.426

122. Полные токи отдельных фаз на землю с доб проводимостью мА.1. И" := иа"12» ■= ^ ■ г2'12" 1000 = 8.855- 15.764. ,12"| -1000 = 18.08 ,13" :=1. Цс"13"| -1000 = 27.045

123. Токи утечки отдельных фаз на землю с доб проводимостью мА.1А'у := |иа"| 1А'уЮ00 = 23.683 ,1-Ч г1у1. Ю'у :=иь" г21. Ю'у :=гз

124. Ю'у-1000 = 3.753 , 1С'уЮ00 = 5.614 .1. П.2

125. РАБОЧИЙ ЛИСТ Mathcad I РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ИЗОЛЯЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ

126. Исходные данные см. приложение А Модель "Обратная задача" (по напряжениям из эксперимента) Напряжения фаз сети без добавочной проводимости (экспер. по сравнению с расч.) В. Расчет

127. Ua'| = 127 , |Ub'| = 127 , |Uc'| = 127 , |Un| = 2.322 x 10" 14

128. Эксперимент (ввести измеренные напряжения)

129. Uax':= |Ua'|, Ubx':= |Ub'|, Ucx'|Uc'|, Unx:= |Un|, Ux := yfï-126.6

130. Напряжения фаз сети с добавочной проводимостью (экспер. по сравнению срасч.) В.

131. Ьпх' := —-----—, Ьпх' = -35.7762.их1. Ке(Ш) = 21.082ихапх':= |(|иЬх"|)2-^Ьпх'+-у^ 2./з'апх' = 21.6831т(Ш) -35.663 , {тх? + Ьпх*2 = 41.834

132. Расчет полной комплексной проводимости изоляции сети относительно земли по напряжениям фазы В и фазы Сапх - Ьпх -.

133. Увх := g--^-Г, Убх-Ю3 = 0.095 + 0.4681 » -103 = 0.478апх'+ Ьпх'-. апх- Ьпхд§зх:= Яе^х), ябх-Ю3 = 0.095 , Ьэх := 1т(Узх), Ьвх-Ю3 0.468

134. Сх := —, Сх-106 = 0.497 , ^^-100 = 0.6211. З-со С

135. Погрешности расчета параметров изоляции сети относительно земли поэкспериментальным данным по напряжениям фазы В и фазы С1 1 1 Г1----Г2--— г3--& 100 = -4.126 , -^-100 = -12.175 , -^-100 = -0.6541. Г1 г2 гз

136. Уточнение вещественной и мнимой частей напряжения смещениянейтрали по напряжениям фазы В и фазы Скк := -— -. апхк кк-ап>, Ьпхк:= кк-Ьп>,у. (апх)2 + (Ьпх)21. Шх1кк' := -. апхк':= кк'-апх, Ьпхк':= кк'-Ьпх,у! (апх)2 + (Ьпх)2

137. Расчет полной комплексной проводимости изоляции сети относительно земли с учетом кк•^р: апхк1- Ьпхк'-.

138. Схк := —, Схк-106 = 0.495 , -^-^-100 = 0.9693.ю С

139. Погрешности расчета параметров изоляции сети относительно земли поэкспериментальным данным с учетом кк по напряжениям фазы В и фазы1 1 1 Г1--Г г2 ~ ТТ г3 gaxk 100 = 4.098 , -i^.100 = 4.098 , -^-100 = 4.0981. П Г2 r3

140. Расчет вещественной и мнимой частей комплексного напряжения смещения нейтрали по напряжениям фазы А, фазы В и фазы СиЬх1)2-(|исх02 -14

141. Впх := --и--ЬЦ Впх= 1.659 х 10 142.их

142. Апх := ^ >/ (|иах'| )2 - (Вп^2, Апх = -0.4 , V Апх2 + Впх2 - 0.473

143. Впх' := --у-Впх' = -35.7762.их

144. Апх' := |иах"|)2-(Впх)2, Апх' = 20.72 , 7 Апх? + Впх? = 41.343уз

145. Расчет полной комплексной проводимости изоляции сети относительно земли по напряжениям фазы А, фазы В и фазы Сих 4 , „ ,.1. Апх - Впх^

146. СХ:=—, СХ-106 = 0.499 , С~СХ-100 = 0.245 3-ш С

147. Погрешности расчета параметров изоляции сети относительно земли поэкспериментальным данным по напряжениям фазы А, фазы В и фазы С1 1 11. П----г2 —— гз100 = -1.713 , -^-100 = 1.794 , -^100 = -3.4331. П г2 гз

148. Уточнение вещественной и мнимой частей напряжения смещения нейтрали по напряжениям фазы А, фазы В и фазы Скк := —— Апхк:= кк-Ап>, Впхк:= кк-Вп>1. Атф2 + (Вп>021. Шх'кк' := -. Апхк' := кк'Апх, Впхк' := кк'Впх1. V (Апх)2 + (Впх)2

149. Расчет полной комплексной проводимости изоляции сети относительноземли с учетом кких Л ,. „ . —: Апхк - Впхк .1. У8хк := ё--у!-.1. Апхк'+ Впхк'. Апхк- Впхк]

150. ЬХк:=-, -= 3.161x10 , Г2 = 3х103 ёЬХксХк :=8хк- в1Хк + в2Хк1 = 3.161 х Ю4 , г3 = Зх 1041. СХк :=1. Ьвхк§сХк1. СХк-10 = 0.501 ,1. С-СХк100 = -0.2073.ш С

151. Погрешности расчета параметров изоляции сети относительно земли по экспериментальным данным с учетом кк по напряжениям фазы А, фазы В и фазы С1. Г1 1аХк1. Г2~1100 = -5.353 ,gbXkгз 1100 = -5.353 ,1. ЕсХк100 = -5.3531. П г2 г3

152. Расчет вещественной и мнимой частей комплексного напряжения смещения нейтрали по напряжению фазы А и напряжением нулевой последовательности1. АИх :=1. АИх = -0.401

153. ВИх:= з1£пип(иЬх,-исх)-1^|ипх| > | А^ ,л/ Шх2 АШ2, о),21. Цх л/3,1. АЫх' = 20.7481. ВИх= 0

154. ВЖ' := ^пш^Шх" Исх")-и{ |ипх| > | АЫх'| ,/цп?^А№?, о), ВКх' = -35.858 Расчет полной комплексной проводимости изоляции сети относительно земли по напряжению фазы А и напряжением нулевой последовательности-АЫх'-ВМх'О

155. УБХ := g--^-, УвХ-Ю3 = 0.098 + 0.469. , IУвх! -103 = 0.4791. А№' + ВШ'^ АИх- ВИх^ 1 1§8Х := ЯеСУБх), §8Х-103 = 0.099 , ЬБХ := 1т(У8х), Ь8Х103 = 0.47

156. СХ' := —, СХЧ06 = 0.499 , С~СХ 100 = 0.2453*со С

157. Погрешности расчета параметров изоляции сети относительно земли поэкспериментальным данным по напряжению фазы А и напряжениемнулевой последовательности1 1 11. Г1 —- г2 - —; гз •100 = -1.714 , -^-100 = 1.798 , -^ 100 = -3.4361. Г1 г2 ГЗ1. П.З

158. РАБОЧИЙ ЛИСТ МаШсай / ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ МАКСИМАЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ПАРАМЕТРОВ ИЗОЛЯЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ

159. Исходные данные см. приложение А Модель "Оценка погрешности измерений"к := 0.63, хп:= 1.5, Ак,о := то<1(к,2), ( т-11. Ак,т := тос!к1. Ак'п-2" Уп = о,2w := 0. 5, ААк)ХУ := Ак1ЛУ-2, Вк,ш := -1» В:=АА+В, БЭ :=1. ЭБ =-1