12. Контроль ізоляції, виявлення її несправностей

Режим роботи електричної мережі, ізольованій від землі (режим ізольованою нейтралі, IT-системи), широко застосовується в електроустановках, що вимагають підвищеної надійності енергопостачання, і особливо небезпечних за умовами електропоразки. До таких електроустановок відносяться системи енергопостачання медичних установ, лікарень, судів, залізничних підприємств, гірської, нафтовидобувної, сталеплавильної, хімічної промисловості, випробувального, лабораторного, вибухонебезпечного виробництва і багато інших.

В електричних мережах і електроустановках, ізольованих від землі, умови функціональної надійності енергопостачання в значній мірі визначаються станом ізоляції, її опором і ємністю щодо землі. Для забезпечення необхідного рівня опору ізоляції в електричній мережі або конкретної електроустановки правила наказують ведення безперервного автоматичного контролю (моніторингу) опору ізоляції, здійснюваного пристроями контролю ізоляції.

Оскільки в таких мережах умови електробезпеки можуть бути забезпечені високим опором ізоляції, застосування ПЗВ не завжди виправдано, хоча в окремих випадках може виявитися необхідним.

Функції пристрою контролю ізоляції полягають у вимірі опору ізоляції мереж під робочою напругою і при включених струмоприймачах, оцінці результатів вимірювання шляхом порівняння з уставкой, що задається, як правило, за умовами електробезпеки, і, в разі необхідності, включення сигналізації або впливі на відключає апарат.

Таким чином, контрольний прилад ізоляції здійснює "захист людини ізоляцією ланцюгів електроустановки" шляхом ведення безперервного вимірювання опору ізоляції з метою підтримки його значення на рівні, що забезпечує умови електробезпеки.

Вищевикладене означає, що контроль ізоляції є, необхідним, але не достатньою умовою забезпечення умов електробезпеки. Достатніми умовами можуть бути: підтримка опору ізоляції на рівні вище критичного, захисне відключення і т.п.

За призначенням пристрою контролю ізоляції можна розділити на групи:

А - пристрої автоматичного (безперервного) контролю опору ізоляції мережі або установки щодо землі;

Б - інспекторські прилади для періодичних контрольних вимірювань опору ізоляції в робочому режимі мережі;

В - пристрої селективного виявлення в розгалужених електричних мережах приєднання (фідера) зі зниженим рівнем опору ізоляції.

В даний час в Росії і за кордоном випускаються пристрої контролю ізоляції, що відрізняються один від одного принципом дії, конструктивними рішеннями, областю застосування, надійністю роботи.

Лідерство в цій галузі виробництва займає німецька фірма Bender GmbH, що має філії і дочірні фірми в багатьох країнах світу - США, Бразилії, Франції, Словаччини, Південної Кореї та ін.

Програма виробництва даної фірми включає в себе пристрої контролю ізоляції для мереж змінного струму напругою до 690 В, мереж постійного струму до 500 В, змішаних (змінного і постійного струму), відключених (що включаються періодично), пристрої пошуку пошкоджених приєднань (фідерів) в розгалужених мережах змінного струму напругою до 10 кВ і постійного струму до 690 В і ін.

Особливе місце в програмі займають установки резервованого електропостачання медичних закладів, наприклад, операційних і приміщень екстремальної терапії.

Російське підприємство ОПЗ МЕІ освоїло виробництво за ліцензією фірми Bender GmbH пристрої автоматичного контролю ізоляції "Астро-ІЗО-470", що має такі технічні параметри:

Номінальна робоча напруга, 0-690 В

Частота змінного струму, 50-60 Гц

Діапазони уставок по опору ізоляції, 1-20 і 10-200 кОм

Сигналізація, на табло і дистанційна

Кількість пар контактів виконавчого реле, 2

Виконання, щитове, на ДІН-рейці

Зовнішній вигляд пристрою і схеми підключення показані на рис. 12.1 і 12.2.

Рис 12.1. Зовнішній вигляд пристрою контролю ізоляції Астро-ІЗО

Рис 12.2. Схеми підключення пристрою контролю ізоляції Астро-ІЗО
Важливе значення має вибір уставки пристроїв автоматичного контролю опору ізоляції. Вибір уставки здійснюють за умовами електробезпеки або зі сталого середнього рівня опору ізоляції мережі щодо землі.

Одним з найбільш трудомістких і складних заходів в практиці експлуатації мереж з ізольованою нейтраллю є виявлення фідера зі зниженим опором ізоляції. Існує клас приладів (RCM - residual current monitor - пристрій контролю диференціального струму), стаціонарних, з струмовими датчиками на приєднання, і переносних, у вигляді токоіскательних кліщів, що дозволяють здійснювати селективний контроль ізоляції.

Селективним (виборчим) прийнято називати дію захисного пристрою, що забезпечує відключення тільки пошкодженої ділянки мережі або елементу електроустаткування за допомогою найближчих до нього вимикачів. Алгоритм селективного відключення приєднань повинен бути складений з урахуванням конфігурації мереж, їх розгалуженості, категорії електропостачання тощо

Принцип селективності дії електрозахисного пристрою може бути сформульований у вигляді двох умов - необхідного і достатнього.

Необхідною (але не достатньою) умовою селективності дії пристрою є наявність у кожного контрольованого об'єкта (електричного кола) датчика, який контролює стан опору його ізоляції.

Достатньою умовою забезпечення селективності є вибір оптимального алгоритму опитування датчиків і команд на відключення апаратів.

Як приклад пристрою пошуку пошкодженого приєднання в розгалужених мережах змінного струму напругою до 10 кВ з системами заземлення TN або IT можна привести прилад RCMS-470 виробництва вищезгаданої фірми "Bender", що дозволяє вести постійний контроль струмів витоку в 12 фідерах одночасно. Для кожного з фідерів може бути задана відповідна уставка по диференційному струму. Вихідний сигнал з приладу може бути поданий або на пристрої сигналізації, або на виконавчі пристрої - вимикачі.