probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2021-23-3-168-180probener-1852Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИКАELECTRICAL ENGINEERINGИспытания устройства защиты от дугового пробоя и искровых промежутков на срабатываниеDevice for testing arc breakdown and spark gap protection devicesЕрашоваЮ. Н.ErashovaYu. N.

Ерашова Юлия Николаевна – старший преподаватель кафедры «Теоретические основы электротехники»

г. Казань

Yulia  N.  Erashova

Kazan

yuliya.kostina@mail.ruИвшинИ. В.IvshinI. V.

Ившин Игорь Владимирович – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Электроснабжение промышленных предприятий»

г. Казань

Igor V. Ivshin

Kazan

ivshini@mail.ruИвшинИ. И.IvshinI. I.

Ившин  Игорь  Игоревич  –  студент

г. Казань

Igor I. Ivshin

Kazan

ivshini@mail.ruТюринА. Н.TyurinA. N.

Тюрин Александр Николаевич – кандидат технических наук, главный технолог

г. Казань

Alexander N. Tyurin – Chief Technologist

Kazan

turinal@rambler.ruКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian FederationАО «ТАТЭЛЕКТРОМОНТАЖ»РоссияJSC "TATELEKTROMONTAZH"Russian Federation202120072021233168180Copyright © Ерашова Ю.Н., Ившин И.В., Ившин И.И., Тюрин А.Н., 20212021Ерашова Ю.Н., Ившин И.В., Ившин И.И., Тюрин А.Н.Erashova Y.N., Ivshin I.V., Ivshin I.I., Tyurin A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1852

ЦЕЛЬ. На основе анализа причин дугового пробоя, принципа работы устройства защиты от дугового пробоя и искровых промежутков (УЗДП) обосновать требования к ним, разработать устройство для проверки УЗДП и провести испытания на условия срабатывания. МЕТОДЫ. Для решения проблем, связанных с особенностями протекания дуговых процессов в различных электрических цепях и отсутствием критериев по многим ключевым параметрам в части требований и применимости УЗДП, проведены ряд испытаний под конкретные параметры сети, проверены корректность работы УЗДП. РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработано устройство для проверки УЗДП, проведены испытания на эффективность срабатывания под конкретные условия сети, даны указания по его эксплуатации. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработанное Устройство для проверки аппаратов защиты от дугового пробоя и искровых промежутков (УП УЗДП) позволяет контролировать факт обязательного срабатывания УЗДП за определенное время и сформулировать требования необходимые при проектирование электрических сетей. Установлено, что последовательный дуговой пробой способен отключить, лишь устройство защиты от дуговых пробоев (УЗДП) и соответственно повысить безопасность эксплуатации электрических сетей до 0,4 кВ с целью уменьшения пожаров, вызванных нарушением правил устройства и эксплуатации электрооборудования.

THE PURPOSE. To justify the need to use an arc breakdown protection device (ABPD) in electrical networks up to 0.4 kV, in order to reduce the number of fires. To analyze the existing types of damage, compare the protection devices against various types of damage in electrical networks up to 0.4 kV. To consider the requirements for ABPD, as well as the main characteristics of protection devices and types of execution. To determine the area of application of the ABPD in electrical installations for various purposes. METHODS. To solve the problems associated with the peculiarities of the arc processes in various electrical circuits and the lack of criteria for many key parameters in terms of the requirements and applicability of the ABPD, it was proposed to conduct a series of tests for specific network parameters in order to understand whether a case can really take place in the current power system when ABPD will not work properly. RESULTS. A test bench has been developed for testing the protection devices against arc breakdown and spark gaps for the effectiveness of operation for specific network conditions, instructions for its operation are given. CONCLUSION. It has been established that a sequential arc breakdown can only switch off an arc breakdown protection device (ABPD) and, accordingly, increase the safety of operation of electrical networks up to 0.4 kV in order to reduce fires caused by violation of the rules for the design and operation of electrical equipment. The proposed device for testing protection devices against arc breakdown and spark gaps allows you to control the fact of mandatory operation of the ultrasonic detector for a certain time and formulate the requirements necessary for the design of power grids.

дуговой пробойУЗДПпожарная безопасностьустройства защитыискрениеarc breakdownABPDfire safetyprotection devicessparkingReferencesПожары и пожарная безопасность в 2018 г. Статистический сборник // Москва: ВНИИПО МЧС РФ, 2019.Fires and fire safety 2018. Statistical collection. Moscow: VNIIPO EMERCOM of the Russian Federation, 2019.Грачева Е.И., Наумов О.В., Садыков Р.Р. Некоторые особенности исследования основных показателей надежности низковольтных аппаратов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2016. № 1 (29). С. 105–115.Gracheva EI, Naumov OV, Sadykov RR. Some features of the study of the main indicators of the reliability of low-voltage devices. Vestnik Kazan State Power Engineering University. 2016;1 (29):105-115.Основы государственной политики Российской Федерации в области пожарной безопасности на период до 2030 года. Утверждены Указом Президента Российской Федерации от 01.01.2018 № 2.Fundamentals of the state policy of the Russian Federation in the field of fire safety for the period up to 2030. Approved by the Decree of the President of the Russian Federation dated 01.01.2018 No. 2.Королёв И.В., Кондратьев О.Е., Валуев П.В., и др. Анализ целесообразности применения устройств обнаружения дугового пробоя для комплексной защиты от пожаров, вызванных неисправностями электрооборудования // Электроэнергия. Передача и распределение.2018.№ 2(47).С. 128–131.Korolev IV, Kondrat'ev OE, Valuev PV, et al. Analysis of the feasibility of using arc breakdown detection devices for comprehensive protection against fires caused by electrical equipment malfunctions. Transmission and distribution. 2018;2 (47):128-131.George. D. Gregory., K. Wong., and Dvorak R. F. More About Arc-Fault Circuit Interrupters // IEEE Transactions on Industry Applications. 2004;40:1006-1011.George DG, Wong K, and Dvorak RF. More About Arc-Fault Circuit Interrupters. IEEE Transactions on Industry Applications. 2004;40:1006-1011.AFDD Technical Guide. Arc fault phenomena and functioning of AFDDs. ABB, 2018.AFDD Technical Guide. Arc fault phenomena and functioning of AFDDs. ABB, 2018.Монаков В.К., Кудрявцев Д.Ю., Козырев А.А. Принцип работы устройства защиты электроустановок от дуговых замыканий // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая политика. 2014. № 1. С. 28-30.Monakov VK, Kudryavtsev DYu, Kozyrev AA. The principle of operation of the device for the protection of electrical installations from arc faults. Electro. Electrical engineering, power engineering, electrical policy. 2014;1:28 - 30.Kang C.S. The Operation Characteristics of Circuit Design in Arc Fault Current Interruption // Proceedings of the 6th WSEAS International Conference on Heat and Mass Transfer (HMT’09). 2009. pp. 85-88.Kang CS. The Operation Characteristics of Circuit Design in Arc Fault Current Interruption. Proceedings of the 6th WSEAS International Conference on Heat and Mass Transfer (HMT’09), pp. 85-88, 2009.5SM6 AFDUnit. Technology Primer. Siemens, 2012.5SM6 AFD Unit. Technology Primer. Siemens, 2012.Смелков Г.И., Пехотиков В.А., Рябиков А.И., и др. Исследование эффективности применения устройства защиты от дугового пробоя // Актуальные проблемы обеспечения пожарной безопасности и защиты от чрезвычайных ситуаций. Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. 2020. С. 102-107.Smelkov GI, Pekhotikov VA, Ryabikov AI, et al. Investigation of the effectiveness of the use of an arc breakdown protection device. In the collection: Actual problems of fire safety and protection from emergencies. Collection of materials of the All-Russian scientific-practical conference. 2020. pp. 102-107.Ившин И.В., Тюрин А.Н., Ерашова Ю.Н. Особенности внедрения устройств защиты от дугового пробояв электрических сетях до 1 кВ // Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно-энергетическом комплексе и жилищно- коммунальном хозяйстве: матер. VI Национальной науч.-практ. конф. 10–11 декабря 2020 г., Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2020. Т. 1. C. 370–374.Ivshin IV, Tyurin AN, Erashova YuN. Features of the introduction of protection devices against arc breakdown in electrical networks up to 1 kV. Instrument making and automated electric drive in the fuel and energy complex and housing and communal services: mater. 6 National scientific-practical.conf. December 10-11, 2020, Kazan: Kazan. energ. Univ., 2020;1:370–374.Королев И.В., Валуев П.В., Бурдюков Д.А. Моделирование срабатывания УЗДП в электрических сетях о,4 кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. 2019. № 6(57). С. 124–127.Korolev IV, Valuev PV, Burdyukov DA. Modeling of triggering of ultrasonic detectors in electrical networks about, 4 kV. Elektroenergiya. Transmission and Distribution. 2019;6 (57):124-127.Правила устройства электроустановок. 7-е издание. 2002. №204. С. 44–45.Rules for the device of electrical installations. 7th edition. 200;204:44–45.Черников Г.Б. Устройство для проверки защитных аппаратов. Патент на полезную модель № 2148835 от 10.05.2000 г. Заявка № 97120460/09 от 12.08.1997 г.Chernikov GB. Device for testing protective devices. Utility model patent No. 2148835 dated 05.10.2000. Application No. 97120460/09 dated 08.12.1997.Тюрин А.Н., Солуянов Ю.И., Шмуклер М.И., и др. Устройство для проверки аппаратов защиты от дугового пробоя и искровых промежутков. Патент на полезную модель № 200084 от 05.10.2020 г. Заявка № 2020116982 от 22.05.2020 г.Tyurin AN, Soluyanov YuI, Shmukler MI, et al. A device for testing protection devices against arc breakdown and spark gaps. Utility model patent No. 200084 dated 05.10.2020. Application No. 2020116982 dated 22.05.2020.Тюрин А.Н., Солуянов Ю.И., Шмуклер М.И., и др. Генератор электрической дуги. Патент на полезную модель № 198462 от 02.09.2020 г. Заявка № 20200116974 от 22.05.2020Tyurin AN, Soluyanov YuI, Shmukler MI, et al. Electric arc generator. Utility model patent No. 198462 dated 09/02/2020. Application No. 20200116974 dated 05/22/2020Наумов А.А. Обеспечение требуемого качества электрической энергии. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2020;22(1):85-92. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2020-22-1-85-92.Naumov AA. The required quality of electrical energy provision. Power engineering: research, equipment, technology. 2020;22(1):85-92. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2020-22-1-85-92.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.