Проверка на работоспособность при замыкании на землю аппаратов защиты от параллельного дугового пробоя и искровых промежутков

ЦЕЛЬ. Разработать лабораторный стенд для испытания аппаратов защиты от параллельного дугового пробоя и искровых промежутков на срабатывание при замыкании на землю. Провести испытания на лабораторном стенде с последующей разработкой требований по применению аппаратов защиты от параллельного дугового пробоя и искровых промежутков на срабатывание при замыкании на землю.

МЕТОДЫ. При выполнении поставленной цели были использованы математические и статистические методы анализа. Лабораторные испытания аппаратов защиты от параллельного дугового пробоя и искровых промежутков при разных параме трах сети на корректность срабатывания при замыкании на землю.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Проведены лабораторные испытания при разных параметрах сети аппаратов защиты от параллельного дугового пробоя и искровых промежутков на корректность срабатывания при замыкании на землю. Осциллографом зафиксирована форма кривой напряжения и тока при замыкании на землю и время срабатывания аппаратов. Испытуемые аппараты продемонстрировали способность распознать и отключить замыкание на землю. Время отключения аппаратов варьируется, однако, не превышает установленных требований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработан лабораторный стенд для проведения испытания аппаратов защиты от параллельного дугового пробоя и искровых промежутков на срабатывание при замыкании на землю. С помощью данного стенда существует возможность проверки аппаратов на адекватность срабатывания при замыкании на землю с последующей сертификацией. Проведенные испытания демонстрируют необходимость разработки обязательных требований к аппарату для стандартизации их алгоритма работы. Установлено, что аппарат защиты позволяет отключить параллельный дуговой пробой на землю и таким образом повысить безопасность эксплуатации электрических сетей до 0,4 кВ с целью уменьшения количества пожаров, вызванных нарушением правил устройства и эксплуатации электрооборудования.

1. Гончаренко В.С., Чечетина Т.А., Сибирко В.И. и др. Пожары и пожарная безопасность в 2022 году: информ.-аналитич. сб. Балашиха: ФГБУ ВНИИПО МЧС России. 2023. 80 с.

2. Гордиенко Д.М., Лагозин А.Ю., Рябиков А.И. и др. Новый вид защиты электрических сетей // Пожарное дело. 2021. № 5. С. 50-51. EDN QCRTJV.

3. Грачева Е.И., Наумов О.В., Садыков Р.Р. Некоторые особенности исследования основных показателей надежности низковольтных аппаратов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2016. No 1 (29). С. 105–115.

4. Zhang J., Su G., Chen T., et al. Glowing contact in electrical fires: Experimental investigation and modeling on its heat intensity and thermal hazards // Case Studies in Thermal Engineering. Vol. 45. Art. no. 102880. 2023. doi: 10.1016/j.csite.2023.102880.

5. Soluyanov Y., Tyurin A., Akhmetshin A. Test of Arc Fault Detection Devices for Operation from Spark Gaps and Arc Fault in an Electric Circuit of 0.4 kV // 2023 International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon). 2023. pp. 374-378. doi: 10.1109/UralCon59258.2023.10291069.

6. 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.

7. Грачева Е.И., Сафин А.Р., Садыков Р.Р. Исследование и оценка функциональных параметров низковольтных аппаратов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2018. Т. 20, № 5-6. С. 13-21. EDN XWBLWH.

8. Рашевская М.А., Гудожников А.С., Куликов А.И., и др. Определение характерных признаков дугового пробоя в распределительных сетях низкого напряжения // Промышленная энергетика. 2022. № 8. С. 12-21. doi: 10.34831/EP.2022.33.78.002. EDN PJXMLP.

9. Vasile C., D'Orchymont V., Meunier-Carns J., et al. Arcing Persistency Measurement for IEC62606 Arc-Fault Detection Device Certification // 2019 IEEE Symposium on Product Compliance Engineering (SPCE Austin). 2019. doi: 10.1109/SPCE47297.2019.8950836.

10. Монаков В.К., Кудрявцев Д.Ю., Козырев А.А. Принцип работы устройства защиты электроустановок от дуговых замыканий // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая политика. 2014. No 1. С. 28-30.

11. Müller P., Tenbohlen S., Maier R., et al. Characteristics of Series and Parallel Low Current Arc Faults in the Time and Frequency Domain // 2010 Proceedings of the 56th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts. 2010. pp. 1-7.

12. Дубинин Д.В., Кутейников П.Д., Рашевская М.А. Изучение характеристик электрической дуги низкого напряжения // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2023. № 1(357). С. 34-38. doi: 10.33979/2073-7408-2023-357-1-34-38. EDN BDHYRG.

13. Харламенков А.С. Целесообразность применения устройств защиты от дугового пробоя // Пожаровзрывобезопасность. 2021. Т. 30, № 2. С. 117-122. EDN ZLMDVI.

14. Пехотиков В.А., Смелков Г.И., Рябиков А.И. и др. Перспективы и проблемы применения устройств защиты от дугового пробоя // Безопасность труда в промышленности. 2019. № 11. С. 18-23. doi: 10.24000/0409-2961-2019-11-18-23. EDN XGBSUO.

15. Gregory G.D., Scott G.W. The arc-fault circuit interrupter, an emerging product // 1998 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference Conference Record. Papers Presented at the 1998 Annual Meeting (Cat. No.98CH36202). 1998. doi: 10.1109/ICPS.1998.692533.

16. Hnatiuc B., Turcu F., Hnatiuc M., et al. Detection of electric arc faults by Arc Fault Detection Devices // EPE 2022 - Proceedings of the 2022 12th International Conference and Exposition on Electrical and Power Engineering. 2022. pp. 239–244. doi: 10.1109/EPE56121.2022.9959773.

17. Ra W., Kong H. Comparison Study of Operation Characteristics of AFCI Products // International Journal of Membrane Science and Technology. 2023. Vol. 10. No. 1. pp. 201-208. doi: 10.15379/ijmst.v10i1.1446.

18. Lu Q., Ye Z., Zhang Y., et al. Analysis of the Effects of Arc Volt–Ampere Characteristics on Different Loads and Detection Methods of Series Arc Faults // Energies. Vol. 12. Iss. 2. 2019. doi: 10.3390/en12020323.

19. Ji H.-K., Kim S.-W., Kil G.-S. Phase Analysis of Series Arc Signals for Low-Voltage Electrical Devices. Energies. Vol. 13. Iss 20. 2020. doi: 10.3390/en13205481.

20. Патент № 2660285 C1 Российская Федерация, МПК G01R 31/08, G01R 15/14, H02H 7/26. Устройство защиты от искрения и способ его работы: № 2017135565: заявл. 05.10.2017: опубл. 05.07.2018 / А. С. Мкртумов, А. Н. Немцов, Ф. Н. Немцов. EDN IOHXTI.

21. Ерашова Ю.Н., Ившин И.В., Тюрин А.Н., и др. Испытания устройства защиты от дугового пробоя и искровых промежутков на срабатывание // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021. Т. 23, № 3. С. 168-180.

22. Королев И.В., Валуев П.В., Бурдюков Д.А. Моделирование срабатывания УЗДП в электрических сетях 0,4 кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. 2019. № 6(57). С. 124-127. EDN FOGLJW.

23. Патент на полезную модель № 199462 U1 Российская Федерация, МПК H02H 7/00, G01R 31/12, G01R 31/08. Генератор электрической дуги: № 2020116974: заявл. 22.05.2020: опубл. 02.09.2020 / А. Н. Тюрин, Ю. И. Солуянов, М. И. Шмуклер, И. В. Ившин; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный энергетический университет». EDN XZOSJX.

24. Монаков В.К., Кудрявцев Д.Ю., Пешкун В.А. Защита от дугового замыкания. Время-токовая характеристика устройства // Энергобезопасность и энергосбережение. 2016. № 6. С. 5-8. doi: 10.18635/2071-2219-2016-6-5-8. EDN XENJZZ.

25. Bucci G., Ciancetta F., Fioravanti A., et al. Testing System for the On-Site Checking of Magneto-Thermal Switches with Arc Fault Detection // Energies. 2020. Vol. 13. Iss. 18. doi: 10.3390/en13184652.

26. Hnatiuc B., Dordescu M. Tests de laboratoire pour les dispositifs AFDD // Journal International de Technologie, de l’Innovation, de la Physique, de l’Energie et de l’Environnement. 2019. doi: ff10.18145/jitipee.v5i2.218.

27. Патент на полезную модель № 223814 U1 Российская Федерация, МПК G01R 31/28. Устройство для проверки аппаратов защиты от параллельного дугового пробоя и искровых промежутков на землю: № 2023131575: заявл. 01.12.2023: опубл. 05.03.2024 / И. В. Ившин, Ю. И. Солуянов, А. Н. Тюрин [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный энергетический университет». EDN KDACAB.