Сигнализаторы заземления применяют для непрерывного контроля сопротивления изоляции электрических сетей постоянного и переменного тока напряжением от 12 до 220 В, применяемых в устройствах СЦБ.
Сигнализаторы используются также для измерения сопротивления изоляции контролируемых сетей как относительно земли, так и относительно друг друга.
Сигнализатор заземления 36027 (рис. 16) имеет схему, состоящую из трех основных цепей: контрольной, сигнальной и измерительной.
Контрольная цепь применяется отдельно для каждой сети и имеет ключ РВ, поляризованное реле ИР типа РП-7, ограничивающий резистор RO, выпрямитель В1 для рабочей цепи 220 или 160 В или дополнительный источник питания — выпрямитель В2 (100 В ± 3%). Основные параметры контрольных цепей сигнализатора заземления приведены в табл. 2.
Таблица 2
Сигнальная цепь питается от выпрямителя В3 (24 в ± 3%). При возбуждении реле ИР срабатывает соответствующий ему сигнальный клапан СК, обесточиваются вспомогательные реле ВР1 и ВР2 и включается аварийная сигнализация: гаснет лампа и включается звонок Зв. Измерительная цепь состоит из переключателей ПР1 и ПР2, кнопок КН1, миллиамперметра МА и выпрямителя В4 (120 В ± 3%).
Рис. 16. Сигнализатор заземления 36027 типа I на 220 В
Сопротивление изоляции измеряемой сети определяется по следующим формулам:
где— токи утечки, протекающие через прибор при данной и обратной полярности.
Для упрощения вычислений на панели сигнализатора имеется кривая зависимости, по которой, зная /ср, определяется величина сопротивления изоляции сети.
Для включения сигнализатора ключи РВ устанавливают в положение «Выключено», переключатели ПР — в положение «Н». К зажимам «—24» и «—220» подключают минусовые шины контрольной и рабочей батарей, к зажиму «~220» — среднюю точку трансформатора ТС. Для выключения звонка нажимают кнопку КН2, после чего загорается красная лампочка. Затем поочередно подключают контролируемые сети следующим образом: ключ РВ ставят в положение «Заряд» на 2—3 сек (время заряда кабельной сети), а затем — «Включено».
Если в процессе эксплуатации сопротивление изоляции какой-либо контролируемой сети понизится до величины, на которую настроен сигнализатор, то зазвонит звонок, погаснет красная лампочка и откроется крышка сигнального клапана этой сети. В этом случае все ключи РВ надо перевести в положение «Выключено», нажать кнопку выключения звонка, а затем вновь подключить все сети, кроме неисправной, которая остается отключенной от сигнализатора до устранения повреждения.
Для измерения сопротивления изоляции сети относительно земли ключ РВ ставят в положение «Выключено», переключатель ПР1 — в положение «Н», а переключатель ПР2 — в положение с обозначением измеряемой сети со знаком земли. Затем, нажимая кнопки КН1 и КН3 дважды, снимают показание миллиамперметра при данной и измененной полярности тока. По среднему арифметическому значению этих показаний и кривой находят общее сопротивление изоляции сети.
При измерении сопротивления изоляции между двумя сетями ключи этих сетей ставят в положение «Выключено». Переключатель ПР1 ставят в положение измеряемых сетей, а переключатель ПР2 — в положение «Н». Остальные манипуляции аналогичны измерению изоляции относительно земли.
Для регулировки и проверки чувствительности сигнализатора между вводными зажимами регулируемой цепи и землей подключают переменный резистор в соответствии с данными табл. 2. Ключи РВ этой цепи устанавливают в положение «Заряд» (переключатели ПР1 и ПР2 находятся на ламелях «Н»). Полностью выводят сопротивление шунта реле ИР этой цепи. Ключ РВ устанавливают в положение «Включено» и плавно вводят сопротивление шунта до тех пор, пока реле ИР не сработает. Далее ключ РВ устанавливают в положение «Выключено». После этого сопротивление переменного резистора увеличивают на 10%, ключ РВ возвращают в положение «Включено»; сигнализатор не должен срабатывать.
При регулировке чувствительности цепи для контроля сети постоянного тока 220 В между зажимами «+220» и «—220» включают напряжение постоянного тока 220 В, а переменный резистор подключают между одним из этих зажимов и землей.
Проверка чувствительности сигнализатора во время эксплуатации при подключенных к нему контролируемых сетях осуществляется следующим образом. Ключ РВ проверяемой цепи сигнализатора ставят в положение «Выключено», а переключатель ПР2 — в одно Из положений «Чувствительность реле ИР» с обозначением этой цепи (переключатель ПР1 должен быть на ламели «Н»). Рукояткой R1, находящейся на передней плате прибора, измеряют величину сопротивления R1 до установления в цепи тока срабатывания реле ИР в соответствии с данными паспорта сигнализатора. При уменьшении тока в цепи на 5% реле не должно срабатывать.
Для исключения ложного срабатывания сигнализатора заземления при переводе группы стрелок, когда меняется емкость жил кабеля, Μ. Т. Ланщиков (Свердловская дорога) предлагает на зажимы плюс 220 В — «земля» и минус 220 В — «земля» сигнализатора дополнительно включить два конденсатора по 4 мкф каждый. Сигнализаторы периодически проверяют в КИПах или на месте при помощи различных испытательных приборов.
Сигнализатор заземления типа СЗ. В настоящее время КБ ЦШ разработан новый сигнализатор заземления с возможностью одновременного контроля сопротивления изоляции шести электрических цепей, не имеющих между собой гальванической связи, выпускаемый в трех монтажных исполнениях следующих назначений:
СЗ-1 № 36439 — для контроля цепей постоянного тока 220 и 24 в и переменного тока 220, 220, 220 и 24 в;
СЗ-2 № 36440 — для контроля цепей постоянного тока 60, 60, 24 и 24 в и переменного тока 24 и 12 в;
СЗ-3 № 36545 — для контроля цепей постоянного тока 220, 24 и 24 в и переменного тока 220, 220 и 24 в.
Принципиальная схема сигнализатора заземления типа СЗ-1 показана на рис. 17. Для повышения надежности действия сигнализатора в качестве чувствительного контрольного прибора применен магнитный усилитель МУ типа ТУМ-А1-16 с положительной обратной связью, работающий в релейном режиме. Величина тока срабатывания магнитного усилителя выбирается по допустимой величине тока утечки в контролируемой цепи и регулируется за счет изменения тока смещения (в обмотке 2Н—2К).
Рис. 17. Схема сигнализатора заземления типа СЗ-1
Рабочие обмотки всех магнитных усилителей питаются от одного источника переменного тока напряжением 24 в, последовательно с которым включено контрольное реле КР. Нагрузкой усилителя являются индикаторные лампы Л1—Л6.
При включенном положении переключателей (тумблеров ПК и ВК) через обмотку управления (4Н—4К) протекает ток, величина которого зависит от сопротивления изоляции контролируемой цепи. При увеличении тока в обмотке управления выше заданного предела магнитный усилитель МУ открывается и загорается красная лампа этой цепи. За счет осуществления магнитной блокировки усилителя (для запирания МУ надо подать ток обратной полярности) сигнализация остается включенной и после восстановления повреждения изоляции цепи.
Реле КР при открытии любого МУ срабатывает и своими контактами размыкает цепь питания вспомогательного реле ВР, которое отключает сигнализатор от контролируемых цепей и включает звонок аварийной сигнализации. Для выключения аварийной сигнализации переключатели ПК1—ПК6 кратковременно ставят в положение заряда. При этом обмотки управления и обратной положительной связи будут зашунтированы, а ампер-витки смещения создадут электромагнитное поле обратного направления, которое перемагнитит сердечник усилителя и схема придет в исходное состояние (красная лампа погаснет, реле КР отпустит свой якорь, реле ВР возбудится, звонок выключится).
В этом положении переключателей ПК1—ПК6 происходит заряд кабельной сети, которая отключалась при повреждении изоляции. Для восстановления контроля изоляции цепей переключатели ПК1—ПК6 ставят в положение «включено», при этом загорается зеленая лампа Л8. При помощи кнопок КН1—КН6 и миллиамперметра ИП1 измеряют величину тока утечки в каждой контролируемой цепи, по которой определяют сопротивление их изоляции.
Включение сигнализатора. Переключатели ПК1—ПК6 и включатели ВК1—ВК6 ставят в положение «выключено». Посредством штепсельного разъема к сигнализатору подводят контролируемые цепи (к выводу ~220 В подключают среднюю точку трансформатора), подключают «землю» и питающее напряжение (выводы «сеть ~220 В»). Тумблер с обозначением «сеть» ставят в положение «включено», после чего к сигнализатору поочередно подключают контролируемые цепи, устанавливая в положение «включено» сначала выключатель ВК, а затем через 2—3 сек переключатель ПК.
Если в процессе эксплуатации сопротивление изоляции какой- либо контролируемой цепи понизится до величины, на которую настроен сигнализатор, то включится звонок и загорится красная лампа этой цепи. В этом случае все выключатели ВК нужно поставить в положение «выключено», а переключатели ПК — в положение «заряд». Цепь с пониженной изоляцией остается отключенной от сигнализатора до устранения повреждения. Остальные цепи должны быть подключены к сигнализатору таким же образом, как указано выше.
Измерение сопротивления изоляции. Переключатель ПК измеряемой цепи ставят в положение «заряд», выключатель ВК — в положение «выключено» и нажимают кнопку «измерение». По показанию миллиамперметра и данным таблицы, расположенной на передней панели сигнализатора, определяют сопротивление изоляции данной цепи относительно земли.
Если сигнализатор срабатывает, а сопротивление изоляции относительно земли оказывается в норме, необходимо проверить сопротивление изоляции между испытываемым источником и остальными источниками питания, подключенными к сигнализатору.
Для выявления источников, между которыми нарушена изоляция, необходимо измерение сопротивления изоляции относительно земли испытываемого источника производить как при отключенных остальных источниках питания, так и при поочередном их подключении. При этом, если изоляция между контролируемыми сетями находится в норме, то показания прибора не будут существенно изменяться.
Проверка и регулировка чувствительности.
Правильность выбранного порога срабатывания всех цепей сигнализатора, кроме цепей ± 220 В, проверяют при отключенных контролируемых источниках питания. Для этого между выводами проверяемой цепи и «земли» ставят переменный резистор (например, магазин сопротивлений), величина которого для сети 220 В должна быть 220 ком, 60 В — 60 ком, 24 в — 24 ком и 12 в — 12 ком. При указанных величинах сопротивления изоляции сети сигнализатор должен срабатывать (для цепи 220 Вток срабатывания 0,4 мА, для цепи 60 В — 0,8 мА, для цепей 24 и 12 в — 1 мА), при увеличении сопротивления переменного резистора на 15% сигнализатор не должен срабатывать.
При проверке чувствительности цепи сигнализатора, предназначенной для контроля сети постоянного тока 220 В, между выводами + 220 В и — 220 В включают напряжение постоянного тока 220 В. Переменный резистор подключают между одним из выводов ± 220 Ви землей. Регулировку чувствительности производят подбором сопротивлений в цепях смещений МУ, обозначенных в схеме R10—R15.
Сигнализаторы заземления могут применяться для контроля сопротивления изоляции сетей постоянного тока 160,48 и 12 в и переменного тока 127 в при подключении их соответственно к выводам сигнализатора постоянного тока 220, 60 и 24 а и переменного тока 220 В. При хорошем состоянии сопротивления изоляции этих сетей сигнализатор используется без изменения его параметров. При необходимости чувствительность прибора перестраивают за счет изменения тока в цепях смещения путем подбора величин сопротивлений резисторов R4+ R10, R5 + R11, R6 + R12, R7 + R13, R8 + R14 и R9 + R15.