жалко, конечно, потраченного времени, однако (кому не только аттестацию надо пройти):
Модель СОПТ+УК+ДВ, используемая при написании СТО 56947007-29.120.40.102-2011
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb0smq1tjb19es91a1cg5115d1.png
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bbbofdu3do2pf19lq01rcl1.png
На схеме (номиналы из сопроводительных документов):
• V1 – АКБ, 242В;
• С1 и С2 – емкости СОПТ, могут быть до 380 мкФ, приняты 5 мкФ;
• С3 и С4 – емкости полюсов ДВ+кабели, 0, 7 мкФ; утверждается, что величина С3 может составлять 10 мкФ, а подключение к «+» полюсу ДВ емкости 2.2 нФ имеет большое значение;
• SW11 – УК;
• R3 – ДВ, номинальное сопротивление 40 кОм, допускается 60 кОм, 1 МОм - плохо;
• Пары R2/R5, R4/R6 и R1/R7 – сопротивление изоляции, R2, R4, R1 – имитируют пробой изоляции/заземления соответствующего участка цепи СОПТ-ДВ; сопротивление изоляции в явном виде не указано
На схеме т. 1 соответствует «+» СОПТ; т.2 – «-» СОПТ и т.5 – «+» ДВ, рабочее напряжение ДВ – разница напряжений т.5 и т.2
Первоначально примем сопротивление ДВ равным 1 МОм.
Установленный режим системы определяется только сопротивлениями, и СОПТ симметричен относительно земли (на рисунке обведено кружочком).
Видно (на нижнем графике), что управляющее напряжение на ДВ равно половине напряжения СОПТ (а эксплуатация подтверждает правильность модели? – такие напряжения есть?)
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb1e2v1u2sup1he81etihbh2.png
Поскольку сопротивления изоляции не указаны, посмотрим, как они влияют на распределение напряжений в системе.
Изменяем Rизол=10 кОм … 100 Мом (на рисунке обведено кружочком) – ожидаемый результат: при системном (общем) изменении сопротивления изоляции распределение напряжений не изменяется.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb20ou336197g1hvd1lvkcn73.png
Теперь посмотрим, как при изменении сопротивления ДВ изменяется распределение потенциалов (напряжений).
Для это изменим Rдв в диапазоне 10 кОм до 1 Мом (10, 40, 100, 1000 кОм) (на рисунке обведено овалом).
Видно, что напряжение (потенциалы) полюсов СОПТ сместились вверх, напряжение + полюса ДВ уменьшилось, а управляющее напряжение на ДВ уменьшилось.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb2f7c15lt17mcr713rve2c4.png
Предполагая, что в системе используется не менее 100 ДВ, получим: напряжение + СОПТ =161В, -СОПТ - -80В и управляющее напряжение ДВ равно 0,5В (Rизол=100 Мом). При системном снижении сопротивления изоляции до, например, 10 кОм напряжения в системе составят +160В, -81В и 1,4В соответственно.
Теперь рассмотрим пробои изоляции.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb2rqhmq51fb11q7r4c8cje5.png
На рисунке:
• Изображены три последовательных пробоя изоляции на участках: +СОПТ – УК, УК - +ДВ и –СОПТ - -ДВ.
• На нижнем графике (управляющее напряжение ДВ) цвет линии соответствует сопротивлению ДВ (и на последующих рисунках)
Очевидно, что пробой изоляции на участке –СОПТ - -ДВ не может вызвать излишнего срабатывания (если ДВ униполярный).
«Энергия» пробоя на участке УК - +ДВ самая высокая. Формируемый импульс имеет самый широкий спектр (постоянная времени процесса = 2,2*R4*C4).
При подобном пробое управляющее напряжение ДВ всегда превышает пороговое напряжение 158-170В.
При сопротивлениях ДВ до 10 кОм длительность помехи равна длительности пробоя.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb39ma9d81d9e1671dg41t1v6.png
Что касается тока пробоя, то, чем меньше сопротивление ДВ тем, тем больше ток пробоя: однако при ДВ 10 кОм он не превышает 25 мА, а при Rдв 1 МОм 300 мкА.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb3mae7j715em1a4ic7p1kk77.png
При этом ток пробоя имеет две составляющей: быстродействующую (длительностью примерно 500 мкс) и мощную (ток до 2А), и медленную – длительностью равной длительности пробоя и током не более 25 мА.
При пробое изоляции на участке +СОПТ – УК «энергия» пробоя (в зоне ДВ) невысокая, уже при сопротивлениях ДВ ниже 50-55 кОм управляющие напряжения ДВ ниже напряжения порога срабатывания. Процесс низкочастотный (постоянные времени – приблизительно: 2,2*(С1+C2+С3)*R2||Rдв и 2,2*(С1||C2||С3||C4)*Rдв)
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb42vl1t8ao6v1s9o9caqaj8.png
Ток пробоя здесь тем больше, чем меньше сопротивление ДВ, но всегда превышает 1 А.
Наибольший интерес представляют токи ДВ при этих пробоях изоляции.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb4lhd151s1edag62n90mkn9.png
Здесь действует то же правило: чем меньше сопротивление ДВ, тем выше его ток при пробое. Но при сопротивлениях до 10 кОм он не превышает 25 мА.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb5760e0cb77aikflafe8a.png
Причем импульс тока ДВ не имеет высокочастотную составляющую.
Рассмотрим теперь те же самые графики при емкостях СОПТ С1 и С2 равными 150 мкФ и емкости –ДВ полюса С3 = 10 мкФ.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb6pfcdi7cq1vtb19n52h5c.png
Если последовательно сравнить все графики (старые и новые), то можно увидеть, что изменение емкостей повлияло только на форму импульсов и напряжений, но не на их абсолютные значения (они даже несколько уменьшились, так как не хватает энергии на полный перезаряд таких емкостей).
Теперь рассмотрим более правильную модель, когда пробои изоляции +СОПТ-УК и -СОПТ-ДВ происходят в зоне ответственности СОПТ, то есть действуют на все ДВ на объекте, а пробой на участке УК - +ДВ происходит только в зоне/цепи одного ДВ. При такой модели СОПТ пробой изоляции в зоне полюса –ДВ так же относится к зоне СОПТ.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bb77tshgb9j14rs1bn6j9md.png
Ниже приведены два рисунка: на первом число ДВ на объекте составляет 100, а на втором 1000.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bck10p1bf01op2hsq19qk1mto1.png
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bci4lui1u1hl7cect1818d92.png
Как видно на рисунках, чем больше на объекте ДВ, тем меньше напряжения и токи помех, кроме тока пробоя в зоне СОПТ на участке между +СОПТ и УК, здесь он увеличивается.
При сопротивлениях ДВ 1 Мом напряжение управления ДВ может превысить пороговое значение при пробоях изоляции в зоне +СОПТ-УК-+ДВ, и все процессы чрезвычайно медленные (длительности помех превышают длительность пробоя).
При сопротивлениях ДВ менее 50-55 кОм напряжение управления ДВ не могут превысить пороговое значение при пробоях изоляции в зоне +СОПТ-УК, и все процессы медленные (длительности помех превышают длительность пробоя).
При пробоях изоляции в зоне УК-+ДВ управляющее напряжение ДВ изменяется линейно: чем меньше сопротивление ДВ, тем больше, и сопротивлении ДВ 10 кОм (при числе ДВ в системе 100) является критичным (меньше нельзя!), однако здесь остается запас по поглощающей способности ДВ. При числе ДВ в системе более 150 это ограничение снимается (даже сопротивления ДВ 4 кОм допустимы).
В заключение хочется сказать, что все написанное относится только к выбранной модели ДВ.
Нормально спроектированный ДВ (даже при сопротивлении ДВ 1 МОм) при любых видах пробоя изоляции защищен от излишних срабатываний (без режекции) (см. последний рисунок).
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58958/thumb/p189bcl2gi19c71c746j91po8k682.png