Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ, содержащее источник оперативного напряжения, множительноделительный блок, сумматор, запоминающий элемент, четыре ключа и три индикатора , причем первый выход источника оперативного напряжения соединен с землей, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два датчика тока, два датчика напряжения, блок дифференцирования , пороговый элемент, элемент зацержки , два одновибратора, два.элемента И, ключ и индикатор,причем второй выход источника оперативного напряжения через первый датчик тока соединен с первым датчиком напряжения и первой входной клеммой и через второй датчик тока и первый ключ соединен с другими входами обоих датчиков напряжения и второй входной клеммой, информационные выходы обоих датчиков напряжения подсоединены к первому и второму входам множительноделительного блока, третий вход которого соединен с выходом запоминающего элемента, выход множительноделительного блока через второй ключ соединен с первым индикатором, информационный выход первого датчика тока соединен с первым входом сумматора и через третий ключ с входом второго индикатора, информационный выход второго датчика тока соединен с вторым входом сумматора и первьм входом первого логического элемента И и через ,четвертый ключ с входом третьего индикатора и первым входом запомина1ощего элемента, выход сумматора соединен через пятый ключе входомчетвер-д того индикатора и через последователь но® включенные блок дифференцирования и (Л пороговый элемент с входами элемента задержки и первого одновибратора, выход которого соединен с первым входом второго логического элемента И и вторым входом первого логического элемента И, выход которого соединен с управляелими входами третьего, четвертого и пятого ключей, выхвд элемента задержки соединен с входом второго одновибратора, первый выход кооо да 1 торого соединен с управляемым входом первого ключа и вторым входом -второго логического элемента И а второй выход соединен с входом запою минающего элемента, выход второго ло гического элемента И соединен с управ ляемым входом второго ключа, а другой вход второго датч1у(а напряжения соединен с землей.

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ а 01 К 27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ :; - -,:,:.",„

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ - . / (21) 3331208/18-21 (22) 27.08.81 (46). 30.03.83. Вюл, )) 12 (72) Л.Н. Карпиловский.и В.М. Ребров (53) 621.317.73 088.8 (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)Р 370551, кл. G 01 R 27/18, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 661414, кл. G 01 R 27/18, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ, содержащее источник оперативного напряжения, множительноделительный блок, сумматор, запоминающий элемент, четыре ключа и три индикатора, причем первый выход источника оперативного напряжения соединен с землей, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,-в него введены два датчика тока, два датчика напряжения, блок дифференцирования, пороговый элемент, элемент за цержки, два одновибратора, два.элемента И, ключ и индикатор, причем второй выход источника оперативного напряжения через первый датчик тока соединен с первым датчиком напряжения и первой входной клеммой и через второй датчик тока и первый ключ соединен с другими входами обоих датчиков напряжения и второй входной клеммой, информационные выходы обоих датчиков напряжения подсоединены к первому и второму входам множительноцелительного блока, третий вход которого соединен с выходом запоминающего элемента, выход множительноделительнога блока через второй ключ соединен с первым индикатором, информационный выход первого датчика тока соединен с первым входом сумматора и через третий ключ с входом второго индикато)3а, информационный выход второго датчика тока соединен с вторым входом сумматора и первым входом первого логического элемента И и че- . рез,четвертый ключ с входом третьего индикатора и первым вхоцом запоминающего элемента, выход сумматора соединен через пятый ключ с входомчетвер- > того индикатора и через последовательно@ включенные блок дифференцирования и пороговый элемент с входами элемента задержки и первого одновибратора,выход которого соединен с первым вхо- %а дом второго логического элемента И и вторым входом первого логического элемента И, выход которого соединен с управляеьаеми входами третьего, четвертого и пятого ключей, выхВд элемента задержки соединен с входом второго одновибратора, первый выход которого соединен с управляемым входом первого ключа и вторым входом .второго логического элемента И,. а второй выход соединен с вторым входом sanoминающего элемента, выход второго логического элемента И соединен с управ ляемым входом второго ключа, а другой вход второго датчика напряжения соединен с землей.

1008672

Йзобретение относится к электротехнике, в частности -к измерению сопротивления изоляции электрических сетей.

Известно устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее источник оперативного напряжения, измеритель тОка и индикатор (1 ).

Недостатками устройства являются возможность измерения величины сопротивления изоляции электрической сети только относительно корпуса и отсутствие возможности измерения сопротивления изоляции между фазами (полюсами) электрической сети, нарушение которой обычно ведет к короткому замыканию.

Известно также устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее ис- 20 точник оперативного напряжения, множительно-делительный блок, сумматор, запоминающий элемент, четыре ключа и три индикатора g2).

Недостатком этого устройства так- 25 же является невозможность измерения межфазной изоляции.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства для измерения сопротивления изоляции 30 путем обеспечения измерения сопротивления межполюсной (межфазной) изоляции и изоляции полюсов (фаз) контролируемой сети от земли.

Поставленная цель достигается тем,g5 что в устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее источник оперативного напряжения, множительно-делительный блок, сумматор, запоминающий элемент,4 четыре ключа и три индикатора, причем первый выход источника оперативного напряжения соединен с землей, допол-нительно введены два датчика тока, два датчика напряжения, блок диффе> ренцирования, пороговый элемент, элемент задержки, два .одновибратора, два элемента Й, ключ и индикатор, причем второй выход источника оперативного напряжения через первый датчик тока соединен с первым датчиком напряжения и первой входной клеммой и через .второй датчик тока и первый ключ соединен с другими входами обоих датчиков напряжения и второй входной клеклой, информационные выходы обоих 55 датчиков напряжения подсоединены к первому и второму входам множительноделительного блока, третий вход которого соединен с выходом запоминающего элемента, выход множительно-дели- $p тельного блока через второй ключ соединен с первым индикатором, информационный выход первого датчика тока соединен с первым входом сумматора и через третий ключ с входом второго индикатора, информационный выход второго датчика тока соединен с вторым входом сумматора и первым входом первого логического элемента И и через четвертый ключ с входом третьего индикатора и первым входом запоминающего элемента, выход сумматора соединен через пятый ключ с входом четвертого индикатора и через последовательно включенные блок дифференцирования и пороговый элемент с входами элемента задержки и первого одновибратора, выход которого соединен с первым входом второго логического элемента И и вторым входом первого логического элемента И, выход которого соединен с управляемыми входамй третьего, четвертого и пятого ключей, выход элемента задержки соединен с входом второго одновибратора, первый выход которого соединен с управляемым входом первого ключа и вторым входом второго логического элемента И, а второй выход соединен с вторым входом запоминающего элемента, выход второго логического элемента И соединен с управляемым входом второго ключа, а другой вход второго датчика напряжения соединен с землей.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 оперативного напряжения, датчики 2 и 3 тока, датчики 4 и 5 напряжения, сумматор 6, блок 7 дифференцирования, множительно-делительный блок 8, запоминающий элемент 9, пороговый элемент 10, элемент 11 задержки, логические элементы И 12 и 13, одновибраторы 14 и 15, ключи 16-20, индиKàòoðû 21-24, клеммы 25-27 подключения.

Устройство работает следующим образом.

Перед подключением устройства с контролируемой сети снимается рабочее напряжение путем отключения источника энергии, а также отключаются нагрузки. Затем к полюсам (фазам) контролируемой сети с помощью клемм

25.и 26 подключается устройство, корпус которого заземляется с помо-щью клеммы 27.

Измерение осуществляется в два этапа. На первом этапе оперативное напряжение от источника 1 прикладывается к клемме 25 (одному полюсу фазе сети) и через нормально замкнутый ключ 16 к клемме 26 (другому полюсу — фазе сети). Благодаря такому включению после завершения переходных процессов установления, связанных с зарядом. емкостей сети по отношению к земле, шунтирующих сопротивления изоляции полюсов (фаз) сети по отношению к земле, на выходах датчиков 2

1008672 и 3 тока появятся сигналы, характеризующие соответственно сопротивление изоляции каждого полюса (фазы) сети по отношению к земле. Это тем более верно, так как благодаря тому, что оперативное напряжение подается одновременно на оба полюса (фазы) контролируемой сети, то ток через сопротивление межфазной изоляции в этом случае протекать не будет. Сумма токов, измеренных датчиками 2 и.3, ха- 10 рактеризует эквивалентное сопротивление изоляции сети по отношению к земле (корпусу), равное сопротивлению параллельно включенных сопротивлений полюсов (фаз), т.е. 15

1 Х2 (1)

Х1 Х2 .где йx1 и Rgg — сопротивления изоля- р0 ции полисов (фаз) сети по отношению к . земле (корпусу).

На втором этапе йри подаче оперативного напряжения только на один по- 25 люс (фазу) электрической сети ток оперативного сигнала протекает через разветвляющуюся цепь, одна ветвь которой состоит из сопротивления изоляции полюса (фазы) сети Rgq на кото- 30 рый подано оперативное напряжение, зашунтированного емкостью С>< этого полюса (фазы) сети по отношению к земле (корпусу), а другая ветвь пред- . ставляет собой последовательное соединение межфазной изоляции R„ H сопротивления изоляции по отношению к земле другого полюса (фазы) сети R<, зашунтированных соответствующими емкостями С и Сх2. Отношения сигналов на выходе датчиков 4 и 5 напряжения 40 характеризуют соотношение между величинами сопротивлений межфазной изоляции R и сопротивления изоляции полюса (фазы) сети, на которую непосредственно не подается оператив- 45 ное напряжение т,е. Кх2, R Я,„ (2)"

=П

Х2 Х2

В связи с тем, что величина R g определена на первом этапе измерения, то умножение величины Rx2 на и дает величину межфазной изоляции R . Ч Х2 (3) !

Алгоритм работы устройства следующий.

При подаче питания на устройство ключи 16-20 остаются в исходном по- 60 ложении, т.е. ключ 16 замкнут, ключи

17-20 разомкнуты, а одновибраторы 14 и 15 находятся в устойчивом состоянии. В течение процесса заряда емкостей сети относительно земли (корпуса) 65 информация на индикаторы 21-24 не поступает.

При завершении процесса заряда емкостей сети оперативным сигналом с заданной степенью точности сигнал на выходе блока 7 дифференцирования становится меньше какого-то наперед заданного уровня, что вызывает появление на выходе порогого элемента 10 сигнала, который переводит одновибратор 14 в неустойчивое положение, а также поступает на вход элемента 11 задержки. Сигнал с выхода одновибратора 14 поступает на второй вход логического элемента И 12, на первом входе которого уже присутствует сигнал с выхода датчика 3 тока. Поэтому на выходе логического элемента И 12 появляется сигнал, который вызывает замыкание ключей 17-19 на время пребывания одновибратора 14 в неустойчивом состоянии, что приводит к поступлению на входы индикаторов 2123 сигналов (информации), характеризующих сопротивления изоляции полюсов (фаз) сети относительно земли (индикаторы 21 и 23) и эквивалентного сопротивления изоляции сети относительно корпуса. Одновременно сигнал, характеризующий сопротивление изоляции полюса (фазы) сети относительно земли, с которого впоследствии снимается оперативйое напряжение, т.е. характеризующий Кх2, поступает на вход запоминающего элемента 9. Одновременно сигнал с выхода одновибратора 14 подается на первый вход логического элемента И 13 но на его выход не поступает, так как отсутствует сигнал с внхода одновибратора 15. По истечении времени задержки, которое выбирается большим, чем время пребывания одновибратора 14 в неустойчивом состоянии, на выходе элемента 11 задержки появляется сигнал, который переводит одновибратор 15 в неустойчивое состояние. Сигнал с выхода последнего вызывает размыкание ключа 16 (на время пребывания одновибратора 15 в неустойчивом состоянии). Это приводит к тому, что оперативное напряжение от источника 1 становится приложенным только к одному полюсу (фазе) контролируемой сети. Одновременно сигнал с выхода одновибратора 15 поступает на второй вход логического элемента И 13. Времяуребывания одновибратора 15 в настойчивом состоянии выбирается заведомо большим времени реально возможного, исходя из параметров изоляции и сети переходного процесса установления оперативного тока. Пожтому, когда на выходе блока 7 дифференцирования сигнал снова падает ниже наперед заданного уровня, характеризующего завершение переходного процесса установления

1008672

l

) ! ф ) ВНИИПИ Заказ 2331/56 Тираж 708 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,:4 оперативного тока на втором этапе измерения, т.е. оперативное напряжение приложено непосредственно только к одному из полюсов (фаз) контролируемой сети, сигнал .с выхода порогового элемента 10 переводит одновибратор 14- снова в неустойчивое состояние, что вызывает вновь появление сигнала на первом входе логического элемента И 13 и на второмвходе логического элемента И 12. На )O этот раз на выходе логического элемента И 13 появляется сигнал (так как на втором его входе уже присутствует сигнал от одновибратора 15), который вызывает замыкание ключа 20 )5 и поступление только в з-.:зт отрезок времени информации о величине межполюсной (межфазной) изоляции с выхода множительно-делительного блока 8 на вход индикатора 24. Информация в множительно-делительном блоке вырабатывается непрерывно, так как непрерывно поступают на его входы сигналы с выходов датчиков 4 и 5 напряжения и запоминающего элемента 9, од->5

4ако только в указанный момент второго этапа измерений когда замыкается ключ 20) она носит истинный характер.

На выход логического элемента

И 12 сигнал не проходит, так как в этот момент отсутствует сигнал на его первом входе с выхода датчика-3 тока (цепь датчика 3 тока разомкнута на втором этапе измерения ключом 16), поэтому ключи 17-19 остаются разомкнутыми, и ложная информация на входы индикаторов 21-23 не поступает.

После возвращения одновибратора 15 в устойчивое состояние сигнал с его второго выхода поступает на вход стирания запоминающего элемента 9 и вызывает его переход в исходное состояние. Одновременно возвращаются в исходное состояние ключи 20 (размык )ется) и 16 (замыкается) и начинается новый цикл измерений.

Таким образом, за один цикл измерений получают информацию о величине сопротивления полюсов (фаз) сети относительно земли Ryq и R> y, о величине эквивалентного сопротивления изоляции R з и величине межполюсной (межфазной) изоляции R . Эта информация и тенденции ее измерения дают возможность прогнозировать как однофазные замыкания на землю, так и межполюсные межфазнре короткие замыкания..

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в создании универсального устройства, которое позволяет в значительной степени понизить вероятность кс)ротких замыканий. Это повыаает пожарои электробезопасность объектов, на которых расположены контролируемые сети, а также надежность эксплуатации энергосистем.

Г