Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей и устройство для его осуществления

 

1. Способ измерения сопротив- . Ленин изоляции электрических сетей, содержащий поочередное шунтирование резистором полюсов сети, неоднократное измерение напряжений на шунтирующем резисторе, вычисление эквивалентного сопротивления изоляции как произведение величины шунтирующего резистора на отношение напряжения контролируемой сети к сумме установившихся напряжений на шунтирующем резисторе, уменьшенное на единицу, отличающийс целью повышения тем. что, с, я быстродействия при сохранении высокой томности измерения, задают четыре равных интервала времени между соседними измерениями напряжений, с задержкой между вторым и третьим заданными интервалами, при этом измеряют мгновенные значения напряжений на шунтирующем резисторе на начальных участках переходных процессов, обусловленных наличием емкости изоляции полюсов электрической сети, в моменты подключения шунтирующего резистора к каждому из полюсов сети и в. два последующих момента, отличающихся между собой на заданные интервалы времени , определяют каждое установившееся значение напряжения на шунтирующем резисторе как сигнал, пропорциональный частному от деления разности квадрата напряжения, . измеренного в каждый средний момент времени, соответствующий концам первого и третьего интервалов времени и произведению напряжений, измеренных в крайние моменты времени, соответствующие моментам подключения - отключения - подключения отключения шунтирующего резистора к соответствующим полюсам сети, о 9 на разность удвоенного значения напряжения, измеренного в каждый (Л средний момент времени, и суммы на .пряжений, измеренных в указанные с: крайние моменты времени, и определяют эквивалентное сопротивление ,изоляции электрической сети по установившимся значениям напряжений на шунтирующем резисторе. 2. Устройство для реализации способа по п. 1,содержащее шунти 8 .рующий резистор, подключенный .к общему выводу двух электронных клю4 ЭО чей подключенных к фазам электрической сети, второй выход которого соединен с общей шинойj индикатор N5 и блок управления, отличающ е е с я тем,что оно снабжено последовательно включенными преобразователем напряжения в код и вычислителем , выход которого подключен к входу индикатора, при этом общий вывод ключей подключен к входу преобразователя напряжения, в код, а управляющие входы ключей, преобразователя напряжения в код и вычислителя - к соответствующим выходам блока управления, вход которого соединен с шиной запуска.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) G 01 R 27 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3514492/18-21 (22) 24,11.82 (46) 22.02.84, Бюл. -Р 7 (72) В.С.Осетров и Г.Е.Пикулин (53) 621 ° 317.333 (088 ° 8) (56) Иванов Е.A. и др. Оценка погрешностей измерений сопротивления изоляции судовых сетей постоянного тока.- Судостроение, 1974р Р 7, с. 37-38 (прототип)

2. Авторское свидетельство СССР

М 840766, кл, С 01 R 27/18, 1979 (прототип). (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ измерения сопротив- ления изоляции электрических сетей, содержащий поочередное шунтирование резистором полюсов сети, неод- нократное измерение напряжений на шунтирующем резисторе, вычисление эквивалентного сопротивления изоляции как произведение величины шунтирующего резистора на отношение напряжения контролируемой сети к сумме установившихся напряжений на шунтирующем резисторе, уменьшенное на единицу, о т л и ч а ю щ и и с,я тем, что, с целью повышения быстродействия при сохранении высокой тонности измерения, задают четыре равных интервала времени между соседними измерениями напряжений, с задержкой между вторым и третьим заданными интервалами, при этом измеряют мгновенные значения напряжений на шунтирующем резисторе на начальных участках переходных процессов, обусловленных наличием емкости изоляции полюсов электрической сети, в моменты подключения шунтирующего резистора к каждому иэ полюсов сети и в,два последующих момента, отличающихся между собой на заданные интервалы времени, определяют каждое установившееся значение напряжения на шунтирующем резисторе как сигнал, пропорциональный частному от деЛения разности квадрата напряжения, . измеренного в каждый средний момент времени, соответствующий концам первого и третьего интервалов времени и произведению напряжений, измеренных в крайние моменты времени„ соответствующие моментам подключения — отключения — подключения отключения шунтирующего резистора к соответствующим полюсам сети, на разность удвоенного значения напряжения, измеренного в каждый средний момент времени, и суммы на.пряжений, измеренных в указанные крайние моменты времени, и определяют эквивалентное сопротивление .изоляции электрической сети по установившимся значениям напряжений на шунтирующем резисторе.

2. Устройство для реализации способа по п. 1,содержащее шунти. рующий резистор, подключенный .к общему выводу двух электронных ключей,подключенных к фазам электрической сети, второй выход которого соединен с общей шиной> индикатор и блок управления, о т л и ч а ю— щ е е с я тем,что оно снабжено последовательно включенными преобразователем напряжения в код и вы" числителем, выход которого подключен к входу индикатора, при этом общий вывод ключей подключен к входу преобразователя напряжения в код, а управляющие входы ключей, преобразователя напряжения в код и вычислителя — к соответствующим выходам блока управления, вход которого соединен с шиной запуска.

1074829

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения эквивалентного сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока под напряжением.„

Наиболее близким к изобретению является способ трех отсчетов вольтметра, включающий. измерение напряжения между полюсами электрической сети, поочередное шунтирование активным сопротинлением сопротивлений полюсов сети, измерение установившихся напряжений на шунтирующем сопротивлении, вычисление эквивалентного сопротивления изоляции 15 как произведения величины шунтирующего сопротивления на отношение напряжения контролируемой сети к сумме установившихся напряжений на шунтирующем сопротивлении, умень - 20 шенного на единицу (1) .

Наиболее близким к изобретению является устройство для осуществления этого способа, содержащее добавочный резистор (шунтирующее

àKTHHHoB сопротивление), коммутатор, два промежуточных измерителя-накопителя, два запоминающих блока, два нуль-органа, дна переменных резистора, дна ключа, дне сигнальные лампы (индикатор), блок упранления, который через исполнительный электродвигатель соединен с подвижным контактом перного переменного резистора, коммутатор под" ключен к фазам контролируемой сети, .причем входы промежуточных измерителей-накопителей подключены соответственно к третьему и четвертому выходам коммутатора, пятый и шестой выходы которого соединены 40 с входами первого измерительного органа, выходы запоминающих блоков подключены соответственно к пя" тому и шестому выходам коммутатора, добавочный резистор подключен . g5 одним концом к фазам контролируемой сети, а другим концом с некояе мутируемыми нходами днух промежуточных измерителей-накопителей и двух запоминающих блоков, подключенных к корпусу, Вход первого нуль-органа соединен с фазой контролируемой сети и подвижным контактом переменного резистора, включенного между фазами контролируемой сети, а выход — c сигнальной лампой и входом блока управления, выход которого через исполнительный электродвигатель соединен с подвижным контактом переменного резистора, причем первый вход нто- 60 рого нуль-органа соединен с пятым и шестым выходами коммутатора, второй вход второго нуль-органа соединен с фазой контролируемой сети и подвижным контактом второго пере- 65 менного резистора, включенного между фазами контролируемой сети, а выход второго нуль-органа соединен со второй сигнальной лампой (2), устройство обеспечивает автоматическое измерение сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока под напряжением, однако обладает излишне большим временем измерения, обусловленным необходимостью измерения установившихся напряжений, время установления которых зависит от параметров электрической сети, Известный способ и устройство для его осуществления обеспечивают высокую точность измерения по сравнению с другими способами и устройствами, но обладают низким быстродействием, обусловленным большим временем установления переходных процеcñoâ.

Цель изобретения — повышение быст> родейстния измерения сопротивления изоляции электрической сети при сохранении высокой точности измерения., Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащему поочередное шунтирование резистором полюсов сети, неоднократное измерение напряжений на шунтирующем резисторе,вычисление эквивалентного сопротивления изоляции как произнедения величины шунтирующего резистора на отношение напряжения контролируемой сети к сумме установившихся напряжений на шунтирующем резисторе, уменьшенное на единицу, задают четыре равных интервала времени между соседними измерениями напряжений, с задержкой между вторым и третьим заданными интервалами, при этом измеряют мгновенные значения напряжений на шунтирующем резис торе на начальных участках переходных процессов, обусловленных наличием емкости изоляции полюсов элект,рической сети, и моменты подключения шунтирующего резистора к каждо.му из полюсов сети и н два последующих момента, отличающихся между собой на заданные интервалы времени, определяют каждое установившееся значение напряжения на шунтирующем резисторе как сигнал,. пропорциональный частному от деления разности квадрата напряжения, измеренного в каждый средний момент времени, соответствующий концам первого и третьего ичтервалов времени -и произведению напряжений, измеренных в крайние моменты времени, соотнетствующие моментам подключения — отключения — подключения — отключения шунтирующего

\ резистора к соответствующим полюсам сети, на разность удвоенного значения напряжения, измеренного

1074829 кону

Е (l (=V(ë Векр() (3) 60 и„ соответствующие установившиеся значения напряжений при шунтировании сопротивле65 в каждый средний момент времени, и суммы напряжений, измеренных в указанные крайние моменты времени, и определяют эквивалентное сопротивление изоляции электрической сети по установившимся значениям напряжений на шунтирующем резисторе.

Устройство для реализации способа, содержащее шунтирующий реэис тор, подключенный к общему выводу iO двух электронных. ключей, подключенных к фазам электрической сети, второй выход которого соединен с общей шиной, индикатор и блок управления, снабжено последовательно 15 включенными преобразователем напряжения в код и вычислителем, выход которого подключен к входу индикатора, при этом общий вывод ключей подключен к входу преобразователя напряжения в код, а управляющие входы ключей, преобразователя напряжения в код и вычислителя — к соответствующим выходам блока управления, вход которого 25 соединен с шиной запуска.

Таким образом, каждое из установившихся значений напряжений

У и Н на.активном шунтирующем сопротивлении Rg определяются за время 2 At,а" (где — постоянная времени электрической сети, At — .интервал времени между двумя соседни ми измерениями) .по формулам (1) и (2), что и обуславливает более

;высокое быстродействие предлагаемого способа по сравнению с известным.

Ч,-Н4Нь

2н 2

;Ин, = Н2 Ч1 М, g,Y -(Н4 Нь);Ю 40

Г где Н< и Y< — установившиеся значения напряжений при шунтировании сопротивления изоляции соответ-g5 ственно положитЕльного и отрицательного полюсов электрической сети, ((Ь вЂ” соответственно мгновенные значения напряжений в шести указанных моментах времени через заданный постоянный интервал времени Ь1 55

Формулы (1) и (2) соответствуют условию, когда напряжение на шунтирующем сопротивлении меняется по зания изоляции положительного и отрицатель ного полюсов сети;

В -- параметр переходного процесса, представляющий собой разность. напряжений в момент включения шунтирующего сопротивления и его установившегося значения, время b

Bxp (- — ) — функция — экспонента °

По формулам (1) и (2) определяют установившиеся значения напряжений 1 и V за время 4 ag . По найденным значениям установившихся напряжений Н(и V на шунтирующем сопротивлении соответствующим шунтированию сопротивления изоляции положительного и отрицательного полюсов сети, определяют эквивалентное сопротивление изоляции электрической сети по известному аналитическому выражению (2) или по формуле (Ч э = а Y +н, y (4) где R — эквивалентное сопротивЭ ление изоляции электрической сети, Q — шунтирующее активное сопротивление (резистор); напряжение контролируемой электрической сети.

Интервал времени At между двумя соседними измерениями мгновенных значений напряжений выбирается из условий обеспечения требуемой точности определения установившихся значений напряжений по формулам (1) и (2). Чем меньше At тем меньше разность между двумя соседними значениями мгновенных напряжений и тем выше требования к точности измерителя мгновенных значений напряжений.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для реа-. лизации предлагаемого способа.

Устройство содержит клеммы 1 для подключения фаз электрической сети, к которым через электронные клю» чи 2 и 3 подключен первый вывод шунтирующего резистора 4, второй вывод которого подключен к корпусу, K общему выводу ключей подключены последовательно соединенные преобразователь 5 напряжения в код, вычислитель 6 и индикатор 7, причем управляющие входы ключей 2 и 3 преобразователя 5 напряжения в код и вычислителя подключены к соответствующим .выходам блока 8 управления, вход которого подключен к шине 9 запуска.

1074829

Составитель Н,Михалев

Редактор Н.Джуган ТехредМ,Гергель Корректор М.Шароши

Наказ 442/21 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство реализующее предлагае. мый способ, работает следующим образом.

По сигналу запуска, поступающего с шины 9, в блоке 8 управления начи- нается отсчет времени, В момент времени t = 0 блок 8 управления сформированным импульсом управления подключает ключ 3 к одной из клемм, для подключения сети (например, к положительному полюсу, шунтирующий резистор 4).

Чтобы избежать погрешности измерений за счет конечного времени срабатывания ключей 2 и 3 запуск преобразователя 5 напряжения в код 15 от блока 8 управления осуществляется с некоторой задержкой по отношению к импульсам управляющими электронными ключами 2 и 3.

В моменты времени(,= 0,$ = h4 2И, о где В1 - время между двумя измерениями, с блока 8 управления поступают сигналы в преобразователь 5 напряжения в код, по которым в указанные моменты времени преобразуются входиые сигналы М, 9> и У; в двоичный код и после окончания преобразования поступают в память вычислителя б. В момент времени (,=2 И ключ 3 по сигналу управления с бло- -О

5 ка 8 отключает шунтирующий резистор 4 от положительного полюса элек трической сети, электронный ключ 2 подключает резистор 4 к отрицательному полюсу электрической сети и, в моменты времени 1 = 2 Ы ь = 3 Й, = 4 с блока. 8 поступают сигналы управления в преобразователь 5 напряжения в код, по которым в указанные моменты времени происходит преобразование входных сигналов и Vg в двоичный код, а после окончания преобразования происходит запись их в память вычислителя 6, Вычислитель б осуществляют расчет эквивалентного сопротивления изоляции электрической сети по формулам (1), (2) и (4) . По окончании вычислений результат поступает на индикатор 7. Устройство работает в режиме одиночного измерения и может работать в режиме многократного измерения при введении управляемой задержки в распределитель импульсов в блоке 8 управления.

Технические преимущества предлагаемого способа измерения эквивалентного сопротивления изоляции электрических сетей и устройства для его осуществления перед известными обусловлены тем, что предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют определять эквивалентное сопротивление изоляции электрических сетей не менее чем на порядок быстрее нри сохранении высокой точности измерения.

Предлагаемое устройство позволяет измерять эквивалентное сопротивление изоляции электрических сетей с сохранением высокой точности измерения при увеличении надежности измерений, что достигается измерением мгновенных значений напряжений только на начальном участке переходного процесса через заданные интервалы времени.