Устройство для измерения сопротивления изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ В СЕТЯХ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее генератор напряжения, к первому выходу которого подключен один вывод первичной обмотки измерительного трансформатора,, исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения при больших значениях сопротивления утечки, введены два нуль-органа, фазоизмерительный блок, резистор, а измерительный трансформатор дополнен двумя токовыми обмотками , причем второй выход генератора, напряжения соединен с одним из выводов резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки измерительного трансформатора , три токовые обмотки которого включены в фазные цепи силового трансформатора исследуемой сети, вторичная обмотка измерительного трансформатора подключена к входам второго нуль-органа, вьпсод которого соединен с одним из входов фазоизмерительнего блока, второй вход которого соединен с выходом первого нуль-орга§ на, выход фазоизмерительного блока соединен с входом исполнительного органа, входы первого нуль-органа подключены к выводам резистора. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающее с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в измерительный трансформатор введена дополнительная вторичная обмотка, к выводам которой пoдкJпoчeн конденсатор . X ;о О)

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflVSËÈН (19) (11) Е(„.1) С 01 R 27/18, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY С8ИД@тЕЛЬСтВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3671315/24-21 (22) 05. 12. 83 (46) 15. 06. 85. Бюл. Е 22 (72) М.Г.Бобылев и А.Е.Малиновский (71) Гомельский. политехниче ский институт (53) 621.317.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

I 560190, кл. G 01 R 27/18, 16.07.75.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 659992, кл. 0 01 R. 27/18, 22.07.77 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ НИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ В СЕТЯХ

С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее генератор напряжения, к первому выходу которого подключен один вывод первичной обмотки измерительного трансформатора,.исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения при больших значениях сопротивления утечки, введены два нуль-органа, фазоизмерительный блок, резистор, а измерительный трансформатор дополнен двумя токовыми обмотками, причем второй выход генератора, напряжения соединен с одним из выводов резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки измерительного трансформатора, три токовые обмотки которого включены в фазные цепи силового трансформатора исследуемой сети, вторичная обмотка измерительного трансформатора подключена к входам второго нуль-органа, выход которого соединен с одним из входов фазоизмерительного блока, второй вход которого соединен с выходом первого нуль-орга- Я на, выход фазоизмерительного блока соединен с входом исполнительного органа, входы первого нуль-оргайа подключены к выводам резистора.

2. Устройство по и. 1, о т л и- д чающее ся тем, что, сцелью повышения чувствительности, в измерительный трансформатор введена дополнительная вторичная обмотка, к выводам которой подключен конденсатор.

1161896. Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля сопротивления изоляции относительно земли в сетях с глухозаземлен- > ной нейтралью.

Известно устройство для непрерывного измерения и контроля сопротивления изоляции в сети с глухозаземленной нейтралью, использую- 1р шее токи повышенной частоты постороннего источника, которые накладываются на ток контролируемой сети, содержащее силовой трансформатор, соединенный с заземляющим устройст- д вом заградительный фильтр, включенный в нулевой провод, конденсаторы присоединения устройства к контролируемой сети, генератор повышенной частоты и исполнительный орган (1) . щ

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения сопротивления изоляции из-эа нестабильности резонансной частоты фильтра. 25

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения. сопротивления изоляции в сетях с глухоэаземленной нейтралью, содержащее измеритель- 3О ный трансформатор с первичной, вторичной и токовой обмотками, генератор напряжения, выходы которого соединены с первичной обмоткой измерительного трансформатора, основной

3$ и дополнительный, индикаторы, выходы которых соединены с исполнительным органом, первый трансформатор тока, включенный в цепь заземления, обмотка которого соединена с основным индикатором, второй трансформатор тока, включенный в фазные цепи исследуемой сети,. обмотка которого соединена с входом дополнительного индикатора, блок коммутации, вход ко- 4 торого соединен с вторичной обмоткой . измерительного трансформатора f2) .

Недостатки прототипа состоят в невысокой точности измерения при больших сопротивлениях .утечки и не- 50 обходимости последовательного включения в цепь заземлителя измерительного и токового трансформаторов, что снижает качество заземления.

Целью изобретения является повы- И шение точности и чувствительности измерения. при больших значениях сопротивления утечки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления изоляции в сетях с глухозаэемленной нейтралью, содержащее генератор напряжения, к первому выходу которого подключен один вывод первичной обмотки измерительного трансформатора, исполнительный орган, введены два нуль-органа, фазоизмерительный блок, резистор, а измерительный трансформатор дополнен двумя токовыми обмотками, причем второй выход генератора напряжения соединен с одним из выводов резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки измерительного трансформатора, три токовые обмотки которого включены в фаэные цепи силового трансформатора исследуемой сети, вторичная обмотка измерительного трансформатора подключена к входам второго нуль-органа, .выход которого соединен с одним из входов фазоизмерительного блока, второй вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, выход фазоизмерительного блока соединен с входом исполнительного органа, входы первого нуль"органа подключены к выводам резистора. Кроме того, в измерительный трансформатор введена дополнительная вторичная обмотка, к выводам которой подключен конденсатор.

На фиг. 1. приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 упрощенная векторная диаграмма измерительного трансформатора; на фиг. 3 — диаграмма работы устройства.

Устройство содержит силовой трансформатор 1, заземлитель 2, генератор 3 напряжения, измерительный трансформатор 4, токовые обмотки 5, 6 и 7, первичную обмотку 8, вторичную обмотку 9, дополнительную вторичную обмотку 10 измерительного трансформатора 4, конденсатор 11, резистор 12, первый нуль-орган 13, фаэоизмерительный блок 14, второй нуль-орган 15, исполнительный орган 16, цепи 17 токов утечки.

Рабочие обмотки силового трансформатора 1 включены в звезду, нулевая точка которой подключена к эаэемлителю 2. Фазные цепи трансформатора 1 подключены к токовым обмоткам 6,5 и 7 измерительного трансформатора 4, выполне н но го на фе рритов ом кольце в ом

Э 11618 магнитопроводе. Первичная обмотка 8 с трансформатора 4 подключена к генератору 3 напряжения повышенной частоты через резистор 12, который соединен с входом первого нуль-органа 13, а вход второго нуль-органа 15 соединен с вторичной обмоткой 9 трансформатора 4. Обмотка 9 конструктивно выполняется таким образом, чтобы ее монтажная емкость с другими обмотками 16 трансформатора 4 была MHHHMRJIbHB

Дополнительная вторичная обмотка 10 трансформатора 4 соединена с конденсатором 11, образуя колебательный контур, настроенный на частоту генератора 3 напряжения. Выходы нульорганов 13 и 15 соединены с входами фазоизмерительного блока 14, выход которого соединен с входом исполнительного органа 16. Токи утечки б в сети определяются сопротивлениями утечки и емкостями цепи 17.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с выхода генератора 3 25

- напряжения поступает на первичную . обмотку трансформатора 4. При этом в тоансфооматоое 4 созпается пеовичный магнитный поток »Р, (Фиг. 2).

Вторичный магнитный поток Р в транс-ЗО фооматоое 4 созпается токами утечки 3у, протекающими через цепь: заземлитель 2, обмотки силового трансформатора 1, токовые обмотки трансформатора 4, емкости и сопротивления

35 утечки цепи 1,7. Угловое положение вектора тока 3 » а следовательно, и потока Ф определяются соотношением величин сопротивлений утечки цепи 17 и емкостного.сопротивлення цепи при частоте измерения, определяемой час.— тотой генератора 3.

При изменении величины сопротивления утечки цепи 17 меняется. угловое положение вектора потока 7 и, как следствие, угловое положение вектора результирующего потока у. .При этом меняется и величина углафмежду векторами Ф„и 4,. При использовании ферритового сердечника в трансформаторе 4 потери в магнитопроводе незна-, чительны. При этом потоки и токи в первичных и вторичных контурах совпадают по фазе. Поэтому фазу нотока-Ф» определяют по фазе тока 3 < или с

96 4 по напряюкен:ию Ч н.а резисторе 12, включенном в . первичную цепь трансформатора 4 (фиг. За). Фазу потока „ определяют косвенным путем с помощью .дополнительной вторичной обмотки 9 трансформатора 4.

Конструктивно обмотка, выполняется таким образом, чтобы ее. емкость монтажная с соседними, обмотками быламинимальней..Для этого, она располагается в нав у„ ирвреваиноиу в магнитопееведезу. и эи»Рвиыууе гая. электроста-. тическ»ни зиувиеш, При åì наирнжеиие-, снимаемое с обмотки 9, равно

М 1 ао

era вид представлен. на фиг. 3 б.

Напряжение У, и 7, пройдя через нуль-орюанш 1 3 и 15 принимает форму представленную на фиг. 3 в и б соответственно. Информацию о величине сопротивления утечки цепи 17 несет значение угла»ь (фиг. Зв) . Величина угла at, прео4@ азуетпя в фазоизмерительном блвие 14 в величину постоянного наяря»кения и подаетоя на исполнительный орган 16, в котором происходит индикация величины сопротивления утечки и вырабатываются управляющие сигналы на отключение участка сети.

Чувствительность устройства. увеличивается, если ввести дополнительную вторичную обмотку 10, настроенную " .в резонанс на частоту генератора 3 конденсатором 11. Нри этом изменение сопротивления- утечки приводит к изменению резонансной частоты контура, а следовательно, и фазовых отношений между потоками Ф и г . Уве. о личение чувствительности при этом в значительной мере зависит от добротности колебательного контура.

Применение данного устройства при измеренияк сопротивления .утечки вследствие . измерения, фазовых соотношений потоков делает нечувствительным е:го к изменению амплитуды.напряжения .генерашора, позволяет измерять сопротивления утечки величиной более 1 мям, а следовательно, прогнозиревааь ухудшение изоляционных свойств.на ранник стадиях, что особенно важно, повышает электробезопасюэсеь оборудования.

i 161896

V Е

Фа

Фг

Е2

Фиъ. 2

11 61896

О г <и

Составитель Л.Фомина

Редактор М. Бандура Техред А.Кикемезей, Корректор В. Синицкая

Заказ 3966/48 Тираж 748 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