Устройство для контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике . Нель изобретения - повышение достоверности контроля изоляции сетей переменного тока. Устройство содержит силовой трансформатор 1 контролируемой сети, трансформаторы 2 и 3 тока, трансформатор 4 напряжения с обмотками 5-7, заземлитель 8, генератор 9 напряжения, управляемый электронный ключ 10, блок 12формирования, пороговые элементы 13и 15, выпрямитель 14, элемент И 16 и сигнальные элементы 17, 20 и 21. В устройство введены блок 19 формирования и фильтры 11 и 18 основной гармонической составляющей оперативного тока и напряжения сети. Введенные элементы и образованные новые функциональные связи способствуют достижению поставленной цели. 2 ил. Ф (Л со о со со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (5t) 4 С О! R 3!/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

И Д BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3929079/24-21 (22) 11.07.85 (46) 30.04.87. Бюл. N - 16 (72) Н.Н.Сапига, A.À.Ïîíîìàðåíêî, В.П.Гапченко, П.М.Пушков и А.Л.Гостев (53) 621.317.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 413434, кл. С 01 К 31/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Р 659992, кл, С 01 R 27/)8, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цепь изобретения — повышение достоверности контроля изоляции сетей переменного тока. Устрой„SU„„ I 307399 ство содержит силовой трансформатор 1 контролируемой сети, трансфор- маторы 2 и 3 тока, трансформатор 4 напряжения с обмотками 5-7, заземлитель 8, генератор 9 напряжения, управляемый электронный ключ 10, блок

12 формирования, пороговые элементы

13 и 15, выпрямитель 14, элемент И

l6 и сигнальные элементы 17, 20 и

21. В устройство введены блок 19 фор. мирования и фильтры 11 и 18 основ— ной гармонической составляющей оперативного тока и напряжения сети.

Введенные элементы и образованные новые функциональные связи способствуют достижению IocTRRJlpHHoH цели.

2 ил.

130739

Изобретение относится к электротехнике, а именно к контролю изоляции н сетях с глухозаземленной нейтрал ь ю.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — вариант выполнения второго блока формирования.

Устройство содержит силовой трансформатор l контролируемой сети,первый трансформатор 2 тока (TT2), второй трансформатор 3 тока (ТТЗ),трансформатор 4 напряжения с первичной обмоткой 5 и первой 6, второй 7 вторичными обмотками, заземлитель 8, генератор 9 напряжения, управляемый электронный ключ 10 фильтр 11 основной гармонической составляющей 20 оперативного тока, первый блок 12 формирования, первый пороговый элемент 13, выпрямитель 14, второй пороговый элемент 15, элемент И 16, третий сигнальный элемент 17, фильтр 25

18 основной гармонической составляющей напряжения сети, второй блок 19 формирования, первый 20 и второй 21 сигнальные элементы.

Первичная обмотка 5 трансформатора 4 шунтирует выход генератора 9, первая вторичная обмотка 6 включена в рассечку заземляющего проводника, соединяющего нейтраль трансформатора 1 с заземлителем 8, а вторая вторичная обмотка 7 шунтируется управ— ляемым электронным ключом 10, вход фильтра 11 основной гармонической составляющей оперативного тока 11 4 подключен к выходу ТТЗ, первый вход первого блока 12 подключен к выходу фильтра 11, второй вход — к выходу генератора 9, а выход — к входу сигнального элемента 21 и входу порого- 4> ного элемента 13, вход выпрямителя

14 подключен к выходу ТТЗ, вход порогового элемента 15 подключен к ныходу выпрямителя 14, первый и второй входы элемента И 16 подключены соответственно к выходам пороговых элементов 13, 15, а выход — к входу сигнального элемента 17, вход фильтра .18 подключен к выходу ТТ2, первый,нход блока 19 подключен к выходу фильтра 18, второй, третий, четвертый и пятый входы — соответственно к фазам и нейтрали трансформатора

1, а выход — к входу сигнального элеU=kU cos(p, (1)

qc с где U — напряжение на выходе филь11)С тра 18;

Ц вЂ” угол сдвига между напряжением U и фазным напряжением сети.

Если появляется утечка тока в фазе

А, то сигналы на выходе датчиков

22-24 равны по (1):

U(kU, cos 0=1;

0,5Ъ.Ц, cos - 11 =0,5; (2)

0,5kU „ cos(- - 11 )=0,5, 2, Сигналы, поступающие на вход пороговых элементов 26-28, преобразуются в логические сигналы для каждой фазы. При этом порог срабатывания элементов 26-28 выбирается из условия допустимой несимметрии R

И) т.е. максимально допустимого значения U . В случае, если U„> U маке

11 11 на выходе элемента 2 5 появится 1 а на выходе элементов 2 6, 2 7 останутся нули . На выходе элемента ИЛИ

2 9 появится " 1 " .

Возможные колебания величин U

U, U z в (2 ), связанные с не симме трией фаз ных напряжений, не влияют на качество работы блока в целом, так как сохраняются соотношения

U1

-- =2.

U1

2;

Блок 12 (как вариант) может быть выполнен аналогично датчику тока утечки, представленному на фиг. 2.

При этом на вход трансформатора подается напряжение генератора 9, а на вход "1" — напряжение с выхода фильтра 11. В этом случае сигнал на

9 2 мента 20 и управляющему входу ключа 10.

Вариант выполнения блока 19 представлен на фиг. 2, где обозначены: датчики 22, 23, 24 активного тока утечки, регулируемый фазовращатель

25, пороговые элементы 26-28, элемент ИЛИ 29, фазовращатель 25 выполняется на операционном усилителе и служит для устранения паразитного угла сдвига между напряжением фазы и током утечки, обусловленного погрешностями преобразования сигнала в каналах оперативного тока и напряжения фазы. Напряжение на выходе датчика определяется по формуле! 30739 ) выходе блока 12 (U ) определяется по формуле (3) При снижении среднего значения сопротивления изоляции, например при увлажнении, ниже нормы сигнал на выходе блока 12 возрастает до уровня срабатывания сигнального элемента 21, При существенном понижении активного сопротивления изоляции одной из

Ц =!се „cos(„, где U — напряжение на выходе (!30 Р 5 фильтра ll;

Яоп — угол сдвига между напряжением !!сроп и оперативным током I оп

Устройство работает следующим об- 10 разом.

С помощью генератора 9 через трансформатор 4 на контролируемую сеть накладывается ток непромьпплен— ной частоты (оперативный ток). При 15 протекании оперативного тока через изоляцию сети (К„ ; Си,) в обмотке ТТЗ наводится ЭДС, пропорциональная общему сопротивлению изоляции сети.

Сигнал на выходе ТТЗ проходит фильтр 20

11 и поступает на второй вход блока

12. В результате на выходе блока 12 появляется сигнал, величина которого определяется выражением (3), что приводит к срабатыванию порогового элемента 13.

Одновременно сигнал с выхода ТТЗ поступает на вход выпрямителя 14, арабатывает пороговый элемент 15, Таким образом, на входах элемента 30

И 16 имеются две "1", и сигнальный элемент 17 срабатывает. Это указывает, что измерительная цепь замкнута и устройство исправно.

Устройство автоматически регист- 35 рирует следующие неисправности: отказы (обрыв, короткое замыкание) элементов, приводящие к исчезновению оперативного напряжения и/или оперативного тока (в этих случаях на 40 одном из входов элемента И 16 "0" и сигнальный элемент 17 обесточен); отказы элементов генератора 9, приводящие к изменению частоты оперативного тока (в этом случае сигнал 45 на выходе фильтра 11, блока 12 близок к нулю, пороговый элемент 13 не срабатывает и на входе элемента И "0 в результате элемент 17 обесточивается).

50 фаз сети, когда средне» значс«ие сопротивления изоляции еще в норме, на выходе ТТ2 появляется сигнал промышленной частоты. После фильтра !8 сигнал поступает на вход блока 19.

При этом на выходе блока 19 согласно (1), (2) и фиг. 2 появляется "1", что приводит к срабатыванию сигнального элемента 20. Одновременно сиг— нал с блока 19 поступает на управляющий вход электронного ключа 10 и приводит к его срабатыванию. При этом вторичная обмотка 7 трансформатора

4 шунтируется ключом 10. Трансформатор 4 переводится в режим короткого замыкания. В этом режиме генератор

9 выключается, а сопротивление вторичной обмотки 6 снижается до уровня, при котором его величина практически не оказывает влияния на сопротивление петли фаза — нуль контролируемой сети. Устройство подготавливается таким образом к возможному режиму — короткому замыканию фазы с пониженным сопротивлением изоляции на землю. При отключении поврежденного участка сети сигнал на выходе

ТТ2 исчезает, включается генератор

9, элемент 20 обесточивается — устройство приходит в исходное состояние. формула изобретения

Устройство для контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока, содержащее силовой трансформатор, первые выводы обмоток которого соединены с соответствующими фазами контролируемой сети, вторые выводы обмоток силового трансформатора соединены с первичной обмоткой первого трансформатора тока, генератор напряжения, трансформатор напряжения, выводы первичной обмотки которого соединены с первым и вторым выходами генератора напряжения, первый вывод первой вторичной обмотки трансформатора напряжения соединен с заземлителем, выводы второй вторичной обмотки трансформатора напряжения соединены с выводами управляемого электронного ключа, первый блок формирования, первый и второй сигнальные элементы, второй трансформатор тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены фильтр основной гармонической составляющей!

307399! гг

0m & кО f8 (Îèâ. Я

Составитель М.Хаенко

Редактор М.Ппткина Техред 3(.Олейник Корректор Л.1(илипенко.(аклз (1с. 9/l>Q

Тираж 731 Подписное

В!!ПИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11:3035, Москва, 8 — 35, Раушская наб., д, fi/5 (!р; м о, т пн< -поли рафическое предприятие, г, Ужгород, ул. 1(роектная, ч напряжения сети, входы которого соединены с выводами вторичной обмотки первого трансформатора тока, второй блок формирования, первый вход которого соединен с выходом фильтра основной гармонической составляющей напряжения сети, второй, третий, четвертый и пятый входы соединены соответственно с соответствующими фазами контролируемой сети и с нулевой шиной, выход соединен с управ— ляющим входом э.пектронного ключа и с входом первого сигнального элемента, фильтр основной гармонической составляющей оперативного тоМа, входы которого соединены с выводами вторичной обмотки второго трансформа тора тока, выход — с вторым входом первого блока формирования, первый вход которого соединен с третьим выходом генератора напряжения, выход первого блока формирования соединен с входом второго сигнального элемента и с входом первого порогового элемента, выход которого соеди5 нен с первым входом элемента Ш1И, второй вход которого через второй пороговый элемент соединен с выхрдом выпрямителя, входы которого соеци— иены с выводами вторичной обмотки

1 второго трансформатора тока, выход элемента ИЛИ соединен с входом третьего сигнального элемента, первый вывод первичной обмотки второго трансформатора тока соединен с вторым выводом первичной обмотки первого трансформатора тока, второй вывод первой вторичной обмотки трансформатора напряжения соединен с вторым выводом первичной обмот— ки второго трансформатора Tî ка.