Способ определения тока утечки

 

Изобретение относится к технике измерения и контроля параметров изоляции электроустановок. Цель изобретения - повышение чувствительности определения тока утечки. Периодически коммутируют вспомогательную цепь, снабженную вспомогательным источником тока 5 и проводимост-ью 7, предварительно включенную между средней точкой источника рабочего тока 1 и землей. Ток утечки определяют по формуле 1, YEJE -JJ) («чЛ) / (), где U и напряжения между средней точкой .источника рабочего тока и землей до возникновения утечки соответственно при включенной и выключенной вспомогательной цепи; iTjgy - напряжение между средней точкой источника рабочего тока и землей после возникновения утечки при выключенной вспомогательной цепи; Е - электродвижущая сила вспомогательного источника тока; YP - проводимость вспомогательной цепи. Способ обеспечивает определение приращения тока утечки, возникающей при внезапных замыканиях в сети . 1 ил , 3 $ . (Л С 4 а СП 00 00 to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 4 О1 R 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4244477/24-21 (22) 24.02,87 (46) 15.03.89. Бюл. № 10 (71) Государственный Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промппленности (.72) З,С, Шурин (53) 621.317.333 (088.8) (56) Долин П.А, Основы техники безопасности в электроустановках.

М.: Знергия, 1979, с, 259-260.

Поливанов К.М, Теоретические основы электротехники, — M.-Ë.:

Знергия, 1965, с. 68-71. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКА УТЕЧКИ (57) Изобретение относится к технике измерения и контроля параметров изоляции электроустановок. Цель

:изобретения — повышение чувствительности определения тока утечки, Периодиче ски коммутируют в спо мо г ат ел ьную

„„SU „„1465832 цепь, снабженную вспомогательным источником тока 5 и проводимостью 7, предварительно включенную между средней точкой источника рабочего тока

1 и землей. Ток утечки определяют по формуле Е = Уе (E — 0»е) (0»зт П» не U„) где U» и U„z напряжения между средней точкой .источника рабочего тока и землей до возникновения утечки соответственно при вклю" ченной и выключенной вспомогательной цепи; U»„. — напряжение между средней точкой источника рабочего тока и землей после возникновения утечки при выключенной вспомогательной цепи; E — электродвижущая сила вспомогательного источника тока;

7Š— проводимость вспомогRTGJIbHQH цепи. Способ обеспечивает определение приращения тока утечки, возникающей при внезапных замыканиях в сети. 1 ил, ! 465832 где

45 напряжение 1 и фазы относительно средней точки источника рабочего тока, т. е, относительно нейтр али, причем для средней точки равно нулю (здесь и в дальнейшем в аналогичном контексте, говоря о фазе, подразумевают и полюс > и э ажим аккумулятора, и другие подобные элементы; з а55 жимы, соединенные перемычками, рассматриваются как один зажим);

Изобретение относится к .>лектраа åõíHêå > а именно к технике контрах!я изоляции электроустановок, Цель изобретения — повышение 5

Чувствительности определения тока утечки э а счет периодической комму адни вспомогательной цепи, содер гащей вспомогательный источник тока.

На чертеже приведена схема, поясяющая данный способ.

Источник 1 рабочего тока соединен потребителем 2 электроэнергии с омощью линии 3, имекщей проводимос4 изоляции фаз относительно з емли,! 5 спомогательный источник 5 тока соенен с землей через вьгключатель 6 через про водимо сть 7 са ср едней очкой (нейтралью) источника 1 рабоего тока, Фазочувствительный вольт- 20 етр 8 включен - между землей и средей точкой источника 1 рабочего тока, ольтметр 9 — между средней точкой сточника 1 рабочего тока и его аэным выводом, Сущность способа з аключается в ом, что между средней точкой исочника 1 рабочего тока и землей водят вспомогательный источник 5 ока той же частоты, что и рабочий 30 ок, затем периодически включают и

ыключают указанный источник, при фтом измеряют напряжение смещения ( жейтрали как прн включенном, так и !!гри выключенном вспомогательном ис( 1очнике тока, а о токе утечки судят

6о результатам измерений °

Напряжение смещения нейтрали U

Электроустановки как переменногб> ак и постоянного тока определяются 40 о формуле:

; !.",у;

;=o проводимость i-й фазы относительно земли; число фаз системы; общая проводимость токоведущих частей относительно земли, =а

E сли гзключить между средней (нулевой) точкой источника рабочего тока и землей вспомогательный источник тока, но напряжение смещения нейтрали !! изменяется и опредеНЕ ляется па формуле:

EYE + 0!У;

U = . +". ()

НЕ. E где E — ЭДС вспомогательного источника тока;

Y — проводимость вспомогательF. ной цепи (т, е, цепи, содержащей вспомогательный источник тока > включенная между нейтралью и землей, Если при отключенном вспомогательном источнике тока с m-й фазы на землю имеет место утечка тока, то напряжение смещения чейтрали U>E>определяется по формуле: !!ау т мг гт Y + Y $T (3) где Ц вЂ” напряжение пг-й фазы относи TYl тельно нейтрали;

Y проводимоcòü утечки, Если же утечка тока на землю имеет место при BK: þ÷åííîì вспомогательном источнике така, -o напряжение смещения нейтрали !г„-„ определяется по формуле и

"sEqz у + у. + у ч.г е

При этом напряжение, токи и проводимости при переменном токе описываются комплексными числами, а прн постоянном — действительными числами.

Поскольку действительное число является частным случаем комплексного, везде, кроме случая, относящегося только к постоянному току, для обозначения напряжения тока и проводимости используют U, 1 и У, 1465832

Используя э акон Ома и то, что напряжение фазы относительно земли равно соответствующему фаз ному напряжению, уменьшенному на напряжение нейтрали, при совместном решении (! ), (2) и (3) получают формулу для тока е чт утечки 7 при отключенном вспомогательном источнике тока: ф ф (E 13 ма) (П нут Пм)

I а Ф чт

Аналогично из (1), (2) и (4) получают формулу для тока утечки I> при включенном вспомогательном источнике тока: т т х

ЗБ, 20

Для реализации предложенного способа между средней (нулевой) точкой источника 1 рабочего тока и землей вводят вспомогательный источник 5 тока той же частоты, что и рабочий ток, который затем периодически с помощью выключателя включают и выключ ают. Помимо то r о, измеряют напряжение между нулевой точкой и землей как при включенном, так и при выключенном вспомогательном источнике тока с помощью фазочувствительного вольтметра 8. При отсутствии вывода от средней точки используют искусственную нулевую точку, получаемую посредством звезды иэ одинаковых проводимостей ° Сами измерения выполняют высокоомным вольтметром, который включают между нулевой точкой, естественной или искусственной, и землей. Измеряемая при этом величина является напряжением смещения нейтрали, В сетях перемен— ного тока для указ анных измерений используют фазочувствительный прибор, Для повышения точносз и измерений искусственную нулевую точку создают отдельно для в спомо г ательно го источника тока и для вольтметра.

Вместо приведенного можно приме- нить и косвенный метод измерения, который по крайней мере в сетях переменного тока позволяет применить более простые, удобные и точные приборы и не требует организации нулевой точки для вольтметра, 30 — (U -и )

Если найденный ток утечки не дос55 тигает значений, требующих принятия особых мер, например отключения сети, то измерения продолжают аналогично i пнcаннc>1v

Например, в случае снм.и тричной трехфазной системы ол тметром с очень большим сопротивлением (сравнительно с общим сопротивлением токоведущих частей относительно земли) измеряют модули напряжений Up, Uz„

Б между фазами А,В,С и sемлей и мо— дуль фаэного напряжения U<.Один из из возможных вариантов измерения напряжения U состоит в том, что

10 измеряют модуль напряжения между любыми двумя фазами, т.е. линейное напряжение, и полученную величину делят на 13. Указанное позволяет найти вектор напряжения смещения нейтрали

15 2 д

И -U> -U, . Гз

2 3U

+ 1

В случае электроустановки постоянного тока высокоомным вольтметром измеряют напряжение U между положи+ тельным полюсом и землей и U между отрицательным полюсом и эемпей, что позволяет найти напряжение земли относительно средней точки источника рабочего тока:

Опи с анны е периодически повторяющиеся измерения напряжения смещения нейтрали позволяют прежде всего

35 установить момент возникновения утечки, для чего каждый раэ сравнивают текушее значение напряжения смещения нейтрали с полученным ранее и, 40 если они не совпадают, фиксируют возникновение утечки. Естественно, что оба сравниваемых напряжения должны относиться к одинаковым состояниям вспомогательного источника тока,т.е, 45 в обоих случаях он должен быть либо включен, либо выключен. При этом, предполагается, что за время между двумя одинаковыми состояниями вспоMGI àòåëüíîãо источника тока возника50 ет не более одной утечки, т.е. допускается, что э а время между двумя утечками успевают выполнить не менее двух измерений, 1465832 тока и землей как при включенной, так и при выключенной вспомогательной цепи, а ток утечки 1 .определяют по формуле

-е — Ъ ф

-ъ (E Пне) (Uнэ Up) т Е

1О где У.,формула из об ретения (15 UH u UNE цепи; напряжение между средней точкой источника рабочеro тока и землей после возникновения утечки при включенной в с по мо г ат ельной цепи.

Составитель Н, Даки

Техред Л.Олийнык Кс рректор Л. Патай

P едактор Л. Пчолинская

Заказ 942/47 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Предлагаемый способ может быть использован при проведении научных исследований, а также при разработке аппаратов защиты от поражения электротоком. Использование данного способа позволяет повысить чувствительность определения тока утечки, что приводит к повышению надежности ! электроснабжения потребителей и безо пасности эксплуатации электроустано вок, ( (Способ определения тока утечки, заключающийся в измерении параметров вспомогательной цепи, соединенной с, землей, отличающийся тем, 1 что с целью повышения чувствитель,. ности, периодически коммутируют вспо, могательную цепь, снабженную вспомо-! ! гательным источником тока, имеющего ту же частоту, что и рабочий ток, предварительно включенную между сред" ней точкой источника рабочего тока и землей, измеряют напряжение между средней точкой источника рабочего проводимость вспомогательной цепи; электродвижущая сила вспомогательного источника тока; напряжение между сред . ней точкой источника рабочего тока и землей до возникновения утечки соответственно при включенной и выключенной вспомогательной