Способ определения тока утечки
Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности определения тока утечки. Периодически вводят и выводят вспомогательный источник тока 5, предварительно включенного между средней точкой источника рабочего тока 1 и землей. Ток утечки определяют по формуле I<SB POS="POST">у</SB>тY = Y<SB POS="POST">E</SB> E (UN<SB POS="POST">у</SB>т - U<SB POS="POST">N</SB>Y)/ (U<SB POS="POST">N</SB>E - U<SB POS="POST">N</SB>y), где U<SB POS="POST">N</SB>y и U<SB POS="POST">N</SB>e - напряжение между средней точкой источника рабочего тока и землей до возникновения утечки соответственно при выведенном и введенном вспомогательном источнике тока U<SB POS="POST">N</SB>ут - напряжение между средней точкой источника рабочего тока и землей после возникновения утечки при выведенном вспомогательном источнике тока E - электродвижущая сила вспомогательного источника тока Y<SB POS="POST">E</SB> - проводимость вспомогательной цепи. Способ обеспечивает определение приращения тока утечки при внезапных замыканиях в сети. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК д1) 4 G 01 Я 31/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4244472/24-2! (22) 24.12.87 (46) 30.05.89. Бюл. ¹ 20 (71) Государственный Макеевский научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) Э. С. Шурин (53) 621.317.333 (088.8) (56) Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках.— М.: Энергия, l 979, с. 259 — 260.
Поливанов К. М. Теоретические основы электротехники.— М.-Л.: Энергия, 1965, ч. I, с. 68--71. (54) СП ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКА
УТЕЧКИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения повышение чувствительности определения
„„Я0„„1483408 А li
2 тока утечки. Периодически вво.:)ят и выводят вспомогательный источник тока 5. предварительно включенный мсжд средней точкой источника рабочего тока и землей. Ток утечки определяют по формуле: I „ — Ф вЂ” ь ь ь
=У4= (Г -- — (/. )/(U« — (/ .), где (/ 1 и (/:— напряжение между средней точкой источника рабочего тока и землей до возникновения утечки соответственно при выведенном и введенном вспомогательном источнике тока: И.- — напряжение между средней точкой источника рабочего тока и землей после возникновения утечки при выведсннoM вспомогательном источнике тока; I; — электродвижушая сила вспомогательного источника тока; У вЂ” проводимо ть вспомогательной цепи. Способ обеспечивает онредслечие приращения тока утечки при внезапных замыканиях в сети. 1 нл.
1483408
Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике контроля изоляции электроустановок.
Цель изобретения — — повышение чувствительности определения тока утечки за счет периодического введения и выведения в контролируемую сеть вспомогательного источника тока.
На чертеже приведена схема, поясняющая данный способ.
Источник рабочего тока 1 соединен с потребителем 2 электроэнергии с помощью линии 3, имеющей проводимости изоляции фаз относительно земли 4. Вспомогательный источник 5 тока соединен со средней точкой (нейтралью) источника 1 рабочего тока «ерез вспомогательную цепь 6 и землей. Фазочувствптельный вольтметр 7 включен между землей и средней. точкой источника 1 рабочего тока. Вспомогательный источник 5 тока подсоединен к источнику 1 рабочего тока через выключатель 8. Вольтметр 9 включен между средней точкой источника 1 рабочего тока и его фазными выводами.
Сущность способа заключается в том, что периодически вводят и выводят ЭДС вспомогательного источника тока Е той же частоты, что и у рабочего тока, предварительно включенного между средней точкой источника рабочего тока и землей, и измеряют напряжение между землей и средней точкой источника рабочего тока как при введенном, так и при выведенном вспомогательном источнике, а о токе утечки судят по результатам измерений.
Напряжение смещения нейтрали Й электроустановки как переменного, так и постоянного тока при включенном между средней (нулевой) точкой источника рабочего тока и землей вспомогательном источнике тока, в состоянии, когда ЭДС этого источника равна нулю, определяется формулой, U,V, VE+ Y (1) где 4 — — - проводимость вспомогательной цепи, т. е. цепи, содержащей вспомогателькый источник тока, включенный между нейтралью и землей;
К вЂ” напряжение i-й фазы относительно средней точки источника рабочего тока, т. е. относительно нейтрали, причем для средней точки (равно нугпо (здесь и в аналогичном контексте, говоря о фазе, подразумевают н полюс аккумулятора и другие подобные элементы; зажимы, соединенные перемычками, рассматриваются как один зажим);
Y,. — проводимость i-й фазы относительно земли;
n — — число фаз системы;
Y — общая проводимость токоведущих частей относительно земли У
) у, Напряжение, токи и проводимости при переменном токе описываются комплексны5 ми числами, при постоянном — действительными числами. Поскольку действительное число является частным случаем комплексного, всегда, кроме случая, относящегося только к постоянному току, для обозначения
1р напряжения тока н проводимости используютсяIu Y.
Введение во вспомогательную цепь ЭДС приводит к изменению напряжения смещения нейтрали с U v íà 0>
15 U Y+=o У
Y:+Y
Если при выведенной ЭДС с m-й фазы на землю имеет место утечка тока с проводимостью У, то напряжение смещения нейт2р рали U z-. определяется формулой:
Fn ) t + (-, у, Ь+V +Y (3) г где Ь„, — напряжение т-и фазы относительно нейтрали;
25 У;. — ров лиvlocT b утечки.
Если же утечка тока на землю имеет место при введенной ЭД,С, то напряжение смещения нейтрали (/н; определяется формулои (, V,, + у,+ . g Y<
39 V + У.-+ Y
Используя закон Ома, а также учитывая, что напряженис фазы относительно земли равно соответствующему фазному напряжению, уменьшенному Hd напряжение смещения нейтралн, при совместном решении (1), (2) и (3) получают формулу для тока утечки
I „при выведенном вспомогательном источнике
I" ((lнь . — Uxv ) (5) (2) (4}
4О Аналогично из (1), (2) и (4) получают формулу для тока утечки /-,. при введенном вспомогательном источнике йс,", — й-, г, =v,+- - : ——
45 Для реализации способа меж,ду средней (нулевой) точкой источника 1 рабочего тока и землей предварительно включают вспомогательныи источник 5 тока той же частоты, что и рабочий ток. После такой подготовки периодически вводят и выводят ЭДС вспомогательного источника 5 тока с помощью выключателя 8. При этом измеряют напряжение между нулевой точкой и землей как при введенной, так и при выведенной ЭДС. При отсутствии вывода от средней точки используют искусственную нулевую точку, получаемую посредством звезды из одинаковых проводимостей. Измерения выполняют высокоомным фазочувствительным вольтметром 7, 1483408 который включают между нулевой точкой, естественной или искусственной, и землей.
Измсряемая при этом величина является напряжением смещения нейтрали. В сетях переменного тока для указанных измерений используют фазочувствитель Il IH прибор.
Для повышения точностй измерений искусстГ1 венную нулевую точку создают отдельно для вспомогательного источника тока и для вольтметра.
Такие операции, как введение и выведение ЭДС вспомогательного источника тока, в частности, могут быть реализованы следующим образом. В качестве вспомогательного источника тока используют трансформатор (при постоянном токе — выпрямитель, более конкретно — мост из четырех диодов, питающийся от трансформатора, вторичную обмотку которого (выход выпрямителя) включают между нулевой точкой, естественной или искусственной, источника рабочего тока и землей, а его первичную обмотку периодически подключают к источнику питания и отключают). При постоянном токе у моста меняют местами зажимы постоянного и переменного токов. Когда трансформатор отключен от источника питания, ЭДС вспомогательного источника равна О, но проводимость его цепи Ve введена между токоведущими частями и землей. Когда трансформатор подключен к источнику питания, ЭДС вспомогательного источника равна Е.
Проводимость его цепи при этом практически не изменяется, тем более, что в ней имеются токоограничивающие элементы.
Вместо приведенного можно применять 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.
Например, в случае симметричной трехфазной системы вольтметром 9 с очень большим сопротивлением (по сравнению с общим сопротивлением токоведущих частей относительно земли) измеряют модули напряжений
U, (/в, U между фазами А, В, С и землей и модуль фазного напряжения U9.-. Для измерения модулей напряжений фаз относительно земли U>, U, U, прибор одним зажимом присоединяют к земле, а другим — к соответствующей фазе. Один из возможных вариантов измерения модуля фазного напряжения Ц. состоит в том, что зажимы прибора подсоединяют к разным фазам и полученную величину (линейное напряжение) делят на /3, что позволяет найти вектор напряжения смещения нейтрали
1 204 — U> — Ь",.- 3 U Ó вЂ” Я
2 ÇU 2 ЗЦ, В случае электроустановки постоянного тока высокоомным вольтметром измеряют напряжение U+ между положительным полюсом и землей и U между отрицательным полюсом и землей, что щ з»0:»«". пряжение земли относ15гелым, ..;,:ь ::, источника рябо1его ток;1
UN= — (U — U
Описанные периодtt чс«кп ..;:;
:1змерения напряжения «i!et!I;". "»»: t t" позволяют преж;е всего у«т11!01; ., ь .1; .; возникновения утечки, дл» чс«0 к:1ж..ый:; .
10 сравнивают текущее tt lett ° t«:i»t;1»,„. смещения нейтрали «получсt:It!Lм !1.1t «, если они не совпадают, фик«11р) т: si 110«:.:, к новен ие утечки. Естес 1 вен н<ч I Tit 00,! . 11, i « ниваемых напряжения должны 01 ьо«. I! 1.«»
15 к одинаковым состояниям вспомогатe«ль11; го источника тока, т. е. в обоих e«tó÷àt!i Э,С должна быть либо введена, либо выведена.
Что касается самого тока утечки, то его определяют, используя результаты двух измерсний, выполненных до возникновения утсч;;и, 20 и одного измерения после ее вози 1кнов«1;и» по формуле (5).
Ток утечки .. является величиной, Ileзависящей от ЭДС вспомогательного источника:
limit» =(Y + V1(U». — Юкт)
Š— 0
При реализации способа про.ц;олаг;1ст», что за время между двумя одинаковымп состояниями вспомогательного источника тока возникает не более одной утечки, т. с, предполагается, что за время мсжду дву11» утечками успевают выполнить не менее ii.у; измерений.
Если найденный ток утечки не достигне1
3S значений, требующих принятия о«обых м р, например отключения сети, то измсреll! I . продолжают аналогично описанном«.
Использование предлагаемого сп0«0tt;t позволяет повысить точно TI îttределеп1«-:. тока утечки, что приводит к ItoHI I!I!et пю::.;1дежности электроснабжения потрсоитсл«й и безопасность эксплуатации элсктроуe."а новок.
Форму.ta изобретена.ч
lyy= У
Способ определения тока уте 1кп. зак.;10чающийся В измере5н1п пара11ет11ов Be!10.tt()гательной цепи, соединенной с зем1 ic й, личаюи1ийся тем, что, " цслью повыи;е.:;:,, чувствительности, периодичсски вво 151! н }.;Hводят вспомогательный источник тока Toll,кс
5р частоты, что и рабочий ток, предв11рнтс,1ь110 включенный между средней точкой исто tifliка рабочего тока и землей, измеряют и ряжение между средней точкой нсточ; нк;; 1«абочего тока и землей как при введенном Hc ioмогательном Источнике, так и прп в1.П1«д«11—
55 ном, а ток утечки определяют по фо1мхле
+ -ъ
1483408
Составитель Н. Даки
Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор О. Кравцова
Заказ 2828)44 Тираж 713 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
rge (J r и Де — напряжение между среднеи точкой источника рабочего тока и землей до возникновения утечки соответственно при выведенном и введенном вспомогательном
L7 источнике тока;
М) ут — напряжение между средней точкой источника рабочего тока и землей после возникновения утечки при выведенном вспомогательном источнике тока; электродвижущая сила вспомогательного источника тока; проводимость вспомогатель ной цепи, т. е. цепи, содержащей вспомогательный источник тока.
