Устройство для измерения под рабочим напряжением омических проводимостей изоляции отдельных фаз и всей сети в электроустановках напряжением выше 1000 в

 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам для измерения и контроля электрических величин. Технический результат - упрощение схемы и создание безопасных условий измерения путем отделения измерительных приборов от цепи высокого напряжения. Устройство для измерения под рабочим напряжением омических проводимостей изоляции отдельных фаз и всей сети в электроустановках напряжением выше 1000 В содержит трехфазные трансформаторы напряжения, выпрямители из полупроводниковых диодов, резисторы, миллиамперметры, вольтметр. Отличие состоит в том, что с целью упрощения схемы и создания безопасных условий измерения измерительные приборы отделены от цепи высокого напряжения, каждый из трех миллиамперметров с последовательно соединенным резистором через свой двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель низкого напряжения соединен соответственно с одной стороны с фазой низкого напряжения вторичной обмотки понизительного трансформатора напряжения, с другой стороны соединен с фазой низкого напряжения первичной обмотки повысительного трансформатора напряжения, каждая фаза вторичной обмотки повысительного трансформатора напряжения, имеющего заземленную нейтраль, подключена через резистор к полупроводниковому диоду высокого напряжения, выводы полупроводниковых диодов высокого напряжения собраны в один узел и через резистор подключены к нейтрали первичной обмотки высокого напряжения понизительного трансформатора напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам для измерения и контроля электрических величин.

Известны устройства для измерения сопротивления изоляции всей сети выпрямленными токами контролируемой сети напряжением до 1000 В. В них необходимый для работы ток образуется трехфазным выпрямителем с тремя полупроводниковыми диодами, подключенными через предохранительные резисторы к трем фазам контролируемой сети. Общая точка диодов трехфазного выпрямителя соединена с землей через ограничительный резистор, миллиамперметр и сигнальное реле. Величина тока через миллиамперметр зависит от параметров схемы и сопротивления изоляции сети, поэтому шкала миллиамперметра, отградуированная в килоомах, показывает значение общего омического сопротивления сети относительно земли [Цапенко Е.Ф. и др. Шахтные кабели и электробезопасность сетей. - М.: Недра, 1988, с.109-110].

Основными недостатками этого устройства являются: 1. Невозможность использования в сетях напряжением 6 и 10 кВ, так как миллиамперметр и реле будут находиться под напряжением и 6750 В [Справочное пособие по электротехнике и основам электроники. Под ред. А.В. Нетушила. М.: ВШ, 1986, с.126-127].

2. Его низкая информативность из-за отсутствия возможности измерять и определять значения сопротивлений отдельных фаз сети относительно земли.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности к достигаемому результату является устройство для измерения пофазного и суммарного активных сопротивлений и емкости изоляции трехфазных сетей с изолированной нейтралью [Авторское свидетельство 432425, М.кл. G 01 R 27/18, бюллетень 22, 1974].

В указанном прототипном устройстве три миллиамперметра с одной стороны подключены соответственно к трем фазам контролируемой сети, а с другой стороны - к анодам трехфазного выпрямителя, собранного из трех полупроводниковых диодов. Катоды диодов соединены в один узел и через ограничительный резистор и четвертый миллиамперметр подключены к земле.

При измерении используется также пятый миллиамперметр, включенный через ограничительный резистор между землей и одной из фаз контролируемой сети.

Для выравнивания токов трех первых миллиамперметров используются два эталонных магазина активных сопротивлений.

Для измерения межфазного (линейного) напряжения предусмотрен вольтметр.

К недостаткам прототипного устройства следует отнести: 1. Сложность схемы ввиду необходимости выравнивания токов в двух миллиамперметрах относительно третьего. Поскольку токи через приборы зависят от многих факторов и переменны во времени, на выравнивание тратится много времени и соответственно снижается точность измерений.

2. Основным недостатком, как и у аналога, является недопустимость применения в сетях 6 и 10 кВ из-за высокого напряжения (4050 и 6750 В) на измерительных приборах.

Задачей изобретения является упрощение схемы и создание безопасных условий измерения путем отделения измерительных приборов от цепи высокого напряжения.

Поставленная задача решается усовершенствованием устройства для измерения под рабочим напряжением омических проводимостей изоляции отдельных фаз и всей сети в электроустановках напряжением выше 1000 В, содержащего трехфазные трансформаторы напряжения, выпрямители из полупроводниковых диодов, резисторы, миллиамперметры, вольтметр.

Новые качества устройству придает то, что каждый из трех миллиамперметров с последовательно соединенным резистором через свой двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель низкого напряжения соединен соответственно с одной стороны с фазой низкого напряжения вторичной обмотки понизительного трансформатора напряжения, с другой стороны соединен с фазой низкого напряжения первичной обмотки повысительного трансформатора напряжения, каждая фаза вторичной обмотки повысительного трансформатора напряжения, имеющего заземленную нейтраль, подключена через резистор к полупроводниковому диоду высокого напряжения, выводы полупроводниковых диодов высокого напряжения собраны в один узел и через резистор подключены к нейтрали первичной обмотки высокого напряжения понизительного трансформатора напряжения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показаны схемы предлагаемого устройства и электроустановки, где должны проводиться измерения.

Устройство содержит два одинаковых трехфазных трансформатора напряжения TV1 и TV2, например, типа НТМИ-6, три низковольтных двухполупериодных полупроводниковых выпрямителя VD4, VD5, VD6, три миллиамперметра РА_А, РА_В, РА_С, семь резисторов R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, трехфазный выпрямитель, собранный из трех высоковольтных полупроводниковых диодов VD1, VD2, VD3 и вольтметр PV1.

Электроустановка, где должны выполняться измерения предлагаемым устройством, представляет собой трехфазную трехпроводную сеть, питающуюся от силового трансформатора Т1 напряжением 35/6-10 кВ. Проводимости изоляции отдельных фаз А, В, С сети относительно земли показаны сосредоточенными и обозначены соответственно через G_A, G_B, G_C. Предлагаемое устройство подключается к сети с помощью высоковольтного выключателя QF1.

Устройство работает следующим образом. После подключения устройства к контролируемой сети (имеющей, например, напряжение 6 кВ) путем включения выключателя QF1 во вторичной обмотке понизительного трансформатора напряжения TV1 устанавливаются фазные напряжения Ua', Uв', Uc', пропорциональные напряжениям фаз контролируемой сети U_A, U_B, U_C (допустим, что коэффициент трансформации понизительного трансформатора К'_U,ном=6000/100). Под действием этих напряжений через выпрямители VD4, VD5, VD6 и их миллиамперметры РА_A, РА_B, РА_C с последовательно соединенными резисторами R5, R6, R7 проходят токи в фазные обмотки А"Х", В"У", C"Z" повысительного трансформатора напряжения ТV2 (имеющего, например, коэффициент трансформации К"_U,ном=100/6000). Магнитодвижущие силы этих токов возбуждают в каждой фазной обмотке магнитные потоки, которые в свою очередь индуктируют во вторичных фазных обмотках а"х", в"у", c"z" повысительного трансформатора TV2 ЭДС взаимной индукции. Под действием этих ЭДС через высоковольтные резисторы R2, R3, R4 и диоды VD1, VD2, VD3 проходят пульсирующие выпрямленные токи, которые через ограничительный резистор R1, нейтраль N' и фазные обмотки понизительного трансформатора TV1 распределяются соответственно по трем линейным проводам контролируемой сети и через проводимости изоляции G_A, G_B, G_C возвращаются через заземленную нейтраль N" во вторичную обмотку повысительного трансформатора TV1.

Вольтметром PV1, включенном между двумя фазами понизительного трансформатора TV1, измеряют линейное напряжение контролируемой сети.

По показаниям стрелок трех миллиамперметров РА_A, РА_B, РА_C, шкалы которых отградуированы в сименсах (или килоомах), судят о проводимостях (или сопротивлениях) изоляции отдельных фаз контролируемой сети относительно земли. Проводимость изоляции всей сети определяется суммированием проводимостей изоляции отдельных фаз.

Формула изобретения

Устройство для измерения под рабочим напряжением омических проводимостей изоляции отдельных фаз и всей сети в электроустановках напряжением выше 1000 В, содержащее трехфазные трансформаторы напряжения, выпрямители из полупроводниковых диодов, резисторы, миллиамперметры, вольтметр, отличающееся тем, что каждый из трех миллиамперметров с последовательно соединенным резистором через свой двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель низкого напряжения соединен соответственно с одной стороны с фазой низкого напряжения вторичной обмотки понижающего трансформатора напряжения, с другой стороны соединен с фазой низкого напряжения первичной обмотки повышающего трансформатора напряжения, каждая фаза вторичной обмотки повышающего трансформатора напряжения, имеющего заземленную нейтраль, подключена через резистор к полупроводниковому диоду высокого напряжения, выводы полупроводниковых диодов высокого напряжения собраны в один узел и через резистор подключены к нейтрали первичной обмотки высокого напряжения понижающего трансформатора напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1