Устройство для мониторинга состояния высоковольтных вводов

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2401434:

Цфасман Григорий Матвеевич (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для непрерывного контроля изоляции, диагностики и защиты высоковольтных вводов силовых трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов. Технический результат - упрощение устройства и повышение его точности. Сущность: устройство содержит устройства присоединения к измерительным выводам высоковольтных вводов, узлы защиты токовых цепей, узлы гальванической развязки и нормализации токовых сигналов, трансформатор напряжения трехфазной системы высоковольтных шин, узел измерений, включающий в себя первый мультиплексор аналоговых сигналов, и аналого-цифровой преобразователь, управляющий контроллер. В устройство введены шесть узлов слежения/запоминания, второй мультиплексор аналоговых сигналов, узел синхронизации. Устройство реализует измерение синусных и косинусных составляющих напряжения на вводе и тока утечки изоляции ввода с последующим вычислением амплитуд и фазовых соотношений между током и напряжением, tgδ и емкости основной изоляции ввода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике в области электрооборудования высокого напряжения и предназначено для непрерывного контроля изоляции, диагностики и защиты высоковольтных вводов силовых трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов. Технический результат - упрощение устройства и повышение его точности.

В настоящее время известен и предлагается потребителю фирмами-изготовителями ряд систем и устройств контроля состояния изоляции высоковольтных вводов под рабочим напряжением:

- Система «R1500» мониторинга и сигнализации технического состояния изоляции маслонаполненных вводов трансформаторов. Техническое описание. Производственно-внедренческая фирма «Вибро-Центр». - Пермь: www.vibrocenter.ru/r1500.htm.

- InsulGard G2 Maximizes Uptime and Reliability. Рекламный проспект. Фирма «Cutler-Hammer» Eaton Corporation. Kahaga:www.cutler-hammer.eaton.com.

- IDD - Intelligent Diagnostic Devices for Bushings. Рекламный проспект. Фирма «Doble Engineering Company». США: www.doble.com.

- Устройство контроля изоляции вводов КИВ (КИВ-500), выпускаемое промышленностью с 60-х годов прошлого века и используемое в энергетике по настоящее время (см., например, Голоднов Ю.М. Контроль за состоянием трансформаторов. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 88 с.: ил.).

Известен также ряд патентных материалов, выданных на устройства контроля изоляции высоковольтного оборудования и высоковольтных вводов под рабочим напряжением:

- Авторское свидетельство СССР №296062, кл. G01R 31/02, 1968, БИ №8, 1971 г.

- Авторское свидетельство СССР №384080, кл. G01R 31/02, 1970, БИ №24, 1973 г.

- Патент Российской Федерации №2003127 С1, кл. G01R 31/02, бюл. №41-42, 15.11.93 г.

- Патент Российской Федерации №2145420 С1, кл. G01R 31/08, 31/12, бюл. №4, 10.02.2000 г.

Все указанные устройства реализуют неравновесно-компенсационный метод измерений, описанный в работах П.М. Сви (например, Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 240 с.: ил.).

Этот метод и реализующие его системы обладают серьезными недостатками:

- метод позволяет только качественно, по нарастанию суммарного сигнала токов утечки изоляции вводов сделать заключение о предаварийном состоянии ввода, что для современных систем недостаточно. Любые количественные оценки деградации параметров изоляции вследствие недостатков, которые приведены ниже, специалистами энергетиками не признаются достоверными;

- способ выявления неблагополучного ввода допускает неоднозначное толкование, поскольку для любого приращения амплитуды и фазы суммарного сигнала, причиной которого считается деградация изоляции неблагополучного ввода, может быть подобрано соответствующее сочетание изменений в двух оставшихся вводах, дающее такой же результат;

- не дается начальной оценки степени деградации изоляции вводов; метод основан на априорном допущении начального благополучного состояния вводов;

- при изначальном количественном расхождении значений параметров изоляции вводов и неидентичности их зависимости от напряжения и температуры, что чаще всего случается в практике (например, при замене одного ввода), выходной сигнал будет зависеть от изменений напряжения сети, загрузки трансформатора, температуры воздуха, т.е. факторов, влияние которых теоретически должно компенсироваться;

- бесспорна зависимость выходного сигнала от нарушения симметрии напряжений сети и его гармонического состава.

Недостатки, связанные с аппаратной реализацией суммирования сигналов, устраняются в системе, защищенной патентом Российской Федерации №2145420. В ней также задействованы сигналы от трансформатора напряжения, которые используются для вычисления комплексных проводимостей изоляции вводов, лежащих в основе защищаемой методики определения неблагополучного ввода при выявлении отклонения суммарного сигнала от заданного уровня.

Наиболее близким к настоящему изобретению является техническое решение, защищенное патентом Российской федерации RU 2328009 С1, кл. G01R 31/02, 2006, опубл. 27.06.2008, выбранное в качестве прототипа. В этом решении реализуется прямое измерение активных и реактивных составляющих тока утечки изоляции ввода, напряжения на вводе и частоты сети с последующим вычислением амплитуд и фазовых соотношений между током и напряжением, tg δ и емкости основной изоляции ввода. В основе решения лежит разложение периодических сигналов на ортогональные составляющие.

Пусть мы имеем две ортогональных синусоиды

и два подлежащих измерению сигнала (напряжение и ток), искаженных высшими гармониками и содержащих случайные искажения:

где ψ_u - смещение фазы сигнала напряжения относительно опорной косинусоиды, φ - разность фаз первых гармоник сигналов тока и напряжения, ξ(t) - случайные составляющие сигналов.

Ортогональные косинусные и синусные составляющие первых гармоник измеряемых сигналов определяются первыми членами разложения функций (3), (4) в ряды Фурье:

При этом интегралы от членов, содержащих высшие гармоники, оказываются нулевыми, и результаты интегрирования приводятся к виду

Здесь зависящие от случайных составляющих сигналов члены Ξ зависят от времени и могут содержать постоянные составляющие. Переменные их составляющие могут быть отфильтрованы, а постоянные составляющие, появляющиеся в результате смещения нулей в аналоговых частях устройства, являются ошибками измерений, и должны устраняться при калибровке устройства.

При ψ=0 и Ξ=0 получаем

Действующее значение тока утечки ввода определяется по соотношению

а тангенс угла потерь - по соотношению

Далее определяются емкость основной изоляции ввода

и сопротивление утечки основной изоляции

В вышеприведенных выражениях для простоты не включены коэффициенты приведения сигналов к первичной стороне тока и напряжения.

В устройстве-прототипе в силу (15) не выполняется преобразование (6), перемножение в подинтегральных выражениях (5), (7) и (8) выполняется аппаратно с помощью перемножающих цифроаналоговых преобразователей, а интегрирование заменяется выделением постоянных составляющих подинтегральных выражений с помощью фильтров низкой частоты и интегрирующего АЦП или АЦП с дельта-сигма модуляцией. Генерация и синфазирование цифровых сигналов возлагается на узел задания системы отсчета, в основе которого лежит система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Благодаря этому данное устройство при всех его достоинствах по сравнению с предшественниками обладает несколькими существенными недостатками:

- Аппаратная реализация умножений приводит к значительной сложности и, следовательно, увеличению стоимости, и снижению надежности устройства.

- Наличие значительного количества аналоговых узлов в измерительном тракте приводит к возникновению смещений нуля, которые частично компенсируются при калибровке прибора специальным узлом подстройки с использованием цифрового потенциометра, что еще более увеличивает сложность устройства.

- Используемый метод предполагает точное синфазирование опорных синусоиды и косинусоиды с входным сигналом напряжения (условие ψ=0). В то же время контур ФАПЧ осуществляет такое синфазирование с погрешностью, связанной со смещением нуля, входящего в контур перемножающего узла, и с достаточно большой инерционностью. Однако реальный входной сигнал напряжения всегда испытывает случайные флуктуации по форме, амплитуде и фазе, что приводит к появлению на выходе измерителя угла δ ошибки, равной флуктуации фазы напряжения. Вследствие инерционности контура ФАПЧ в этом сигнале появляются составляющие очень низкой частоты, и даже при отсутствии в нем постоянной составляющей (сверх указанной погрешности) требуется достаточно серьезная дополнительная фильтрация измеренных значений.

Целью настоящего изобретения является упрощение схемы устройства измерения с одновременным повышением его надежности и точности. Эта цель достигается, во-первых, за счет того, что используется полное преобразование по соотношениям (5)-(8) без наложения условия ψ=0, и, во-вторых, за счет реализации этого преобразования в цифровом виде с предварительной оцифровкой входных сигналов тока и напряжения в N равноотстоящих точках на интервале интегрирования (один период частоты сети). При этом соответствии с известной теоремой квантования интегралы в первых членах ряда Фурье могут быть заменены суммированием N дискретных значений:

где m=0 для косинусных составляющих и m=1 для синусных составляющих, Т=2π/ω, если спектр сигнала f(t) не содержит частот, превышающих критическую частоту f_c=N/T («удвоенная частота Найквиста»). Выполнение этого условия обеспечивается некоторой фильтрацией входных сигналов в узлах нормализации. Например, при N=1024 для ослабления в 2π раз составляющих искажений с частотой более f_c, амплитуда которых и так обычно невелика, потребуется фильтр первого порядка с постоянной времени Т/1024, или ~ 20 мкс при частоте сети 50 Гц. При этом разность сдвига фаз между каналами тока и напряжения, связанная с начальным разбросом емкости конденсаторов фильтров, будет иметь порядок 1 мкс и может быть скомпенсирована программно после начальной калибровки прибора, а ее изменение со временем и с температурой при использовании высокостабильных конденсаторов - не более 0,03 мкс (~1·10^-5 рад).

Следует отметить, что дискретные значения опорных синусоидальных сигналов в данном случае задаются в цифровом виде программно и поэтому не содержат постоянных составляющих. Поэтому при интегрировании (суммировании) по (21) исключается постоянная составляющая выходного сигнала, связанная с возможным постоянным смещением входного сигнала, в отличие от прототипа, где опорные сигналы формируются аппаратно и могут иметь постоянное смещение.

Для точного задания частоты и фазы задания точек квантования, как и в прототипе, может быть в принципе применен контур фазовой автоподстройки частоты. Однако анализ показывает, что такого усложнения удается избежать. Можно показать, что при относительной ошибке задания частоты квантования ε и ненулевом смещении фазы опорных ортогональных сигналов ψ вызванная ими погрешность определения угла потерь имеет для малых ψ оценку

При синхронизации начала оцифровки с помощью прерывания процессора в момент перехода через ноль измеряемого сигнала напряжения, для современных микроконтроллеров легко реализуема задержка ψ не более 0,5·10^-3 рад (порядка 2 мкс). При N=1024, частоте сети f₀=50 Гц и частоте тактового генератора микроконтроллера f_T=40 МГц погрешность задания интервалов квантования не будет превышать значения ε=±¹/₂·Nf₀/f_T≈0,0007, если интервалы задавать с помощью встроенного в микроконтроллер таймера. При этом в соответствии с (22) результирующая ошибка определения угла потерь не превысит 10^-6 рад (|Δtgδ|≤10^-6). Загружаемое в данный таймер число, задающее интервал квантования, определяется делением на N длительности периода частоты измеряемых сигналов, выраженного в тактах частоты тактового генератора. Эта длительность измеряется с помощью входящего в состав микроконтроллера второго таймера со схемой захвата, позволяющего в моменты перехода через ноль сигнала напряжения запоминать и затем считывать показания таймера. Искомая длительность определяется как разность двух последовательных значений, считанных из таймера (с учетом возможного переполнения). Чтобы измеряемый этим таймером интервал не выходил за пределы разрядной сетки микроконтроллера (для упрощения используемых процедур), можно использовать обычно имеющийся предделитель на входе тактовых импульсов этого таймера с коэффициентом деления 2^m. В этом случае загружаемое в первый таймер для задания интервалов квантования число М1 определяется соотношением

где М2 - число, соответствующее длительности периода измеряемых сигналов в тактах второго таймера.

Для этого в устройстве для мониторинга состояния высоковольтных вводов трехфазного электрического аппарата, например трансформатора, подключенного к системе высоковольтных шин, содержащем устройства присоединения к объекту, подключенные к измерительным выводам вводов, узлы защиты токовых цепей, подключенные к выходам устройств присоединения, узлы гальванической развязки и нормализации сигналов тока, подключенные к выходам узлов защиты токовых цепей, узлы нормализации сигналов напряжения, получающие сигналы от сетевого трансформатора напряжения, измерительное устройство, включающее в себя мультиплексор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь на выходе, и микроконтроллер, в измерительное устройство введены аналоговые устройства слежения/запоминания, подключенные к выходам узлов нормализации сигналов тока и напряжения, аналоговые входы мультиплексора подключены к выходам устройств слежения/запоминания, а управляющий вход подключен к цифровому выходу микроконтроллера, вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу мультиплексора, а выход - к каналу связи с микроконтроллером. Кроме того, в устройство введены второй мультиплексор аналоговых сигналов, аналоговые входы которого подключены к выходам узлов нормализации сигналов напряжения, а управляющие входы подключены к соответствующему цифровому выходу управляющего контроллера, и узел синхронизации, содержащий первый счетчик и второй счетчик с предделителем на тактовом входе, а также источник тактовых импульсов и компаратор, причем тактовые входы первого счетчика и предделителя подключены к источнику тактовых импульсов, цифровые входы чтения/загрузки данных первого и второго счетчиков к шине обмена данными управляющего контроллера, выход переполнения первого счетчика подключен к первому входу прерывания контроллера, выход компаратора подключен ко входу разрешения счета второго счетчика и ко второму входу прерывания контроллера, вход переполнения второго счетчика подключен к третьему входу прерывания контроллера, а вход компаратора подключен к выходу второго аналогового мультиплексора. Устройство содержит также интерфейс связи с верхним уровнем системы управления. Дополнительно в устройство может входить также коммуникационный узел, содержащий элементы отображения, клавиатуру и интерфейс для отладки и локального конфигурирования устройства с помощью переносного персонального компьютера.

Для пояснения существа изобретения на фиг.1 изображена структурная схема устройства-прототипа; на фиг.2 - блок-схема предлагаемого устройства.

Оба устройства содержат три высоковольтных ввода (объект контроля) 1, подключенных к системе высоковольтных шин А, В, С, к измерительным выводам которых присоединены три устройства подключения к объекту 2, чьи выходы в свою очередь через соответствующие узлы защиты токовых цепей 3 подключены к входам узлов гальванической развязки и нормализации токовых сигналов 4. Последние в качестве развязывающих и согласующих элементов содержат приборные измерительные трансформаторы тока. К тем же шинам сети подключен измерительный трансформатор напряжения, вторичные обмотки которого подключены к входам соответствующих узлов гальванической развязки и нормализации сигналов напряжения 6. В них также в качестве развязывающих и согласующих элементов могут быть использованы приборные измерительные трансформаторы напряжения (если измерительная схема изолирована от земли, использование этих трансформаторов необязательно, они заменяются просто входными сопротивлениями достаточной величины для ограничения входных токов нормализующих усилителей).

В устройстве-прототипе (фиг.1) выходы узлов развязки и нормализации 4 и 6 соединены с соответствующими входами мультиплексора аналоговых сигналов 7, представляющего собой парный трехвходовой коммутатор аналоговых сигналов, сигналы на двух выходах которого соответствуют той или иной фазе в зависимости от состояния сигналов на шине управления мультиплексорами 8, задаваемых управляющим микроконтроллером 9.

Сигналы с выхода первой части мультиплексора 7, обеспечивающей переключение преобразованных токов изоляции вводов, поступают на узел измерений 10; сигналы с выхода второй части мультиплексора 7, переключающей сигналы, пропорциональные фазным напряжениям с трансформатора напряжения, поступают на вход узла формирования сигналов системы отсчета 11.

Узел 11 представляет собой разновидность системы фазовой автоподстройки частоты, состоящей из умножающего ЦАП 12, играющего роль фазового детектора, и последовательно соединенных с ним элементов: фильтра низкой частоты (ФНЧ) 13, генератора импульсов, управляемого напряжением (ГУН) 14, двоичного счетчика (Сч2) 15 и преобразователя кодов (ПрК) 16, одна из ветвей выходной шины данных 17 которого подключена к цифровому входу умножающего ЦАП 12, тем самым замыкая цепь отрицательной обратной связи. Таким образом, фазное напряжение, поступающее на аналоговый вход ЦАП 12, является для системы ФАПЧ задающим сигналом, а цифровая синусоида, поступающая по шине данных - сигналом обратной связи.

Узел измерений 10 включает в себя последовательно соединенные: входной четырехвходовый аналоговый мультиплексор 18, умножающий ЦАП 19, фильтр низкой частоты 20 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 21. На соответствующие входы аналогового мультиплексора 18 подаются измеряемые, уже упоминавшиеся выше, сигналы: пропорциональные токам утечки изоляции вводов U_I, и пропорциональные фазным напряжениям U_ф, а также калибровочные сигналы: сигнал U_K, формируемый специальным ЦАП 22, выступающим в роли генератора калибровочных сигналов, и нулевой сигнал, для чего этот вход просто подключен к нулю схемы. Управляющие входы мультиплексора 18 подключены к соответствующей ветви уже упоминавшейся выше шины управления мультиплексорами 8. Цифровые входы ЦАП 19 и ЦАП 22 подключены к шине данных 17 преобразователя кодов. Управление АЦП 21 и считывание с него данных микроконтроллер 9 осуществляет по шине 23 последовательного интерфейса SPI. Управление преобразователем кодов 16 микроконтроллер производит с помощью шины управления 24.

Устройство оснащено коммуникационным узлом 25, включающим в себя следующие элементы: отображения 26 (светодиоды и жидкокристаллический дисплей), ввода 27 (клавиатура), связи с внешним компьютером 28 (последовательный интерфейс RS-232). Эти элементы непосредственно связаны с микроконтроллером 9. Связь с верхним уровнем системы обеспечивается с помощью последовательного интерфейса 29 (RS-485). Подключение к подстанционной системе сигнализации и защиты осуществляется посредством релейного формирователя 30 сигналов предупредительной сигнализации и защиты, а также сигнала системы встроенного контроля.

В примере конкретной реализации предлагаемого устройства (фиг.2) шесть выходов узлов развязки и нормализации 4 и 6 через шесть узлов слежения/запоминания 31, управляемых дискретным сигналом 32 с выхода DО0 управляющего микроконтроллера 9, соединены с соответствующими входами восьмивходового мультиплексора аналоговых сигналов 7, сигнал на выходе которого соответствуют тому или иному измеряемому сигналу в зависимости от состояния сигналов на шине управления 8, поступающих с выхода DО1 микроконтроллера. На два избыточных входа мультиплексора 7 подаются калибровочные сигналы опорного напряжения (33) и нуля (34), периодическое измерение которых используется для контроля исправности прибора. Выходной сигнал мультиплексора 6 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 21, подключенного к микроконтроллеру по шине 23. Моменты считывания сигналов в АЦП определяются сигналом переполнения встроенного в микроконтроллер первого счетчика/таймера 41, поступающего на вход прерывания микроконтроллера Int1 Сигналы с выходов узлов нормализации напряжений 6 поступают также на входы второго аналогового мультиплексора 35, выход которого подключен ко входу нуль-органа (компаратора) напряжений 36, а линии управления - к цифровому выходу 42 микроконтроллера. Сигнал с выхода нуль-органа 36 поступает на вход прерывания микроконтроллера Int2 и на вход захвата встроенного в микроконтроллер второго счетчика-таймера 37 с предделителем 38. Выход переполнения счетчика 37 подключен ко входу прерываний Int3 микроконтроллера. На тактовые входы счетчика 41 и предделителя 38 счетчика 37 подается сигнал 39 генератора тактовой частоты микроконтроллера f_T. Линии данных обоих счетчиков подключены к внутренней шине обмена данными микроконтроллера 40. К микроконтроллеру подключены также коммуникационный узел 25, узел сигнализации 30 и узел последовательного интерфейса 29.

Устройство работает следующим образом.

Для измерения параметров ввода фазы А командой по шине 42 мультиплексором 35 выбирается сигнал напряжения данной фазы. В моменты перехода данного сигнала через ноль по двум последовательным прерываниям по входу Int2 микроконтроллер 9 считывает показания, защелкнутые в моменты прерываний счетчиком-таймером 37, и вычисляет длительность М2 периода сигнала напряжения как разность двух соседних показаний счетчика 37 с учетом количества переполнений счетчика, фиксируемых прерываниями по входу Int3. Вычисляется частота в сети f_c=f_T/(М2·2^m). В счетчик 41 загружается коэффициент пересчета М1, вычисленный по соотношению (23). После этого по очередному фронту сигнала на входе прерывания Int2 разрешаются прерывания по входу Int1 с выхода счетчика 41, чем синхронизируется начало цикла измерений с переходом напряжения через ноль. По каждому прерыванию Int1 выдается сигнал по линии 32 на узлы слежения/запоминания 31 для замораживания всех шести измеряемых сигналов на время оцифровки. За счет одновременного «замораживания» сигналов обеспечивается измерение их мгновенных значений в один и тот же момент времени. Командами по шине 8 выбираются поочередно сигналы тока и напряжения ввода фазы А с выхода узлов слежения/запоминания 31 и с помощью АЦП 21 производится их оцифровка. Полученные значения сохраняются в массиве данных в памяти. По окончании оцифровки сигнал «замораживания» сигналов 32 снимается, разрешая отслеживание входных сигналов для считывания в следующей точке. Прерывания по входу Int1 подсчитываются, и после N-го прерывания цикл оцифровки для фазы А заканчивается, прерывания по входу Int1 закрываются. С использованием соотношений (5)…(8) и (21) вычисляются синусные и косинусные составляющие тока и напряжения ввода, действующие значения тока и напряжения

тангенс угла потерь

емкость основной изоляции ввода

сопротивление утечки

Далее процесс повторяется для фаз В и С.

Для учета фазовой погрешности трансформатора напряжения, которая может достигать значений порядка 0,01 рад (0,5-0,6 град) и во много раз превышать измеряемый угол потерь, при установке прибора на новый (или подвергшийся предварительно испытаниям) ввод с известным значением тангенса угла потерь tgδ₀ проводят измерения с помощью предлагаемого прибора и записывают измеренное значение tgδ'₀ и известное значение tgδ₀ в его память. При дальнейших измерениях в процессе эксплуатации ввода по измеренным значениям tgδ' пересчитывают истинное значение тангенса с учетом указанных величин. Точное выражение для такого пересчета:

Однако для малых значений угла потерь малыми второго порядка можно пренебречь и производить коррекцию по упрощенному соотношению

При значениях измеряемого угла до 0,01 радиан ошибка этого приближенного выражения не превышает 10^-6.

1. Устройство для мониторинга состояния высоковольтных вводов трехфазного электрического аппарата, подключенного к системе высоковольтных шин, содержащее устройства присоединения к измерительным выводам высоковольтных вводов всех трех фаз, выходы которых через узлы защиты токовых цепей подключены ко входам соответствующих узлов гальванической развязки и нормализации токовых сигналов, трансформатор напряжения трехфазной системы высоковольтных шин, выходы которого подключены ко входам соответствующих узлов нормализации сигналов напряжения, узел измерений, включающий в себя первый мультиплексор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь, управляющий контроллер, электрически связанный соответствующими шинами управления и данных с вышеупомянутыми первым мультиплексором аналоговых сигналов и аналого-цифровым преобразователем, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены шесть узлов слежения/запоминания, каждый из которых имеет аналоговый вход, управляющий вход и аналоговый выход, второй мультиплексор аналоговых сигналов и узел синхронизации, при этом первый мультиплексор аналоговых сигналов выполнен восьмивходовым с одним выходом, шесть входов первого мультиплексора подключены к аналоговым выходам узлов слежения/запоминания, аналоговые входы которых подключены к трем выходам узлов гальванической развязки и нормализации токовых сигналов и трем выходам узлов нормализации сигналов напряжения, а управляющие входы подключены к цифровому выходу управляющего контроллера, оставшиеся два входа первого мультиплексора подключены к источнику эталонного напряжения и нулевому потенциалу, выход первого мультиплексора подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, аналоговые входы второго мультиплексора подключены к выходам узлов нормализации сигналов напряжения, а управляющие входы подключены к соответствующему цифровому выходу управляющего контроллера, узел синхронизации содержит первый счетчик, второй счетчик с предделителем на тактовом входе, источник тактовых импульсов и компаратор, тактовые входы первого счетчика и предделителя второго счетчика подключены к источнику тактовых импульсов, цифровые входы чтения/загрузки данных первого и второго счетчиков подключены к шине обмена данными управляющего контроллера, выход переполнения первого счетчика подключен к первому входу прерывания контроллера, выход компаратора подключен к ко входу разрешения счета второго счетчика и ко второму входу прерывания контроллера, вход переполнения второго счетчика подключен к третьему входу прерывания контроллера, а вход компаратора подключен к выходу второго аналогового мультиплексора.

2. Устройство для мониторинга состояния высоковольтных вводов трехфазного электрического аппарата по п.1, отличающееся тем, что в качестве управляющего контроллера используется интегральный микроконтроллер, а в качестве первого и второго счетчиков и генератора тактовых импульсов используются соответствующие узлы, встроенные в микроконтроллер.

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к устройствам, позволяющим проводить диагностику и испытания кабелей с синтетической изоляцией повышенным напряжением без ее разрушения.

Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное // 2328010

Устройство мониторинга высоковольтных вводов и сигнализации о состоянии их изоляции // 2328009

Переносное устройство для контроля состояния изоляции силовых трансформаторов // 2245559

Изобретение относится к электроизмерительной технике. .

Способ и устройство для экспресс-контроля пробивного напряжения жидких диэлектриков // 2220427

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для испытаний электрической прочности изоляции жидких диэлектрических материалов.

Устройство для испытания изоляции // 2217770

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для испытания изоляции локальных низковольтных электрических систем. .

Устройство для испытания изоляции силового кабеля и твердого диэлектрика // 2211456

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для испытания электрических сетей. .

Способ контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя // 2208236

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам диагностики изоляции обмоток электродвигателей. .

Устройство для автоматической диагностики изоляции обмоток электродвигателя // 2208235

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для диагностики изоляции обмоток электродвигателей. .

Устройство для оценки технического состояния изоляции обмоток электродвигателя // 2208234

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для диагностики изоляции обмоток электродвигателей. .

Контур отсечки искрового разряда // 2478215

Изобретение относится к управляемому отсекающему беспроводному соединению для системы испытаний импульсами высокого напряжения, предпочтительно для гарантирования качества силовых трансформаторов

Устройство для определения нарушений целостности изоляции проводов // 2490654

Изобретение относится к измерительной технике

Датчик для непрерывного контроля изоляции проводов // 2505830

Изобретение относится к технике электрических испытаний и может быть использовано для контроля качества изоляции проводов. Новым является то, что в датчик для непрерывного контроля изоляции проводов, содержащий корпус, внутри которого расположен проводящий рабочий элемент, дополнительно введены колпак, греющий источник с плавно изменяющейся мощностью, термодатчик, труба кожуха, схема регулирования мощностью греющего источника, стойка с платформой, и подвижная стойка. В качестве рабочего элемента взят галлий. Корпус и колпак датчика выполнены из теплопроводящего материала (меди) в виде перевернутых в вертикальной плоскости на 180° по отношению друг к другу прямоугольных сосудов. По периметру в верхней торцевой части корпуса и в нижней части колпака выполнены одинаковые по конфигурации фланцы. Причем внешние размеры фланцев одинаковы. Внутренний же размер фланца колпака меньше внутреннего размера фланца корпуса. Во фланце корпуса выточена проточка, в которую вставлен уплотнитель. Корпус и колпак идентичны по конфигурации, но объем внутренней полости колпака V1 больше объема V2 внутренней полости корпуса. При этом объем V1 полностью заполнен галлием. Фланцы корпуса и колпака присоединены друг к другу крепежными деталями. В стенках корпуса просверлены сквозные соосные отверстия, вокруг которых с внешней стороны корпуса выполнены проточки, в которые вставлены уплотняющие манжеты. С противоположных внешних сторон корпуса датчика прикреплены две трубчатые оси имеющие фланцы. Фланцы прикреплены крепежными деталями к корпусу. Уплотняющие манжеты находятся между корпусом и фланцами трубчатых осей. Внутренний диаметр трубчатых осей соответствует диаметру просверленных в корпусе отверстий, а наружный диаметр этих осей соответствует отверстиям в стойке с платформой и в подвижной стойке. Одна трубчатая ось входит в отверстие стойки с платформой. Другая трубчатая ось входит в отверстие подвижной стойки. Отверстие в стойке с платформой соосно отверстию в подвижной стойке. Нижний конец подвижной стойки расположен в пазу платформы стойки с платформой, и может перемещаться в продольном направлении по расположенным внутри паза направляющим. К верхней части стойки платформы закреплена труба, выполненная из меди. Внутри трубы по ее центральной оси прикреплен к стойке с платформой патрон, в который вкручен греющий источник с плавно изменяющейся мощностью. К внешней стороне колпака одним из торцов прикреплена труба кожуха, внутренний диаметр которой соответствуют внешнему диаметру трубы, прикрепленной к верхней части стойки с платформой, а оси вращения упомянутых туб совпадают. С противоположной стороны корпуса от трубы кожуха расположено гнездо, в которое вставлен термодатчик, выход которого соединен с входом схемы регулирования мощностью греющего источника, выход которой соединен с входом греющего источника с плавно изменяющейся мощностью. Заявляемый датчик имеет более чем в 3 раза более высокую чувствительность, чем датчик-прототип, и более чем на порядок более высокий срок службы, и, соответственно, надежность.

Устройство для компонентов высоковольтной импульсной системы испытания // 2517999

Изобретение относится к устройству для компонентов высоковольтной импульсной системы испытания, предпочтительно для контроля качества мощных трансформаторов. Сущность: в устройстве для компонентов высоковольтной импульсной системы испытания, содержащей генератор импульсов и вспомогательные компоненты, а именно ограничительный разрядный промежуток (2), делитель (3) напряжения и компенсатор (4) перенапряжений, по меньшей мере два из вспомогательных компонентов установлены на общей основной раме с одним единственным головным электродом (11) для вспомогательных компонентов. Технический результат: сокращение пространственной протяженности и числа гальванических соединений. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Датчик частичных разрядов для устройства оперативного контроля высоковольтной изоляции // 2565349

Изобретение относится к контролю высоковольтной изоляции. Сущность: датчик (11) частичных разрядов для устройства (11; 13) оперативного контроля высоковольтной изоляции содержит корпус (15) и находящиеся в корпусе (15) измерительную схему (17) для измерения частичных разрядов в тестируемой высоковольтной системе (3; 5) и конденсатор (19) связи, имеющий один электрод (19В), соединенный с измерительной схемой (17), и другой электрод (19А; 41), соединенный с первым высоковольтным проводником (21; 43), соединяемым с высоковольтной линией (5) тестируемой системы. Датчик дополнительно содержит калибровочную схему (23), находящуюся в корпусе (15) и содержащую калибровочный конденсатор (25), имеющий один электрод (25В), соединенный с калибровочной схемой (23), и другой электрод (25А; 41), соединенный с упомянутым первым высоковольтным проводником (21; 43) или вторым высоковольтным проводником (27), соединяемым с высоковольтной линией (5). Технический результат: возможность калибровки датчика в режиме эксплуатации, отсутствие необходимости изменения высоковольтной геометрии применительно к высоковольтной цепи генерирования энергии. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Установка для испытания изоляции объектов электротехнического назначения // 2621479

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к компактным установкам (приборам), позволяющим проводить испытания изоляции объектов электротехнического назначения повышенным переменным напряжением 50 Гц и постоянным напряжением, максимальным выходным напряжением до 10 кВ. Установка позволяет расширить функциональные возможности и параметры измеряемых электрических величин, а также повышает эффективность обнаружения мест с дефектами изоляции, уменьшает трудоемкость при серии однотипных испытаний и удобство испытаний при повышении безопасности работы персонала и значительном увеличении точности и достоверности измеряемых параметров. Сущность: установка выполнена в едином корпусе, внутри которого размещены блок питания, оснащенный таймером блок управления, блок измерения, установленный в непосредственной близости от высоковольтного модуля, регулятор напряжения, блок температурный. Высоковольтный модуль выполнен герметичным модулем с двойной изоляцией в виде полого пластмассового корпуса, заполненного жидким диэлектриком, и дополнительно включает высоковольтный выпрямитель, высоковольтные сглаживающие конденсаторы, ограничительный резистор, высоковольтное разрядное устройство и гидравлические разъемы для соединения с жидкостной системой принудительного охлаждения, и снабжен встроенным высоковольтным разъемом для подключения испытуемого объекта. Соединение блока измерений и блока управления происходит по цифровому последовательному интерфейсу через гальваническую развязку. Блок питания соединен только с блоком управления. Вход блока управления соединен с выходом блока измерения, выход блока управления соединен с входом регулятора напряжения и входом питания блока измерения. Вход блока измерения подключен к выходу делителя напряжения высоковольтного блока, выход регулятора напряжения подключен к входу высоковольтного блока, одновременно регулятор напряжения и высоковольтный модуль подключены к блоку температурному, выход которого соединен с входами воздушной системы принудительного охлаждения и жидкостной системы принудительного охлаждения. Выход воздушной системы принудительного охлаждения воздействует на регулятор напряжения и жидкостную систему принудительного охлаждения. Выход жидкостной системы принудительного охлаждения подключен к гидравлическому входу высоковольтного модуля. Установка имеет два токовых входа для заземленной и незаземленной нагрузки. Установка имеет цифровой последовательный канал передачи измеренных оцифрованных значений тока и напряжения в блок управления для их математической обработки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для определения стойкости изоляции эмалированных проводов к коронным разрядам // 2630549

Изобретение относится к кабельной технике. Сущность: устройство содержит термошкаф, в котором размещен испытуемый образец в виде стандартной скрутки эмалированного провода, один конец которого и термошкаф заземлены. Источник питания соединен с автоматом защиты, который через счетчик времени наработки соединен с процессорным модулем, который соединен с трансформатором, который заземлен. Высоковольтный вывод трансформатора подсоединен к другому концу испытуемого образца эмалированного провода. Технический результат: упрощение аппаратурной реализации. 1 ил., 1 табл.

Датчик для непрерывного контроля изоляции проводов // 2631020

Изобретение относится к технике электрических испытаний и может быть использовано для контроля качества изоляции проводов. Заявленный датчик для непрерывного контроля изоляции проводов выполнен в виде двух роликов из нержавеющей стали, имеющих U-образную проточку по образующей, причем ролики помещают в корпус, который выполнен в виде швеллера, между параллельными стенками которого закреплена диэлектрическая основа для размещения элементов датчика, также выполненная в виде швеллера, параллельные стенки указанной основы закреплены крепежными деталями к параллельным стенкам корпуса датчика, а основание упомянутой основы расположено перпендикулярно к основанию корпуса датчика, в датчик дополнительно введены два металлических коромысла, две пружины, два скользящих контакта, два вывода для подсоединения источника питания, две направляющие втулки, диск с равномерно выполненными в нем сквозными радиальными прорезями, одна плоскость которого выполнена в виде цилиндрического стакана, ультрафиолетовый светодиод и ультрафиолетовый фотодиод, причем коромысла выполнены в виде металлических пластин, на одном конце каждой из которых жестко закреплены перпендикулярно плоскости пластины цилиндрические оси под подшипники, на другом конце каждой пластины коромысла выполнены перпендикулярно плоскости коромысел отверстия под оси, которые жестко закреплены на диэлектрической основе для размещения элементов датчика, вращающихся роликов, прижатых с помощью пружин друг к другу образующими поверхностями в точке соприкосновения, лежащей на вертикальной оси симметрии указанных роликов, к боковой поверхности одного из вращающихся роликов соосно прикреплен стакан упомянутого диска с радиальными прорезями, по образующим поверхностям роликов выполнены проточки, лежащие при соприкосновении роликов против друг друга и служащие для фиксации и ограничения движения провода в поперечном направлении. Технический результат заключается в обеспечении большей универсальности за счет расширения функциональных возможностей, большей разрешающей способности, информативности и точности контроля. 6 ил., 1 пр.