Способ измерения сопротивления изоляции и защиты от замыканий на корпус силовых цепей тепловозов



Способ измерения сопротивления изоляции и защиты от замыканий на корпус силовых цепей тепловозов

 


Владельцы патента RU 2415445:

Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике транспортных средств с электрической тягой. Изменяют конфигурацию измеряемой цепи путем шунтирования и производят ряд замеров измеряемой цепи, при котором в начале измерения производят замеры потенциалов разных участков цепей по отношению к корпусу, потом шунтируют участок цепи резистором известного номинала, и измеряют значения потенциалов тех же участков цепей в установившемся режиме, а по этим параметрам рассчитывают сопротивления изоляции отдельно положительной и отрицательной цепей, одновременно постоянно контролируют распределение напряжений между полюсами цепи и корпусом, и при снижении одного из этих напряжений до значения, близкого к нулю, при условии, что другое напряжение находится в диапазоне выше ранее выбранного порога, считают что произошел пробой изоляции соответствующей цепи и принимают решение об осуществлении защиты путем снятия возбуждения с генератора, питающего силовую цепь. Технический результат заключается в повышении точности измерения. 1 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике транспортных средств с электрической тягой, а именно к микропроцессорным системам управления и диагностики тепловозов.

Известен способ измерения сопротивления изоляции силовой сети электроустановок транспорта под рабочим напряжением и устройство для его реализации, при котором накладывают на силовую сеть измерительное напряжение постоянного тока, останавливают переходный процесс перезаряда емкостей в контролируемой сети, не дожидаясь его окончания, измеряют напряжение на сопротивлении изоляции и ток измерительного источника напряжения, при измерении сопротивления изоляции любого из полюсов силовой сети относительно земли (корпуса) накладываемое на силовую сеть измерительное напряжение подключают через дополнительное сопротивление между землей и неконтролируемым полюсом силовой сети, к которому при этом подключают потенциал измерительного напряжения, совпадающий по знаку со знаком рабочего напряжения на контролируемом полюсе, останавливают переходный процесс при напряжении, равным нулю, на сопротивлении изоляции неконтролируемого полюса путем регулирования напряжения между неконтролируемом полюсом и землей, измеряют ток измерительного источника и напряжение на контролируемом полюсе и вычисляют сопротивление изоляции контролируемого полюса силовой сети относительно земли путем деления измеренного напряжения на измеренный ток; устройство измерения сопротивления изоляции силовой сети электроустановок транспорта под рабочим напряжением содержит источник измерительного напряжения, ограничительный резистор и индикатор, в котором введены формирователь измерительных схем, микропроцессорный блок, два датчика напряжения, два датчика тока (патент RU №2175138, кл. G01R 27/18, B60L 3/00, 2001 г.).

Недостатками известного способа являются сложность его реализации и отсутствие возможности параллельного осуществления защиты от замыканий полюсов силовой сети на корпус.

Известен способ определения сопротивления изоляции электрических сетей, основанный на поочередном шунтировании резисторов полюсов сети, последовательном измерении на нем мгновенных значений напряжения в момент шунтирования и затем через равные интервалы времени, определении эквивалентного сопротивления изоляции, как произведения величины шунтирующего резистора на отношение напряжения контролируемой сети к сумме установившихся значений напряжения на шунтирующем резисторе, уменьшенное на единицу, при измерении мгновенных значений напряжений на шунтирующем резисторе фиксируют момент окончания измерения, для чего по первым трем измерениям мгновенных значений напряжений определяют разности их смежных значений, находят разность полученных результатов ΔU1j и сравнивают ее по модулю с заданным первым порогом ΔUn при, превышении которого процесс измерения заканчивают, а при значении ниже заданного порога ΔUn сравнивают по модулю разность последних измеренных значений мгновенного напряжения и напряжения в момент шунтирования с вторым заданным порогом ΔUn, умноженным на количество интервалов, при значении ниже второго порога ΔUn процесс измерения заканчивается и принимают значение последнего измерения мгновенного значения напряжения за установившееся напряжение в противном случае измерения напряжения на шунтирующем резисторе продолжают, но уже сравнивают между собой результаты измерений, взятые через двойной, тройной и т.п. интервалы времени, до выполнения одного из указанных условий (патент RU №2044324, кл. G01R 27/18, 1995 г.).

Недостатками известного способа являются сложность его реализации, а также невозможность одновременного осуществления измерений сопротивления изоляции и защиты цепей от пробоя изоляции на корпус.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ измерения электрического сопротивления изоляции электрических цепей, находящихся под напряжением постоянного тока, принятый за прототип и заключающийся в том, что изменяется конфигурация измеряемой цепи путем шунтирования и производится ряд замеров измеряемой цепи, вначале измерения производятся замеры потенциалов разных участков цепей по отношению к корпусу, потом шунтируют участок цепи, имеющий более высокий потенциал, конденсатором известной емкости, и измеряют параметры переходного процесса в точках шунтирования, а по этим параметрам вычисляют значения паразитных емкостей и сопротивлений изоляции цепей по отношению к корпусу (патент RU №2200329, кл. G01R 27/16, G01R 27/18, 2003 г.).

Недостатками известного способа являются невозможность его применения в системах с быстро изменяющимся напряжением в сети, например силовой цепи тепловозов, а также невозможность одновременного осуществления измерений сопротивления изоляции и защиты цепей от пробоя изоляции на корпус.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и устойчивости работы за счет измерения сопротивления изоляции силовых цепей тепловозов, находящихся под непрерывно изменяющимся напряжением с одновременным постоянным осуществлением защиты от пробоя изоляции на корпус.

Указанный технический результат достигается тем, что способ измерения сопротивления изоляции силовых цепей, находящихся под рабочим напряжением постоянного тока, заключающийся в том, что изменяют конфигурацию измеряемой цепи путем шунтирования и производят ряд замеров измеряемой цепи, при котором в начале измерения производят замеры потенциалов разных участков цепей по отношению к корпусу, потом шунтируют участок цепи; участок цепи шунтируют резистором известного номинала, и измеряют значения потенциалов тех же участков цепей в установившемся режиме, а по этим параметрам рассчитывают сопротивления изоляции отдельно положительной и отрицательной цепей, одновременно постоянно контролируют распределение напряжений между полюсами цепи и корпусом, и при снижении одного из этих напряжений до значения, близкого к нулю, при условии, что другое напряжение находится в диапазоне выше ранее выбранного порога, считают что произошел пробой изоляции соответствующей цепи и принимают решение об осуществлении защиты путем снятия возбуждения с генератора, питающего силовую цепь.

На чертеже представлена принципиальная схема способа измерения сопротивления изоляции силовых цепей тепловозов.

В способе измерения сопротивления изоляции силовых цепей тепловозов используют напряжение, имеющееся в момент измерения в силовой цепи Uсц, которое контролируют датчиками напряжения ДН1 и ДН2 и равно их сумме. Датчики подключают между положительным и отрицательным полюсами цепи и корпусом и своими внутренними сопротивлениями одинакового известного номинала Rп образуют делитель. Напряжение на этом делителе, в отсутствии пробоя изоляции одной из цепей на корпус, распределяется пропорционально сопротивлениям изоляции цепей. В случае же пробоя, напряжение на соответствующем датчике (ДН1 или ДН2) становится близким к нулю, что при условии превышения напряжением Uсц заданного порога, является признаком для включения защитной функции. Защитная функция осуществляется путем снятия возбуждения с тягового генератора, питающего силовую цепь. Для расчета сопротивления изоляции значения напряжений между положительным полюсом и корпусом и между отрицательным полюсом и корпусом запоминаются, после чего шунтируют участок цепи при помощи электромагнитного реле P, подключающего дополнительный резистор известного номинала Rдоб параллельно датчику ДН2, выдерживает интервал времени, необходимый окончания переходного процесса в цепи и вновь запоминают новые значения напряжений. Сохраненные значения напряжений до включения реле и после включения используются для расчета сопротивлений изоляции положительной и отрицательной силовой цепи относительно корпуса, после чего процесс повторяется.

Вычисление значений сопротивлений изоляции плюсовой и минусовой цепей производится по формулам:

где R - сопротивление изоляции плюсовой цепи относительно корпуса;

RΘ - сопротивление изоляции минусовой цепи относительно корпуса;

- напряжение между плюсом цепи и корпусом до шунтирования;

- напряжение между минусом цепи и корпусом до шунтирования;

- напряжение между плюсом цепи и корпусом после шунтирования;

- напряжение между минусом цепи и корпусом после шунтирования;

RП - внутреннее сопротивление датчиков напряжения (ДН1, ДН2);

Rдоб - добавочное сопротивление известного номинала.

Введение постоянного измерения сопротивления изоляции силовых цепей тепловозов, находящихся под непрерывно изменяющимся напряжением с одновременным постоянным осуществлением защиты от пробоя изоляции на корпус позволяет повысить надежность и устойчивость работы силового оборудования тепловозов с электрической тягой.

Способ измерения сопротивления изоляции силовых цепей, находящихся под рабочим напряжением постоянного тока, заключающийся в том, что изменяют конфигурацию измеряемой цепи путем шунтирования и производят ряд замеров измеряемой цепи, при котором в начале измерения производят замеры потенциалов разных участков цепей по отношению к корпусу, потом шунтируют участок цепи, отличающийся тем, что участок цепи шунтируют резистором известного номинала и измеряют значения потенциалов тех же участков цепей в установившемся режиме, а по этим параметрам рассчитывают сопротивления изоляции отдельно положительной и отрицательной цепей, одновременно постоянно контролируют распределение напряжений между полюсами цепи и корпусом, и при снижении одного из этих напряжений до значения, близкого к нулю, при условии, что другое напряжение находится в диапазоне выше ранее выбранного порога, считают что произошел пробой изоляции соответствующей цепи и принимают решение об осуществлении защиты путем снятия возбуждения с генератора, питающего силовую цепь.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и предназначено к использованию при создании и применении устройств и систем для измерения сопротивлений изоляции в сетях постоянного тока, находящихся под напряжением.

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к контролю сопротивления изоляции в электрических сетях с изолированной нейтралью. .

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к контролю сопротивления изоляции в электрических сетях с изолированной нейтралью. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и релейной защите систем электроснабжения. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерению изоляции цепей постоянного тока. .

Изобретение относится к способам измерения и контроля сопротивления изоляции изолированных от земли (корпуса) силовых электрических сетей постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам для измерения параметров контура нулевой последовательности в компенсированных электрических сетях 6-35 кВ, в том числе, и в сетях с комбинированным режимом заземления нейтрали.

Изобретение относится к способам измерения и контроля сопротивления изоляции изолированных от земли (корпуса) силовых электрических сетей переменного тока. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и используется для измерения и постоянно действующего контроля сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока на кораблях, судах, шахтах, метрополитене и там, где есть разветвленные отдельные сети постоянного тока, изолированные от земли

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для эксплуатационного контроля состояния изоляции относительно земли объектов под рабочим напряжением в трехфазных сетях с изолированной нейтралью, а также в сетях, где нейтраль заземлена через резистор или реактор

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике транспортных средств с электрической тягой, а именно к микропроцессорным системам управления и диагностики тепловозов

Группа изобретений относится к электроизмерительной технике и предназначена для использования в автоматизированных системах контроля, диагностики и управления технологическими процессами. Между одним из полюсов контролируемой цепи и шиной заземления подключают измерительную цепь, содержащую управляемый дополнительный источник постоянного тока формирующий однополярное двухступенчатое напряжение, при этом, с целью снижения измерительного напряжения дополнительного источника, с цепью заземления соединяют полюс дополнительного источника одноименный с подключенным полюсом контролируемой цепи. Устройство содержит измерительную цепь, включенную между одним из полюсов контролируемой цепи и шиной заземления и состоящую из управляемого дополнительного источника постоянного тока, ограничительных резисторов и токового шунта, микропроцессорный элемент, прецизионный элемент стабилизации напряжения питания аналоговой части микропроцессорного элемента, блок передачи измерительной информации, при этом, параллельно токовому шунту, подключена цепь из последовательно соединенных масштабирующих операционных усилителей, а параллельно дополнительному источнику подключен еще один операционный усилитель с делителем напряжения на входе, выходы операционных усилителей соединены с входами аналого-цифрового преобразования микропроцессорного элемента, а выход микропроцессорного элемента, управляющий дополнительным источником, имеет функцию широтно-импульсной модуляции. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности измерений. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к автоматизированным системам контроля, и применяется при контроле сопротивления изоляции электрических цепей постоянного тока относительно корпуса. Технический результат заявленного изобретения заключается в сокращении числа коммутационных элементов, отвечающих за подключение цепей к измерительному каналу, и в сокращении времени, затрачиваемого на проведение измерений. Технический результат достигается благодаря тому, что исследуемые цепи группируют в двухмерную матрицу, состоящую из m строк и n столбцов. Далее группы цепей, составляющих строки и столбцы матрицы, поочередно подключают к источнику напряжения U постоянного тока через измерительный резистор R1 и выполняют измерения напряжений AU на резисторе R1. Сопротивления изоляции групп цепей определяют по формуле Rизол=R1×(U/ΔU-1). Каждая исследуемая цепь участвует в двух измерениях: сначала в составе группы строки матрицы, а затем в составе группы столбца матрицы. На основе анализа результатов измерений определяют цепи с пониженным сопротивлением изоляции относительно корпуса. Выдача команд, измерение напряжений, вычисление сопротивлений изоляции и формирование результатов контроля осуществляется с помощью программного модуля. Для (m×n) исследуемых цепей требуется проведение (m+n) измерений. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ измерения сопротивления изоляции цепей постоянного тока, находящихся под рабочим напряжением, и устройство для его осуществления относятся к электроизмерительной технике и предназначены для использования преимущественно в автоматизированных системах контроля, диагностики и управления технологическими процессами. Техническим результатом является повышение помехозащищенности и точности измерений, упрощение устройства, реализующего заявленный способ, а также расширение функциональных возможностей за счет реализации функции самодиагностики измерительных каналов и устройства в целом. Технический результат достигается устройством, осуществляющим способ, заключающийся в том, что в интервалах между измерениями сопротивления изоляции производят контроль измерительных каналов путем подключения входов первого измерительного канала к одной точке и определения среднего значения «нуля» после "n" измерений для учета в расчете напряжения, а затем подключения этих же входов к обоим полюсам контролируемой цепи для последующего вычисления отношения среднего (из "n") значения показаний второго канала к среднему значению показаний первого канала, при выходе рассчитанных показателей за пределы установленных порогов, делают вывод о нарушении функционирования измерительных каналов, а в противном случае последующее вычисление общего сопротивления изоляции производят по формуле:

Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной защите синхронных генераторов, и может быть использовано на электрических станциях для защиты синхронных генераторов от замыкания обмотки возбуждения на землю в одной точке, а также для контроля сопротивления изоляции. Технический результат - повышение надежности работы системы контроля состояния изоляции и релейной защиты цепей возбуждения. Полюса обмотки возбуждения шунтируют сопротивлениями, часть которых периодически шунтируется управляемыми ключами с целью изменения состояния измерительной схемы, измеряют напряжения на определенных элементах схемы и вычисляют сопротивление изоляции по формуле, приведенной в описании изобретения. Блок-схема способа включает в себя обмотку возбуждения (1); контролируемое сопротивление изоляции (3); два шунтируемых сопротивления (6) и (8); два управляемых ключа (5) и (9), шунтирующих сопротивления (6) и (8) соответственно; добавочные высокоомные сопротивления (2) и (4), включенные между полюсами обмотки возбуждения и ключами (5) и (9); блок (10) управления ключами; блок измерения 11; выходной релейный блок (12); блок (13) контроля исправности ключей; заземляющее сопротивление (70. Технический результат получают путем снижения уровня напряжений на шунтирующих ключах путем разделения их с выводами обмотки возбуждения при помощи высокоомных сопротивлений, а сами ключи для осуществления контроля их исправности подключают параллельно к сопротивлениям, на которых измеряют напряжения. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для измерения емкости между фазами и корпусом (или землей) в любых трехфазных электросетях, например в судовых. Описан способ измерения фазной емкости электросети с изолированной нейтралью, который включает в себя поочередное измерение токов замыкания каждой из фаз и отличается тем, что дополнительно измеряют углы между векторами токов замыкания и векторами возникающих при замыканиях напряжений на нейтрали, используя которые рассчитывают фазные емкости. Способ повышает точность и устраняет ошибки при определении фазных емкостей электросети. 3 ил.

Изобретение относится к технике электрических измерений. Устройство содержит источник испытательного напряжения (ИИН), эталонный резистор (ЭР), зарядный ключ (ЗК), испытуемый объект (ИО), разрядный ключ (РК), разрядный резистор (РР), выходные выводы, к которым подключают ИО, двухканальный цифровой измеритель с запоминающим устройством с двумя информационными (ЦИ) и двумя управляющими входами, устройство отображения информации (УОИ), генератор тактовых импульсов (ГТИ) и блок управления (БУ) с выходами «Пуск» и «Установка нуля». Первый вывод ИИН через ЗК присоединен к первому выходному выводу устройства, а второй вывод ИИН через ЭР присоединен ко второму выходному выводу устройства. К выходным выводам устройства параллельно подключены соединенные последовательно РК и РР. Выход ЦИ соединен с входом УОИ. Выход ГТИ соединен с первым управляющим входом ЦИ. Также в устройство введены замыкающий и размыкающий блок-контакты ЗК, замыкающий блок-контакт РК, пиковый детектор, дифференцирующий элемент, нуль-компаратор, световой индикатор, счетчик времени, блок умножения напряжений, цифровой индикатор, два масштабных преобразователя и органы управления двухканальным цифровым измерителем с запоминающим устройством. Причем входные выводы первого масштабного преобразователя подключены параллельно выходным выводам устройства, а его выход через размыкающий блок-контакт ЗК и замыкающий блок-контакт РК подключен к первому информационному входу ЦИ и к входам дифференцирующего элемента и пикового детектора. Выход дифференцирующего элемента подключен к входу нуль-компаратора, а выход нуль-компаратора подключен к входу счетчика времени и световому индикатору. Выход счетчика времени подключен к первому входу блока умножения напряжений, второй вход которого подключен к выходу пикового детектора. Выход блока умножения напряжений подключен к входу второго масштабного преобразователя, выход которого соединен с входом цифрового индикатора. Второй вывод ИИН соединен через замыкающий блок-контакт ЗК с вторым информационным входом ЦИ. Вход генератора тактовых импульсов соединен с выходом «Пуск» блока управления. Второй управляющий вход ЦИ соединен с выходом органов управления ЦИ. Обнуляющие входы пикового детектора и счетчика времени соединены с выходом «Установка нуля» блока управления. Технический результат заключается в возможности непосредственного измерения оставшегося ресурса изоляции. 3 ил.
Наверх