Способ контроля состояния изоляции в трехфазной электрической сети

Авторы патента:

G01R27/18 - для измерения сопротивления на землю

Владельцы патента RU 2478975:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (RU)

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. Технический результат заключается в обеспечении возможности эксплуатационного контроля состояния изоляции, диагностики и прогнозирования состояния группы объектов электрической сети. Технический результат достигается благодаря тому, что способ основан на одновременном измерении напряжений трех фаз сети относительно земли на секции шин распредустройства и токов трех фаз в начале каждой отходящей от секции шин линии. Измерения производят в нормальном режиме работы сети и сразу же после создания искусственной несимметрии напряжений фаз относительно земли, которую создают путем кратковременного подключения к одной из фаз на секции шин дополнительной проводимости на землю. По результатам измерений вычисляют показатель степени изменения напряжений из-за созданной несимметрии, а также вычисляют для каждой контролируемой линии возникающее при этом приращение среднего значения мощности. Далее вычисляют величину сопротивлений изоляции фаз контролируемых линий с присоединенной нагрузкой, а результаты передают в концентратор данных, по которым проводят диагностику и прогнозирующее состояние изоляции электрической сети. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для эксплуатационного контроля состояния изоляции относительно земли объектов под рабочим напряжением в трехфазных сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью, а также может быть использовано в сетях, где нейтраль заземлена через резистор или реактор и в аналогичных сетях.

Известны различные способы измерений и контроля параметров изоляции оборудования, которые осуществляют в отключенном состоянии элементов электрической сети, а также и под рабочим напряжением.

Известен способ измерений сопротивления изоляции с помощью мегаомметров [см. Кораблев В.П. Электробезопасность на химических предприятиях. - М.: Химия, 1977. - стр.136-140]. Этот способ применяют только при отключенном состоянии электроустановок. Измерения сопротивления изоляции проводят периодически или при возникающей необходимости. Для постоянного эксплуатационного контроля состояния изоляции под рабочим напряжением этот способ непригоден.

Известен способ контроля параметров изоляции под рабочим напряжением электроустановки методом амперметра и вольтметра [см. Гладилин Л.В. и др. Изоляция подземных электроустановок шахт и электробезопасность. - М.: Недра, 1966]. Этот способ позволяет по результатам поочередного измерения тока однофазного замыкания на землю и напряжения фазы относительно земли аналитически определить значение полной проводимости (сопротивления) изоляции фазы на землю. Для разделения полной проводимости изоляции на активную и реактивную составляющие еще дополнительно проводят измерение напряжения фазы относительно земли при подключенной к этой фазе дополнительной активной или емкостной проводимости. Далее по расчетным формулам определяют значения составляющих проводимости изоляции электроустановки на землю.

Причинами, препятствующими получению технического результата, который обеспечивается предлагаемым техническим решением, являются: зависимость точности результатов контроля от возможной нестабильности и несимметрии напряжений в сети, а также возможной асимметрии проводимостей фаз относительно земли. Известный способ позволяет контролировать состояние изоляции электрической сети в целом для заданной конфигурации, так как измеряемый и далее используемый в расчетах ток однофазного замыкания на землю зависит от общей проводимости сети на землю. При отключении любой из отходящих линий и, следовательно, изменении конфигурации сети измерения необходимо повторять. На проведение контроля состояния изоляции известным способом требуется много времени.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу относится «ваттметровый метод» контроля характеристик изоляции под рабочим напряжением [см. Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. - М.: Энергоатомиздат, 1992]. Метод основан на измерении активной мощности диэлектрических потерь в изоляции и мощности рассеяния в сопротивлениях утечки. По результатам измерений мощности, а также тока через изоляцию и напряжения фазы относительно земли путем вычислений определяют емкость фазы относительно земли, значение тангенса активных потерь в изоляции, значение активной проводимости (активного сопротивления) изоляции относительно земли. Измерения и вычисления проводят для каждой фазы электроустановки отдельно. Для этого требуется производить отключения и пересоединения в распредустройстве. На измерения затрачивается много времени. Данный способ принят за прототип.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, - измеряют электрические величины, вычисляют параметр изоляции объектов сети, находящихся под рабочим напряжением.

Причинами, препятствующими получению технического результата, который обеспечивается предлагаемым техническим решением, является то, что в известном способе на точность измерений мощности влияют угловые погрешности измерительных трансформаторов тока и напряжения, а также существенно влияет качество измерительного прибора ваттметра. Суть проблемы в том, что в известной измерительной схеме сдвиг по фазе между током и напряжением большой (близок к 90°), значения cos φ малы, поэтому для измерений требуется применять специальный малокосинусный прибор. Другим существенным недостатком известного способа является то, что измерения электрических величин, на использовании которых основан этот способ, возможно осуществить лишь при наличии специальных измерительных выводов на объекте контроля, а также если обеспечивается надежное изолирование нижних фланцев объекта от земли, что в ряде случаев обеспечить технически невозможно.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - обеспечение возможности эксплуатационного контроля состояния изоляции относительно земли объектов электрической сети под рабочим напряжением.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого способа, состоит в том, что эксплуатационный контроль состояния изоляции, осуществляемый регулярно, обеспечит получение, сбор и накопление данных о величинах сопротивления изоляции по линиям электропередач и подсоединенным к ним нагрузкам в сложном техническом объекте, каким является разветвленная распределительная электрическая сеть. Использование полученных данных позволит осуществлять диагностику состояния изоляции отдельных объектов. На основе анализа характера и динамики изменений сопротивлений изоляции можно будет проводить прогнозирование состояния электрической сети, своевременно осуществлять мероприятия по предотвращению аварийных повреждений изоляции и отключению электроустановок. Это будет способствовать повышению надежности и безопасности электроснабжения, повышению эффективности производства.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе контроля состояния изоляции в трехфазной электрической сети, основанном на измерениях электрических величин и вычислении параметра изоляции объектов сети, находящихся под рабочим напряжением, одновременно измеряют напряжения трех фаз относительно земли на секции шин распредустройства и токи трех фаз в начале каждой отходящей от секции шин линии, при этом измерения проводят сначала в нормальном режиме работы сети, а затем такие же измерения продолжают сразу же после создания в сети искусственной несимметрии напряжений фаз относительно земли, которую создают путем кратковременного подключения через управляемый коммутационный аппарат к одной из фаз на секции шин распредустройства дополнительной проводимости на землю, используя результаты измерений упомянутых напряжений и токов, вычисляют сумму квадратов напряжений трех фаз и среднее значение мощности каждой контролируемой линии в нормальном режиме работы сети, запоминают вычисленные значения величин в управляемых блоках памяти по сигналу, поступающему от задающего программного блока, затем вычисляют упомянутые величины при созданной несимметрии напряжений, далее путем вычитания из текущих значений вычисляемых величин ранее запомненные значения аналогичных величин вычисляют общий для всей сети показатель степени изменения напряжений из-за созданной искусственной несимметрии и для каждой линии возникающее при этом приращение среднего значения мощности ΔP_cp.зi, затем определяют величину сопротивления изоляции фазы относительно земли для каждой линии по формуле

где - степень изменения напряжений из-за созданной искусственной несимметрии;

ΔP_cp.зi - приращение среднего значения мощности;

, - напряжения фаз относительно земли при созданной искусственной несимметрии напряжений;

U_a, U_b, U_c - напряжения фаз относительно земли в нормальном режиме работы электрической сети,

после чего полученные результаты по всем линиям передают в концентратор данных, по которым проводят диагностику, анализ и прогнозирование состояния изоляции объектов электрической сети.

Признаками заявляемого способа, отличительными от прототипа, являются: одновременно измеряют напряжения трех фаз относительно земли на секции шин распредустройства и токи трех фаз в начале каждой отходящей от секции шин линии; проводят измерения сначала в нормальном режиме работы сети, а затем такие же измерения продолжают сразу же после создания в сети искусственной несимметрии напряжений фаз относительно земли; создают искусственную несимметрию путем кратковременного подключения через управляемый коммутационный аппарат к одной из фаз на секции шин распредустройства дополнительной проводимости на землю; используя результаты измерений упомянутых напряжений и токов, вычисляют сумму квадратов напряжений трех фаз и среднее значение мощности каждой контролируемой линии в нормальном режиме работы сети; запоминают вычисленные значения величин в управляемых блоках памяти по сигналу, поступающему от задающего программного блока; вычисляют сумму квадратов напряжений трех фаз и среднее значение мощности каждой контролируемой линии при созданной несимметрии напряжений; путем вычитания из текущих значений вычисляемых величин ранее запомненные значения аналогичных величин вычисляют общий для всей сети показатель степени изменения напряжений из-за созданной искусственной несимметрии и для каждой линии возникающее при этом приращение среднего значения мощности ΔP_cp.зi; определяют величину сопротивления изоляции фазы относительно земли для каждой линии по выше приведенной формуле; передают полученные результаты по всем линиям в концентратор данных, по которым проводят диагностику, анализ и прогнозирование состояния изоляции объектов электрической сети.

При анализе других известных технических решений заявителем не выявлено использование для целей контроля состояния изоляции электрических сетей показателя степени изменения напряжений фаз при создаваемой их несимметрии, а также такой электрической величины, как приращение активной мощности трехфазной линии, обусловленное создаваемой несимметрией напряжений. Также не выявлена совокупность признаков, приводящая к возможности выполнить эксплуатационный контроль состояния изоляции группы объектов электрической сети под рабочим напряжением. То есть можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

На чертеже представлена принципиальная схема электрической сети и функциональная блок-схема контроля сопротивления изоляции по предлагаемому способу.

Электрическая сеть содержит секцию шин распредустройства 1 с группой отходящих от секции шин линий 2 с подсоединенной к ним нагрузкой 3. Контролю подлежат сопротивления изоляции трех фаз каждой линии 2 с подсоединенной нагрузкой, которые на чертеже представлены в виде сосредоточенных параметров изоляции 4 для одной фазы. Для измерений напряжений фаз сети относительно земли используют трансформатор напряжения 5, первичная обмотка которого соединена на схеме «звезда» с заземленной нулевой точкой. Для измерений токов в трех фазах контролируемых линий 2 используют датчики тока 6, установленные в начале линий 2. В качестве дополнительной проводимости на землю используют, например, конденсатор 7 емкостью ΔC, который подключают к одной из фаз секции шин распредустройства с помощью управляемого коммутационного аппарата 8. Сигнал на срабатывание аппарата 8 подают с задающего программного блока 9 через элемент выдержки времени 10.

Программным блоком 9 задают частоту создания искусственной несимметрии напряжений в сети. Устанавливают периодичность, регулярность и другие условия проведения эксплуатационного контроля состояния изоляции (например, один раз в смену, каждый час, ежеминутно и т.п.).

Блок-схема осуществления способа контроля изоляции содержит:

11 - первый измерительно-вычислительный модуль, состоящий из функциональных элементов:

12 - вычислительный блок, где определяют сумму квадратов величин напряжений трех фаз;

13 - управляемый блок памяти, где запоминают результат вычислений, поступающий с блока 12 до момента создания искусственной несимметрии напряжений фаз;

14 - сумматор, где выполняют операцию «вычет», в результате которой вычисляют значение показателя степени изменения напряжений трех фаз при создании искусственной несимметрии напряжений.

Модуль 11 является общим для секции шин и группы контролируемых линий 2.

15 - второй измерительно-вычислительный модуль, состоящий из функциональных элементов;

16 - вычислительный блок, где определяют среднее значение мощности контролируемой линии 2 с подсоединенной к ней нагрузкой;

17 - управляемый блок памяти, где запоминают сигнал о среднем значении мощности, поступающий с блока 16 до момента создания искусственной несимметрии напряжений фаз;

18 - сумматор, где выполняют операцию «вычет», в результате которой вычисляют приращение среднего значения мощности линии при создании искусственной несимметрии напряжений.

Количество модулей 15 в блок-схеме контроля соответствует числу контролируемых линий 2 данной секции шин.

19 - вычислительный блок, где выполняют операцию «деление», в результате которой определяют величину активного сопротивлении изоляции фазы относительно земли контролируемой линии 2.

Количество блоков 19 соответствует числу контролируемых линий 2.

20 - концентратор-анализатор результатов определения величин сопротивления изоляции всех контролируемых линий.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью модуля 11 вычисляют значение показателя степени изменения напряжений трех фаз сети относительно земли по формуле

где U_a, U_b, U_c - напряжения фаз относительно земли в нормальном режиме работы электрической сети;

, - напряжения фаз относительно земли при созданной искусственной несимметрии напряжений путем подключения к одной из фаз на секции шин дополнительной проводимости на землю.

Вычисления по (1) выполняют в следующей последовательности. Вначале в блоке 12 вычисляют сумму квадратов трех напряжений запоминают этот результат в блоке 13 по сигналу, поступающему с программного задающего блока 9. Продолжают вычисления и в блоке 12 теперь определяют сумму квадратов трех напряжений при созданной искусственной несимметрии напряжений. Затем в блоке 14 вычисляют значение показателя .

Одновременно с помощью модуля 15 вычисляют мгновенную мощность трех фаз линии 2 с подсоединенной к ней нагрузкой и среднее значение этой мощности, а затем приращение среднего значения мощности по формулам:

где u_а, u_b, u_с, i_a, i_b, i_c - мгновенные значения соответственно напряжений трех фаз сети относительно земли и токов трех фаз линии;

Р_ср, - средние значения мощности в нормальном режиме работы электрической сети и при созданной искусственной несимметрии напряжений;

ΔР_ср.з - приращение среднего значения мощности линии с подсоединенной к ней нагрузкой, обусловленное созданной несимметрией напряжений.

Вычисления по формулам (2)-(4) выполняют в следующей последовательности. Вначале в блоке 16 по (2) и (3) вычисляют значения мощностей в нормальном режиме работы сети. Запоминают значение Р_ср в блоке 17 по сигналу, поступающему с программного задающего блока 9. Продолжают вычисления значений мощности и в блоке 16 определяют текущее значение при созданной искусственной несимметрии напряжений. Затем в блоке 18 вычисляют приращение среднего значения мощности ΔР_ср.з путем вычитания из текущего значения средней мощности ранее запомненного значения мощности Р_ср.

Такие вычисления с помощью модулей 15 производят одновременно для каждой из контролируемых линий 2 сети и в результате получают ряд значений ΔР_ср.з.i по числу линий.

Далее используют полученное значение показателя степени изменения напряжений трех фаз и значения ΔР_ср.з.i и с помощью блоков деления 19 вычисляют значения активного сопротивления изоляции фазы относительно земли для каждой контролируемой линии по формуле

Результаты вычислений значений R_uз.i с выходов блоков 19 передают в концентратор-анализатор данных 20, где по заданному алгоритму обрабатывают полученные данные и тем самым осуществляют диагностику, анализ и прогнозирование состояния изоляции контролируемых объектов электрической сети.

Для практического осуществления предлагаемого способа эксплуатационного контроля состояния изоляции в электрических сетях могут быть использованы известные устройства и функциональные элементы. Измерение напряжений фаз относительно земли можно производить одним на секцию шин обычно применяемым трансформатором напряжения 5. Для измерений токов линий 2 можно использовать по три обычных измерительных трансформатора тока на каждой линии. Коммутационным аппаратом 8 для подключения к одной из фаз дополнительной проводимости на землю может служить имеющийся в распредустройстве управляемый выключатель. В качестве дополнительной проводимости 7 можно использовать силовой (косинусный) конденсатор или блок конденсаторов.

Все функциональные модули и элементы блок-схемы контроля целесообразнее всего реализовать на микропроцессорной базе. С помощью микропроцессорных устройств сравнительно просто можно будет осуществлять все вычислительные операции, функции запоминания сигналов и в конечном итоге реализовать весь алгоритм контроля изоляции по предлагаемому способу.

Теоретической основой нового способа контроля состояния изоляции является известное из основ электротехники [см. Теоретические основы электротехники. Т.1. Основы теории линейных цепей/Под ред. Ионкина П.А. - М.: Высшая школа, 1976] обстоятельство, что в электрической сети с изолированной нейтралью мощность рассеяния в активных проводимостях изоляции фаз на землю трехфазной линии можно представить в виде

где g_из.a, g_из.b, g_из.c - активные проводимости фаз на землю;

U_a, U_b, U_c - действующие значения напряжений фаз относительно земли в нормальном режиме работы электрической сети.

Если считать, что проводимости фаз по величине одинаковы, т.е. g_из.а=g_из.b=g_из.c=g_из.ф=1/R_из.ф, то выражение (6) можно записать в виде

где R_из.ф - активное сопротивление изоляции фазы относительно земли.

При созданной искусственной несимметрии напряжений фаз относительно земли, как это предусмотрено в предлагаемом способе, мощность рассеяния в изоляции фаз можно представить в виде

где , - напряжения фаз относительно земли при созданной несимметрии.

Величина этой мощности станет больше, чем в нормальном режиме работы сети. Отличие мощностей характеризуется приращением мощности

Из анализа выражений (6)-(8) можно установить, что величина приращения мощности будет зависеть от степени несимметрии напряжений. Например, если при создании искусственной несимметрии путем подключения к фазе A дополнительной проводимости на землю бесконечно большой величины (это будет соответствовать металлическому «глухому» замыканию фазы A на землю) напряжение этой фазы станет равным U_a=0, а напряжения фазы B и фазы C увеличатся до линейного значения, т.е. .

В таком случае будет создана наибольшая несимметрия и приращение мощности согласно (9) будет равно

Эта величина будет наибольшей для обеспечения точности контроля. Однако такой частный вариант создания искусственной несимметрии напряжений будет не безопасным для изоляции оборудования. Поэтому при осуществлении предлагаемого способа контроля изоляции важно будет правильно выбирать величину дополнительной проводимости, используемой для создания искусственной несимметрии.

Например, если для этого использовать блок конденсаторов, то величина емкости ΔC этих конденсаторов должна быть примерно равна суммарной емкости сети относительно земли, т.е. ΔC≈C_Σ. Этого будет достаточно для необходимой точности эксплуатационного контроля состояния изоляции.

Необходимые для выполнения вычислений приращения мощности в предлагаемом способе предусмотрено определять по средним значениям мощности каждой контролируемой линии в виде

где Р_{ср.нагр.} - средняя (активная) мощность линии, которая равна сумме мощности нагрузки, подсоединенной к линии, мощности потерь в продольных сопротивлениях линии и мощности рассеяния в активных сопротивлениях междуфазной изоляции линии и нагрузки;

Р_ср.з. - мощность рассеяния в активных сопротивлениях изоляции фаз относительно земли линии и нагрузки.

При созданной искусственной несимметрии напряжений фаз относительно земли значение мощности становится равным

В выражениях (11) и (12) первые слагаемые равны между собой, т.е. , так как при созданной искусственной несимметрии напряжений фаз относительно земли междуфазные (линейные) напряжения остаются неизменными, режим работы нагрузки не изменяется.

Поэтому после выполнения операции «вычет» на выходе сумматора 18 для каждой линии вычисляется приращение мощности этой линии.

Это приращение мощности происходит из-за созданной искусственной несимметрии напряжений фаз относительно земли. Именно эта величина ΔP_ср.з используется в алгоритме осуществления контроля при вычислении значения сопротивления изоляции.

Подстановка значения ΔP_ср.з, полученного по результату (13), в выражение (9) обосновывает расчетную формулу, которая используется в заявляемом способе контроля состояния изоляции для вычисления величины контролируемого сопротивления изоляции

Предлагаемый способ контроля состояния изоляции может осуществляться для группы линий, отходящих от секции шин, или отдельно для каждой линии. Причем с подсоединенной нагрузкой или без нее, что позволяет судить о состоянии изоляции отдельных элементов схемы.

Если обеспечить сбор информации о сопротивлении изоляции по нескольким секциям шин, то тем самым можно проводить централизованный эксплуатационный контроль состояния изоляции по сложным электроэнергетическим объектам, осуществлять постоянный мониторинг их состояния.

Предлагаемый способ может обеспечить автоматизированный контроль состояния изоляции, например, в составе АСУТП подстанций на базе ЭВМ и микропроцессорного управления. Постоянный или систематический контроль под рабочим напряжением позволит создать эффективную систему раннего выявления ухудшения состояния изоляции без вывода объектов из работы, повысить безопасность и надежность электроснабжения.

Способ контроля состояния изоляции в трехфазной электрической сети, основанный на измерениях электрических величин и вычислении параметра изоляции объектов сети, находящихся под рабочим напряжением, отличающийся тем, что одновременно измеряют напряжения трех фаз относительно земли на секции шин распредустройства и токи трех фаз в начале каждой отходящей от секции шин линии, при этом измерения проводят сначала в нормальном режиме работы сети, а затем такие же измерения продолжают сразу же после создания в сети искусственной несимметрии напряжений фаз относительно земли, которую создают путем кратковременного подключения через управляемый коммутационный аппарат к одной из фаз на секции шин распредустройства дополнительной проводимости на землю, используя результаты измерений упомянутых напряжений и токов, вычисляют сумму квадратов напряжений трех фаз и среднее значение мощности каждой контролируемой линии в нормальном режиме работы сети, запоминают вычисленные значения величин в управляемых блоках памяти по сигналу, поступающему от задающего программного блока, затем вычисляют упомянутые величины при созданной несимметрии напряжений, далее путем вычитания из текущих значений вычисляемых величин ранее запомненные значения аналогичных величин вычисляют общий для всей сети показатель степени изменения напряжений из-за созданной искусственной несимметрии и для каждой линии возникающее при этом приращение среднего значения мощности
ΔP_ср.з.i, затем определяют величину сопротивления изоляции фазы относительно земли для каждой линии по формуле

где - степень изменения напряжений из-за созданной искусственной несимметрии;
ΔР_ср.з.i - приращение среднего значения мощности;
- напряжения фаз относительно земли при созданной искусственной несимметрии напряжений;
U_a, U_b, U_c - напряжения фаз относительно земли в нормальном режиме работы электрической сети,
после чего полученные результаты по всем линиям передают в концентратор данных, по которым проводят диагностику, анализ и прогнозирование состояния изоляции объектов электрической сети.

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.

Способ контроля электрического сопротивления изоляции и защитного отключения электрооборудования // 2437109

Изобретение относится к электроизмерительной технике. .

Способ измерения сопротивления изоляции и защиты от замыканий на корпус силовых цепей тепловозов // 2415445

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике транспортных средств с электрической тягой. .

Способ контроля сопротивления изоляции разветвленных сетей постоянного тока и устройство для его осуществления // 2411526

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.

Способ измерения и контроля эквивалентного сопротивления изоляции изолированных от земли силовых электрических сетей постоянного тока, в том числе и сетей электродвижения со статическими преобразователями под рабочим напряжением, и устройство для его реализации // 2403580

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике для измерения сопротивления изоляции силовых электрических сетей постоянного тока. .

Устройство электропитания, транспортное средство с электроприводом, включающее устройство электропитания, и способ управления устройством электропитания // 2398687

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на транспорте. .

Устройство избирательного контроля сопротивления и емкости изоляции // 2392627

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

Устройство контроля сопротивления изоляции // 2391676

Устройство для контроля сопротивления изоляции электрической сети постоянного тока // 2390033

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

Способ измерения сопротивления изоляции в цепях постоянного тока // 2384855

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

Способ измерения сопротивления изоляции и защиты от замыканий на корпус силовых цепей тепловозов // 2488129

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

Способ измерения сопротивления изоляции цепей постоянного тока, находящихся под рабочим напряжением, и устройство для его реализации // 2496114

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.

Способ контроля сопротивления изоляции цепей постоянного тока относительно корпуса и устройство для его реализации // 2503963

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 // 2503964

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:

Способ защиты синхронных генераторов от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения // 2508587

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.

Способ измерения фазной емкости электросети // 2510034

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.

Устройство для контроля качества электрической изоляции // 2523075

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.

Устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции в сетях переменного тока с резистивной нейтралью под рабочим напряжением // 2526221

Изобретение относится к области электротехники. Устройство состоит из источника измерительного стабилизированного напряжения постоянного тока, фильтра RC, состоящего из последовательно соединенных резистора и конденсатора, одного диод, шунтирующего конденсатор С1, блока гальванической развязки, усилителя напряжения сигнала с регулируемым коэффициентом усиления, блока питания, электронного делителя напряжения, блока индикации и блока сигнализации. При этом источник измерительного стабилизированного напряжения постоянного тока положительным полюсом подключен к корпусу (земле), а отрицательным полюсом соединен с нижним первым выводом резистора нейтрали контролируемой сети. Второй вывод резистора нейтрали контролируемой сети соединен с нейтралью контролируемой сети. Параллельно источнику измерительного стабилизированного напряжения постоянного тока включены конденсатор С1 и диод, катод которого соединен с корпусом (землей). Параллельно резистору нейтрали включен фильтр RC, причем конденсатор фильтра включен параллельно входу блока гальванической развязки, который своим выходом включен на вход усилителя напряжения сигнала с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен со входом электронного делителя напряжения, а выход электронного делителя напряжения соединен непосредственно с блоком индикации и с блоком сигнализации. При этом все блоки устройства запитаны от блока питания. Технический результат заключается в возможности непрерывного контроля сопротивления изоляции. 1 ил.

Устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции под рабочим напряжением в силовых сетях переменнего тока с резистивной нейтралью // 2541418

Изобретение относится к области электротехники. Устройство содержит резистор, соединенный с нейтралью одним выводом, резистивный датчик тока, источник стабилизированного напряжения постоянного тока, шунтирующий конденсатор C1, RC-фильтр на 50 Гц, блок гальванической развязки, электронный делитель напряжения, дифференциальный усилитель, блок питания и блоки индикации и сигнализации. При этом второй вывод резистора нейтрали соединен с введенными резистивным датчиком тока и источником стабилизированного напряжения постоянного тока, включенными последовательно. Второй вывод резистора нейтрали соединен с корпусом через шунтирующий конденсатор С1, а плюсовой вывод источника стабилизированного напряжения соединен с корпусом через введенный резистивный датчик тока. Параллельно резистивному датчику тока включен RC-фильтр, средняя точка которого соединена с входом блока гальванической развязки, а выход блока гальванической развязки соединен с входом электронного делителя напряжения, на выход которого входом включен дифференциальный усилитель, на выход которого входом включены блоки индикации и сигнализации. Все блоки устройства запитаны от блока питания. Технический результат заключается в возможности непрерывно контролировать сопротивление изоляции в сетях переменного тока с резистивной нейтралью. 1 ил.

Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей переменного тока // 2554308

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения сопротивления изоляции электрических сетей переменного тока, находящихся под напряжением и изолированных от земли. Устройство содержит источник измерительного напряжения, миллиамперметр, блок гальванической развязки, блок вычитания, блок управления, управляемый источник переменного напряжения, первый ключ, второй ключ, токоограничивающий резистор. Причем два входа блока гальванической развязки подключены к двум фазам контролируемой сети, между которыми действует переменное напряжение. Выход блока гальванической развязки подключен ко второму входу блока управления, выход которого подключен к входу управляемого источника переменного напряжения, первый выход которого подключен к второму выводу токоограничивающего резистора, первый вывод которого подключен ко второму выходу источника измерительного напряжения. Второй выход управляемого источника переменного напряжения подключен через миллиамперметр к земле. Первый выход источника измерительного напряжения через первый ключ подключен к любой фазе контролируемой сети. Первый вход блока вычитания подключен к первому выходу управляемого источника переменного напряжения, а выход блока вычитания через второй ключ подключен к первому входу блока управления. Технический результат заключается в уменьшении погрешности и времени измерения сопротивления изоляции. 3 ил.