Способ измерения сопротивления изоляции рельсовой линии



Способ измерения сопротивления изоляции рельсовой линии
Способ измерения сопротивления изоляции рельсовой линии

 


Владельцы патента RU 2484485:

Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" (RU)

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для измерения сопротивления изоляции рельсовой линии. Техническим результатом выступает расширение области применения способа, в частности для бесстыковых рельсовых цепей, а также повышение точности измерения сопротивления изоляции рельсовой линии. Технический результат достигается благодаря тому, что с целью измерения сопротивления изоляции в рельсовую линию подают электрический сигнал через последовательно включенные на питающем и приемном концах конденсаторы. Величины емкостей конденсаторов подбирают из условия настройки измерительного тракта в резонанс на частоте подаваемого сигнала. На другом конце рельсовой линии предварительно измеряют напряжение при двух предельных состояниях сопротивления изоляции рельсовой линии. Решая систему алгебраических уравнений Rиз.min=R0+KU1, Rиз.max=R0+KU2, определяют коэффициенты R0, К. Измеряют текущее значение напряжения Uф, электрически ограничивая рельсовую линию шунтами, координаты наложения которых обеспечивают максимальную добротность резонанса измерительного тракта. По формуле Rиз.Ф=R0+KUф определяют фактическую величину сопротивления изоляции рельсовой линии. 1 ил.

 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для измерения сопротивления изоляции рельсовой линии.

Известен способ измерения сопротивления изоляции рельсовых линий (Брылеев A.M. и др. Теория, устройство и работа рельсовых цепей. - М.: Транспорт, 1978, с.42-44), при котором в рельсовую линию на одном ее конце подают сигнал переменного тока, на том же конце рельсовой линии измеряют напряжение на расстоянии 0,5 км, и затем аналитически определяют сопротивление изоляции.

Недостатком данного способа является требование однородности сопротивления изоляции рельсовой линии по всей ее длине, так как от нее зависит точность вычисления, а также субъективность результатов измерения, поскольку измерения проводятся вручную непосредственно на рельсовой линии.

Известен также способ измерения сопротивления изоляции рельсовой линии (патент 2176800), согласно которому в рельсовую линию на одном ее конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце рельсовой линии предварительно измеряют напряжение и сдвиг его фазы не менее чем при четырех состояниях сопротивления изоляции рельсовой линии, причем два из которых предельные. Решая систему алгебраических уравнений

{ R и з 1 ( m i n ) = K 0 + K 1 U 2 1 + K 2 ϕ 2 1 + K 3 U 2 1 ϕ 2 1 ; R и з 2 = K 0 + K 1 U 2 2 + K 2 ϕ 2 2 + K 3 U 2 2 ϕ 2 2 ; R и з 3 = K 0 + K 1 U 2 3 + K 2 ϕ 2 3 + K 3 U 2 3 ϕ 2 3 ; R и з 4 ( m a x ) = K 0 + K 1 U 2 4 + K 2 ϕ 2 4 + K 3 U 2 4 ϕ 2 4 ,

где U21, U22, U23, U24, φ21, φ22, φ23, φ24 - соответственно напряжения и сдвиги фаз напряжений при четырех состояниях сопротивления изоляции рельсовой линии, Rиз1(min), Rиз2, Rиз3, Rиз4(max) - соответствующие сопротивления изоляции рельсовой линии, причем Rиз1(min), Rиз4(max) - предельные значения сопротивления изоляции рельсовой линии, определяют коэффициенты K0, K1, K2, K3. Измеряя текущее значение напряжения и сдвига фазы напряжения U2, φ2, определяют фактическую величину сопротивления изоляции рельсовой линии по формуле Rиф=K0+K1U2+K2φ2+K3U2φ2.

Недостатком данного способа является его применимость только для рельсовых цепей, ограниченных изолирующими стыками. При использовании способа применительно к бессстыковым рельсовым цепям возникают недопустимо большие погрешности, связанные с неопределенностью границ измеряемой области. Кроме того, необходимость многократного измерения разных физических величин (напряжения и сдвига фаз) усложняет процесс измерения.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Целью изобретения является расширение области применения способа, в частности для бесстыковых рельсовых цепей, и повышение точности измерения способа за счет сокращения числа измеряемых величин.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в рельсовую линию на одном ее конце подают сигнал переменного тока, на другом конце рельсовой линии, производя предварительные и текущие измерения напряжения, аналитически определяют фактическую величину сопротивления изоляции рельсовой линии.

Сигнал в рельсовую линию подают и принимают через последовательно включенные на питающем и приемном концах конденсаторы, величины емкостей которых подбирают из условия настройки измерительного тракта в резонанс на частоте подаваемого сигнала.

Предварительно измеряют напряжения U1 и U2 при двух предельных состояниях сопротивления изоляции рельсовой линии. Решая систему алгебраически уравнений

Rиз.min=R0+KU1

Rиз.max=R0+KU2

где U1, U2 - напряжения при двух предельных состояниях сопротивления изоляции рельсовой линии; Rиз.min, Rиз.max - максимальное и минимальное сопротивления изоляции рельсовой линии, определяют коэффициенты R0, K. Измеряя текущее значение напряжения Uф, определяют фактическую величину сопротивления изоляции рельсовой линии по формуле

Rиз.Ф=R0+KUф.

При проведении измерений рельсовую линию электрически ограничивают шунтами, координаты наложения которых подбирают из условия максимального сигнала на приемнике.

За счет использования резонанса измерительного тракта отпадает необходимость измерять сдвиг фазы напряжения на выходе рельсовой линии, поскольку сдвиг фазы при резонансе равен нулю. Тем самым, существенно сокращается количество измерений и повышается точность определения сопротивления изоляции рельсовой линии. Установка шунтов ограничивает растекание измерительного тока по рельсовой линии и фиксирует длину исследуемого рельсового участка. Напряжение в рельсовой линии тем выше, чем выше добротность, а добротность измерительного тракта напрямую зависит от сопротивления изоляции рельсовой линии. Поэтому проведение измерений в резонансной системе также повышает точность определения сопротивления изоляции рельсовой линии.

На фиг.1 показана функциональная схема реализации предлагаемого способа измерения сопротивления изоляции рельсовых линий.

Способ осуществляется следующим образом.

Выход передатчика 1 и вход приемника 2 рельсовой цепи через согласующие трансформаторы T1, T2 и конденсаторы C1, C2, соответственно, подключены к рельсовой линии 3. На расстояниях Lш1 и Lш2 от точек подключения приемника 2 и передатчика 1, соответственно, установлены шунты 5. Величины емкостей конденсаторов и расстояния Lш1 и Lш2 по максимуму сигнала на приемнике подбираются таким образом, чтобы обеспечить резонанс с максимальной добротностью в приемно-передающем тракте. Приемник и передатчик по информационно-управляющим шинам соединены с управляющим счетно-решающим устройством 4, содержащим монитор. Приемник производит измерение величины напряжения. Информация об амплитуде сигнала поступает в управляющее счетно-решающее устройство 4, которое по интерполяционной формуле Rиз.Ф=R0+KUф вычисляет фактическую величину сопротивления изоляции Rиз.Ф и выводит информацию на монитор.

Для получения погонного сопротивления изоляции рельсовой линии результат Rиз.Ф делят на длину рельсовой линии, при этом за длину рельсовой линии принимают длину электрически замкнутого отрезка рельсовой линии между шунтами.

Коэффициенты R0, K - предварительно единожды определяют следующим образом. Априорно измеряют уровни напряжений на приемнике при неизменных значениях емкостей C1, C2, расстояниях Lш1, Lш2 и при предельных значениях сопротивлений изоляции Rиз.min и Rиз.max. По полученным данным, решая систему уравнений, определяют коэффициенты R0, K. Система уравнений имеет вид

Rиз.min=R0+KU1

Rиз.max=R0+KU2.

Пример реализации способа.

Способ может быть реализован, например, на бесстыковых рельсовых цепях системы «Движение» (Кузнецов С.В. и др., «Система «Движение»: стационарная аппаратура, центральный пост и единая система радиосвязи», Современные технологии автоматизации, 2001 г., №2), аппаратура которых схематично представлена на фиг.1.

Особенностью работы аппаратуры системы «Движение» в штатном режиме является циклический опрос бесстыковых рельсовых цепей, подключение генератора и приемника к рельсовой линии через конденсатор с настройкой рельсовой цепи в резонанс и индикацией измеренных величин на мониторе компьютера.

В течение времени опроса попарно активизируются передающий и приемный концы каждой рельсовой цепи. В отведенный промежуток времени передатчик передает, а приемник принимает сигнал контроля рельсовой линии с измерением амплитуды сигнала и индикацией результатов на мониторе. Установка шунтов на смежных рельсовых цепях по максимуму сигнала на мониторе формирует требуемую измерительную схему.

Частота сигнала контроля рельсовой линии - 4262 Гц и сигнала кодирования автоматической локомотивной сигнализации - 3348 Гц. В качестве конденсаторов применяются конденсаторы широкого класса емкостью 10÷70 мкФ. В качестве путевых трансформаторов применены трансформаторы с коэффициентом трансформации 40. В качестве управляющего счетно-решающего устройства применяется персональный компьютер.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в расширении области применения способа, в частности для бесстыковых рельсовых цепей, упрощении процесса измерения за счет уменьшения количества измеряемых величин и повышении точности измерений.

Способ измерения сопротивления изоляции рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном ее конце подают сигнал переменного тока, на другом конце рельсовой линии, производя предварительные и текущие измерения напряжения, аналитически определяют фактическое сопротивление изоляции рельсовой линии, отличающийся тем, что сигнал в рельсовую линию подают через последовательно включенные на питающем и приемном концах конденсаторы, величины емкостей которых подбирают из условия настройки измерительного тракта в резонанс на частоте подаваемого сигнала, предварительно измеряют напряжения U1 и U2 при двух предельных состояниях сопротивления изоляции рельсовой линии, решая систему алгебраических уравнений
Rиз.min=R0+KU1
Rиз.max=R0+KU2
где U1, U2 - напряжения при двух предельных состояниях сопротивления изоляции рельсовой линии; Rиз.min и Rиз.max - минимальное и максимальное сопротивления изоляции рельсовой линии, определяют коэффициенты R0, К, а затем, измеряя текущее значение напряжения Uф, определяют фактическую величину сопротивления изоляции рельсовой линии по формуле Rиз.Ф=R0+KUф, причем при проведении измерений рельсовую линию электрически ограничивают шунтами, координаты наложения которых подбирают из условия максимального сигнала на приемнике.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технической диагностики сложных технических систем с переменной структурой электрических цепей и может быть использовано для диагностики технического состояния электрических цепей электроподвижного состава железнодорожного транспорта.

Изобретение относится к измерению электрических параметров. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, в частности, в тензометрии, Преобразователе содержит источник опорного напряжения, первый вывод которого подключен к общей тине преобразователя, резистивный датчик, первый вывод которого через первый потенциальный провод соединен с инверсным входом первого операционного усилителя и через первый токовый провод соединен с одним выводом источника тока, другой вывод которого подключен к общей шине преобразователя, а второй вывод резистивного датчика соединен с вторым потенциальным проводом и вторым токовым проводом, при этом выход первого операционного усилителя соединен с выходом преобразователя.

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к области системы мероприятий по контролю качества поверхности изделий после механической обработки.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к автоматизированным системам контроля. .

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности к автоматизированным системам контроля электрического сопротивления изоляции двухпроводных сетей, находящихся под напряжением постоянного тока, и может быть использовано при контроле сопротивления изоляции электрических цепей электро- и радиотехнических изделий.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах распределения электроэнергии, например, в составе самолета, корабля или космического аппарата (КА).

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Устройство содержит N входных точных резисторов, первый аналого-цифровой преобразователь, к средней точке питания которого подключен первый полюс нестабилизированного источника измерительного напряжения постоянного тока, и резистор, являющийся токовым шунтом, вторым выводом соединенный со входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу микропроцессорного элемента, соединенного с источником измерительного напряжения, с блоком цифровой индикации результатов измерений и режимов работы, с блоком кнопочной клавиатуры, с блоком интерфейса, с блоком сигнализации и с управляющими входами блока коммутации. Также устройство содержит второй аналого-цифровой преобразователь, входы которого через делитель соединены с полюсами источника измерительного напряжения, а выход - с входом микропроцессорного элемента, а блок коммутации содержит N управляемых микропроцессорным элементом коммутирующих узлов, имеющих в своем составе по два коммутирующих элемента, выходы которых первыми контактами объединены и подключены ко второму выводу одного из N входных резисторов, а вторые контакты первого коммутирующего элемента соединены со вторым полюсом источника измерительного напряжения, а второго - с входом первого аналого-цифрового преобразователя. Технический результат заключается в возможности измерения сопротивления изоляции каждой цепи как относительно «земли», так и относительно других контролируемых цепей, в повышении точности измерений, в возможность контроля метрологической характеристики в процессе эксплуатации. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к контрольно-измерительной технике, и предназначено для использования в качестве технического средства непрерывного контроля сопротивления изоляции и электрической прочности цепи «погружной электродвигатель (ПЭД) - трехжильный силовой кабель» с рабочим напряжением 1-2,5 кВ, применяемого в устройствах электроцентробежного насоса (УЭЦН). Устройство включает в себя источник постоянного напряжения 3, измеритель утечки тока 7, блоки световой 1 и звуковой сигнализации 4, повышающий трансформатор 11, компаратор разряда источника постоянного напряжения 5, микроконтроллер 2, источник опорного напряжения 6, компаратор сброса генератора 8, генератор опорной частоты 9 и усилитель мощности 10, конденсатор 14, резистивный делитель 13, выпрямительный диод 12, эталонный резистор 17, один из выводов которого подключен к тестовой клемме 16; измерительный шунт 15 с возможностью соединения с шиной 19 корпуса и оплеткой контролируемого кабеля, зажим 18 для подключения к жилам контролируемого кабеля. Элементы конструкции соединены определенным образом согласно фиг.1. Технический результат изобретения заключается в создании обладающего высокой надежностью и оперативностью устройства, обеспечивающего непрерывный контроль сопротивления изоляции и электрической прочности цепи «ПЭД - трехжильный силовой кабель». 1 ил.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности к автоматизированным системам контроля электрического сопротивления и прочности изоляции, и может быть использовано при контроле сопротивления изоляции электрических цепей электро- и радиотехнических изделий. Способ измерения электрического сопротивления изоляции между группой объединенных контактов и отдельным контактом и устройство для измерения электрического сопротивления изоляции предполагают вначале измерение сопротивления R1 между первой шиной с подключенной к ней группой объединенных контактов и второй шиной, затем измерение сопротивления R2 между первой шиной с подключенной к ней группой объединенных контактов и второй шиной с подключенным к ней отдельным контактом и по результатам измерений определение сопротивления и прочности изоляции. Устройство для измерения электрического сопротивления изоляции содержит измеритель сопротивлений, первую и вторую группу из n ключей, блок управления, включающий в себя запоминающее устройство, процессор и программируемую логическую интегральную схему. За счет такой реализации и учета сопротивления утечки средств измерения достигается увеличение точности измерения сопротивления и прочности изоляции и расширение функциональных возможностей, позволяющих вести измерения в автоматическом режиме. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам детектирования короткого замыкания на землю в электрической цепи переменного тока, содержащей электрическую машину и имеющую нейтральную точку. Устройство содержит блок (20) подачи сигнала, трансформатор (30) напряжения, имеющий первичную обмотку (31), подключенную к стороне выводов (13) электрической машины, и вторичную обмотку (32), которая соединена разомкнутым треугольником. Измерительный трансформатор (40, 45), имеющий первичную обмотку (48), подключенную к нейтральной точке (14) электрической машины, и вторичную обмотку (49). Блок (50) детектирования короткого замыкания на землю. Блок (20) подачи сигнала сконфигурирован с возможностью подачи сигнала на вторичную обмотку (32) трансформатора (30) напряжения. Измерительный трансформатор (40, 45) сконфигурирован с возможностью измерения результирующего подаваемого сигнала на его вторичной обмотке (49), а блок (50) детектирования короткого замыкания на землю сконфигурирован с возможностью детектировать короткое замыкание на землю на основании измеренного сигнала. Технический результат заключается в упрощении устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для непрерывного контроля качества проводов воздушной линии электропередачи. Измеряют напряжение и ток в первом и втором местоположениях на линии электропередачи. При этом измеренные напряжения и токи в первом и втором местоположениях синхронизированы по времени. По измеренным напряжениям и токам определяют полное сопротивление линии электропередачи между первым и вторым местоположениями. Определяют температуру проводов линии электропередачи. При температуре То проводов линии электропередачи определяют эталонные продольное активное Ro, индуктивное XLo и емкостное ХСо сопротивления линии электропередачи между первым и вторым местоположениями. При температуре Т1 определяют эталонное активное сопротивление линии электропередачи R1 между первым и вторым местоположениями. Определяют эталонный температурный коэффициент αо активного сопротивления проводов линии по формуле αo=(R1-Ro)/(Ro·(T1-To)). При температуре Т проводов линии электропередачи определяют текущие продольное активное R, индуктивное XL и емкостное ХС сопротивления линии электропередачи между первым и вторым местоположениями. При температуре Т′ проводов линии электропередачи определяют текущие продольное активное R′ сопротивление линии электропередачи между первым и вторым местоположениями. Определяют текущий температурный коэффициент α активного сопротивления проводов линии по формуле α=(R-R′)/(R·(T-T′)). В качестве параметров, характеризующих качество проводов воздушной линии электропередачи, используют разницу текущих и эталонных сопротивлений (R-Ro), (XL-XLo), (XC-XCo) и разницу текущего и эталонного температурного коэффициента активного сопротивления проводов линии (α-αo). Технический результат заключается в расширении возможностей способа контроля качества проводов воздушной линии электропередач. 1 ил.

Изобретение относится к линиям электроснабжения электрифицированного железнодорожного транспорта, а именно к способу определения сопротивления контактной и рельсовой сетей. Способ заключается в том, что производят измерения на экспериментальном участке железной дороги значений напряжения между рельсом и «удаленной» землей, напряжения контактной сети на границах экспериментального участка и тягового тока. Одновременно снимают показания с измерительных приборов в момент прохождения электроподвижным составом поста секционирования в режиме тяги. При этом напряжение на рельсе принимают отличным от нуля и измеряют относительно «удаленной» земли. Технический результат изобретения заключается в возможности определения значений сопротивлений контактной и рельсовой сети. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах и транспортных средствах. Техническим результатом является повышение точности измерения, которое достигается путем измерения параметров кабельной линии связи и учета измеренных параметров кабельной сети при определении параметров двухполюсника с помощью схемы замещения. Способ определения параметров двухполюсника заключается в воздействии на двухполюсник, подключенный через линию связи, и эталон синусоидальным напряжением на n заданных частотах, где n - число элементов двухполюсника. Далее производится последовательное измерение значений токов через двухполюсник и эталон на каждой из n заданных частот с последующей фиксацией результатов измерений. Параметры двухполюсника определятся по фиксированным результатам измерений в соответствии со схемой его замещения. Отличительной особенностью способа является то, что осуществляют отключение двухполюсника от линии связи и после формирования синусоидального напряжения на n заданных частотах производят измерение токов через комплексное сопротивление линии связи и эталон на каждой из n заданных частотах. Полученные результаты фиксируют и по ним определяют значения параметров комплексного сопротивления линии связи, используя схему замещения, после чего по значениям параметров комплексного сопротивления линии связи судят о ее состоянии, а также учитывают их при определении параметров двухполюсника. 2 ил.

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к измерениям сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под рабочим напряжением или обесточенных и изолированных от «земли». Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей, заключающийся в том, что к контролируемой сети подключают источник постоянного тока неизменного значения, производят заряд емкости сети до заданного напряжения, отключают источник постоянного тока неизменного значения, подключают источник измерительного постоянного напряжения заданного значения и вычисляют оценку установившегося значения тока i1yст с помощью экстраполяции, для этого производят измерения тока i1, i2, i3 в три различных момента времени t1, t2, t3, причем t3/t2=t2/t1, вычисляют оценку установившегося значения тока i1yст, используя значения тока i1 i2, i3. Затем к контролируемой сети подключают источник постоянного тока неизменного значения противоположной полярности. Производят заряд емкости сети до заданного напряжения противоположной полярности. Отключают источник постоянного тока неизменного значения. Подключают источник измерительного постоянного напряжения заданного значения противоположной полярности. Затем вычисляют оценку установившегося значения тока i2уст с помощью экстраполяции, для этого производят измерения тока i4, i5, i6 в три различных момента времени t4, t5, t6, используя значения тока i4, i5, i6, вычисляют оценку установившегося значения тока i2уст и обрабатывают результаты измерений. 3 ил.
Наверх