Способ контроля сопротивления изоляции разветвленных сетей постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании устройств контроля изоляции сетей постоянного оперативного тока. В сети постоянного тока периодически осуществляют тестовое воздействие путем подключения к полюсам высокоточного резистора, при этом измеряют величины напряжений на полюсах и дифференциальные токи присоединений сети до и после каждого тестового воздействия. Величина сопротивления резистора регулируется исходя из условия, чтобы после его подключения напряжения полюсов относительно земли входили в диапазон допустимых значений, а ток утечки на землю через резистор не превышал установленного допустимого значения. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении точности измерения сопротивления изоляции, а также в повышении универсальности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

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.

Известны 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, описанные в патенте РФ №2403580, кл. G01R 27/18, заявка от 12.05.2009 г., опубликовано 10.11.2010 г. В соответствии с указанным способом один полюс контролируемой сети шунтируют резистором и изменяют шунт так, чтобы напряжение этого шунтирующего полюса относительно земли уменьшилось ровно в два раза по сравнению с величиной напряжения этого полюса относительно земли до шунтирования, после чего шунтирующий резистор отключают и измеряют его величину, которая будет численно равна эквивалентному сопротивлению изоляции контролируемой сети постоянного тока.

В этом способе не определяется влияние подключенного шунтирующего резистора на величину напряжения полюса. Кроме того, определяется лишь результирующее сопротивление изоляции, без возможности контроля этого параметра по отдельным присоединениям.

Известен способ измерения сопротивления изоляции цепей постоянного тока, находящихся под рабочим напряжением, и устройство для его осуществления (патент РФ №2503964, кл. G01R 27/18, заявка от 11.01.2012 г., опубликовано 10.01.2014 г.). В данном способе первым измерительным каналом с известным входным сопротивлением производят поочередное измерение напряжений между каждым полюсом контролируемой цепи и шиной заземления, вторым измерительным каналом одновременно измеряют напряжение контролируемой цепи, при этом после каждого подключения делают определенную выдержку времени для завершения переходных коммутационных процессов, в интервале, кратном периоду наиболее вероятной помехи, производят по «n» измерений с вычислением отношения напряжения на полюсе к напряжению контролируемой цепи. При этом не контролируется дифференциальный ток по отдельным ветвям системы постоянного тока и, как следствие, не определяется сопротивление изоляции отдельных ветвей.

Известен способ измерения сопротивлений изоляции присоединений и поиска присоединений с поврежденной изоляцией в сети постоянного тока с изолированной нейтралью, описанный в патенте РФ №2536332, кл. G01R 27/00, заявка от 01.07.2013 г., опубликовано 20.12.2014 г. При использовании этого способа одновременно выравнивают напряжения на полюсах путем включения последовательно соединенных двух одинаковых резисторов, общая точка которых через третий резистор соединена с «землей». Значения эквивалентных сопротивлений изоляции присоединений вычисляют по формуле, использующей в качестве переменной величины только измеренные дифференциальные токи.

К недостаткам указанного способа следует отнести необходимость установки и коммутации двух резисторов (для каждого полюса отдельно), а также использование низкоомного Т-образного моста для выравнивания напряжений на полюсах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ контроля сопротивления изоляции, описанный в патенте РФ №2381513, кл. G01R 27/18, заявка от 16.07.2008 г., опубликовано 10.02.2010 г. Согласно указанному способу в сети постоянного тока с изолированной нейтралью измеряют напряжения между «землей» и полюсами источника постоянного тока, а также измеряют токи, протекающие по присоединениям сети после подключения к одному из полюсов одного, а затем другого из резистивных элементов присоединения. При этом одновременно выравнивают напряжение на полюсах. По полученным значениям напряжений и токов вычисляют сопротивление изоляции. Для заявленного устройства предназначен дифференциальный датчик тока. При подаче напряжения в измерительную обмотку в магнитопроводе датчика появляется постоянная составляющая магнитного поля, что вызывает смещение петли гистерезиса относительно нуля. Сигнал напряжения с измерительной обмотки усиливается и подается на вход аналого-цифрового преобразователя.

К недостаткам указанного способа следует отнести следующее:

- обязательное наличие низкоомного Т-образного моста для выравнивания напряжений на полюсах, что приводит к увеличению габаритов устройства и дополнительному тепловыделению внутри его;

- отклонение напряжения полюса от первоначальной величины, вызванное подключением резистивного элемента, не может быть ограничено из-за постоянной величины сопротивления резистивного элемента;

- необходимо измерение дифференциальных токов не только в ветвях сети постоянного тока, но и в Т-образном мосте.

Задачами предлагаемого изобретения являются расширение функциональных возможностей, повышение точности измерения сопротивления изоляции в пределах допустимых значений отклонений напряжений полюса при тестовом воздействии, а также повышение универсальности (возможность измерения как с присутствующими в системе Т-образным мостом или уравнительными резисторами, так и без них).

Способ контроля сопротивления изоляции и осуществления тестового воздействия поясняется схемой фиг. 1, где ветви с порядковыми номерами от 1 до n представлены сопротивлениями нагрузки RH1-RHn и сопротивлениями изоляции положительного R+1-R+n и отрицательного R-1-R-n полюсов.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. На контролируемую электрическую сеть постоянного тока периодически осуществляется тестовое воздействие посредством подключения высокоточного шунтирующего резистора R0 между одним из полюсов и землей с помощью ключей К+ либо К-.

В начале измерительного цикла фиксируются следующие величины:

- напряжение положительного полюса сети L+ относительно земли до воздействия, измеряется вольтметром V+, фиг. 1;

- напряжение отрицательного полюса сети L- относительно земли до воздействия, измеряется вольтметром V-, фиг. 1.

В зависимости от значений и и исходя из максимально допустимых величин напряжений на полюсах и разности напряжений полюсов определяется полюс, на который будет осуществляться воздействие.

Далее рассчитывается требуемая величина сопротивления шунтирующего резистора R0, исходя из условия, чтобы после его подключения напряжения полюсов относительно земли входили в диапазон допустимых значений, например, ±15 В от половины напряжения сети постоянного тока, а ток утечки на землю через резистор не превышал допустимого значения, например, ±1,5 мА. Алгоритм выбора значения R0 позволяет не допускать увеличения вероятности ложного срабатывания реле и дискретных входов устройств защитной автоматики при «металлическом» замыкании дискретного входа или реле на землю как следствие тестового воздействия при контроле сопротивления изоляции сети и присоединений.

После установки требуемой величины сопротивления шунтирующий резистор подключается к выбранному полюсу посредством ключей К+ либо К-, ожидается окончание переходного процесса, после чего производится оценка величины емкости сети и измеряются следующие величины:

- напряжение положительного полюса сети относительно земли при подключении к одному полюсу, измеряется вольтметром V+, фиг. 1;

- напряжение отрицательного полюса сети относительно земли при подключении к одному полюсу, измеряется вольтметром V-, фиг. 1.

- дифференциальный ток i-го присоединения при подключении к одному полюсу.

Далее выполняется расчет сопротивлений изоляции полюсов по следующим формулам:

- при воздействии на положительный полюс:

- при воздействии на отрицательный полюс:

где: - суммарная внутренняя проводимость цепи измерения напряжения для одного из полюсов;

Δg - проводимость шунтирующего резистора, осуществляющего воздействие на один из полюсов;

g+ - суммарная (учитывающее все гальванически связанные присоединения) эквивалентная проводимость изоляции положительного полюса относительно земли;

g- - суммарная (учитывающее все гальванически связанные присоединения) эквивалентная проводимость изоляции отрицательного полюса относительно земли.

R-, R+ - эквивалентное сопротивление изоляции соответственно отрицательного и положительного полюса относительно земли.

Шунтирующий резистор отключается от полюса, и после завершения переходного процесса проверяется, возможно ли подключение шунтирующего резистора к другому полюсу сети (исходя из выполнения указанных ранее ограничений).

Если такое подключение допустимо, то оно осуществляется после процедуры расчета и установки требуемой величины шунтирующего резистора для другого полюса. По завершении переходного процесса измеряются следующие величины:

- напряжение положительного полюса сети относительно земли при подключении к другому полюсу, измеряется вольтметром V+, фиг. 1;

- напряжение отрицательного полюса сети относительно земли при подключении к другому полюсу, измеряется вольтметром V-, фиг. 1.

- дифференциальный ток i-го присоединения при подключении к другому полюсу.

Сопротивление изоляции присоединений рассчитывается по формуле: .

Далее шунтирующий резистор отключается от этого полюса сети, и после окончания переходного процесса цикл измерений завершается.

Если же подключение шунтирующего резистора к другому полюсу сети недопустимо, то в качестве и принимаются значения, измеренные в начале измерительного цикла, то есть и соответственно. Дифференциальные токи присоединений в этом случае измеряются после завершения переходного процесса при отключении шунтирующего резистора от первого полюса сети.

В случае отклонения ожидаемых значений напряжений полюсов от измеренных происходит сброс цикла и измеренных значений сопротивлений изоляции и емкости сети, которые использовались при расчете допустимого значения сопротивления R0 для осуществления тестового воздействия.

Рассматриваемую схему (фиг. 1) возможно дополнить двумя последовательно соединенными одинаковыми резисторами Rдоб+ и Rдоб-, общая точка которых заземлена, а противоположные выводы подключены к полюсам сети. Величина сопротивления резисторов значительно меньше внутреннего сопротивления вольтметров V+ и V-. Резисторы предназначены для выравнивания напряжений на полюсах сети относительно земли. По сравнению с традиционным Т-образным мостом при одинаковом выравнивании потенциалов сети относительно земли предлагаемое включение двух резисторов позволяет снизить тепловыделение в три раза, уменьшить габариты и массу резисторов. При условии применения резисторов в формулах (1) и (2) проводимость должна учитывать внутреннюю проводимость вольтметра и проводимость соответствующего уравнительного резистора.

Работоспособность предлагаемого способа контроля сопротивления изоляции проверена на опытном образце устройства, в котором в качестве вольтметра применялись АЦП с высокоомным делителем, а выбор шунтирующего резистора и расчет сопротивлений изоляции осуществлялся микропроцессорным устройством.

1. Способ контроля сопротивлений изоляции в разветвленной сети постоянного тока, при котором периодически осуществляют тестовое воздействие путем подключения к полюсам высокоточного резистора и измеряют величины напряжений на полюсах и дифференциальные токи присоединений, при этом полюс, на который осуществляется воздействие, выбирается исходя из измеренных величин напряжений, максимально допустимых величин напряжений на полюсах и разности напряжений полюсов, а резистор имеет регулируемую величину сопротивления, которая устанавливается исходя из условия, чтобы после его подключения напряжения полюсов относительно земли входили в диапазон допустимых значений, а ток утечки на землю через резистор не превышал установленного допустимого значения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между полюсами сети дополнительно включены два последовательно соединенных одинаковых резистора, общая точка которых заземлена, а противоположные выводы подключены к полюсам сети.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам, используемым для тестирования, например, в производственных условиях, сенсорных панелей, в частности, матричных прозрачных взаимно-емкостных сенсорных панелей.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к диагностике механической прочности электротехнического устройства. Сущность: способ заключается в том, что создают вибрационные процессы путем механических воздействий на устройство, измеряют напряжение, наведенное в обмотках устройства в результате механического воздействия, определяют частотные характеристики G(f) отклика на эти воздействия.

Изобретение относится к дистанционному контролю технического состояния элементов электроэнергетического оборудования (ЭО), в частности силовых трансформаторов, находящихся под напряжением, и может быть использовано для создания диагностических информационно-измерительных комплексов.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для теплопрочностных испытаний конструкций. Способ заключается в том, что в измерительной информационной системе с режимами измерения сигналов термопар и сопротивления резисторных датчиков измеряют сопротивление термоэлектродов термопар при монтаже термопар на исследуемой конструкции.

Изобретение относится к сварочному оборудованию и может быть использовано для контроля правильности подключения сварочного электрода. Сварочная установка (10) содержит источник (15) питания с положительным и отрицательным контактами, выполненный с возможностью генерирования электропитания и подачи его на сварочный электрод.

Изобретение относится к способам и системам для пассивного контроля коллекторного узла генератора. Один из способов (300) включает прием (302) вычислительным устройством сигналов от трансформатора тока, установленного вокруг возбуждающего кабеля, который соединен с коллекторным узлом генератора; обнаружение (304) упомянутым вычислительным устройством возникновения искры в упомянутом коллекторном узле генератора, по меньшей мере, частично, на основе принятых сигналов от упомянутого трансформатора тока; формирование (306) индикации того, что в упомянутом коллекторном узле генератора возникла искра, если упомянутое вычислительное устройство определило, что в упомянутом коллекторном узле генератора возникла искра; и формирование (308) предупреждения о круговом огне, по меньшей мере, частично, на основе сформированной индикации того, что в упомянутом коллекторном узле генератора возникла искра.

Изобретение относится к контролю сопротивления с многослойной изоляцией. Сущность: контрольное устройство (С) содержит электрическую цепь (20.а; 20.b; 20.с; 20.d), имеющую точки (А, В) подсоединения наружной и внутренней оболочек (11, 12) и включенную последовательно с точками (А, В) подсоединения, генератор (22) тока низкого напряжения и средства (23) и/или (R; 26; 30) опосредованного и/или прямого отсоединения сопротивления (10) с многослойной изоляцией от источника питания.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: по меньшей мере один вывод (B1, B2) датчика (10, 110) соединен с резистором (21, 22, 121) смещения.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам контроля качества электрических цепей (внутреннего электромонтажа и кабельных соединений) сложных технических изделий.

Изобретение относится к обнаружению повреждений кабелей. Сущность: система обнаружения повреждений содержит первый амперметр для измерения первого фазного тока, второй амперметр для измерения второго фазного тока, третий амперметр для измерения третьего фазного тока, первый блок вычисления для вычисления тока отрицательной последовательности из первого фазного тока, второго фазного тока и третьего фазного тока и первый блок обнаружения для обнаружения изменения тока отрицательной последовательности.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к автоматизированным системам контроля, и применяется при контроле сопротивления изоляции электрических цепей электро- и радиотехнических изделий, отключенных от источника питания.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения сопротивления изоляции электрических сетей переменного тока, находящихся под напряжением и изолированных от земли.

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.

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.

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».

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.

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.

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.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к автоматизированным системам контроля, и применяется при контроле сопротивления изоляции электрических цепей постоянного тока относительно корпуса.

Группа изобретений относится к электроизмерительной технике и предназначена для использования в автоматизированных системах контроля, диагностики и управления технологическими процессами.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании и применении устройств и систем измерения сопротивлений изоляции в сетях постоянного тока с изолированной нейтралью, находящихся под напряжением. Технический результат: повышение точности измерений сопротивления изоляции сети постоянного тока. Сущность: измеряют напряжение между «землей» и полюсами источника постоянного тока. Для чего сначала подключают резистивный элемент к одному из полюсов, а затем к другому, выравнивают напряжения на полюсах параллельным подключением к источнику постоянного тока двух последовательно соединенных одинаковых резисторов, общая точка которых через третий резистор соединена с «землей». При этом резистивные элементы подключают поочередно параллельно первому и второму резисторам, измеряют напряжение на третьем резисторе после подключения одного и другого резистивных элементов. Далее определяют сопротивление изоляции всей сети, а затем для каждого из полюсов. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании устройств контроля изоляции сетей постоянного оперативного тока. В сети постоянного тока периодически осуществляют тестовое воздействие путем подключения к полюсам высокоточного резистора, при этом измеряют величины напряжений на полюсах и дифференциальные токи присоединений сети до и после каждого тестового воздействия. Величина сопротивления резистора регулируется исходя из условия, чтобы после его подключения напряжения полюсов относительно земли входили в диапазон допустимых значений, а ток утечки на землю через резистор не превышал установленного допустимого значения. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении точности измерения сопротивления изоляции, а также в повышении универсальности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх