Устройство для измерения сопротивления изоляции относительно земли электрических сетей с электродвигателями

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>789900 (6t) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18. 01. 79 (21) 2715288/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 231 2 80. 6юллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23. 12. 80 (51)М. Кл.з

G 01 R 27/18

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открыти и (53) УДК 621. 317. . 735 (088. 8) (72) Авторы изобретения

B° . B. >(ихарский и В. П. Щербина

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (34) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЕЙ С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено при эксплуатации электрических сетей напряжением до 1000 В с электродвигателем в качестве нагрузки для контроля изоляции этих сетей.

Известны устройства для измере-, ния сопротивления изоляции относительно земли, содержащие реле утечки и регистратор, например логометр, причем уровень изоляции определяется по величине среднего значения оперативного тока реле утечки P1) .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения сопротивления изоляции относительно земли электрических сетей с изолированной нейтралью с использованием постоянного оперативного напряжения реле утечки, содержащее логометр, рамка напряжения которого подключена к магистральной части сети через трехфазный дроссель, а токовая рамка логометра включена между нулевой точкой трехфазного дросселя и одной из фаз измеряемого ответвления через однофазный дроссель, причем к этой же фазе нодсосдинена вторичная обмотка измерительного трансформатора, первичная обмотка которого подключена к магистральной части сети. Измеряемое ответвление подключено к магистральной части сети через коммутационный аппарат, а измерительное устройство — через разъединитель. Для измерения сопротивления изоляции ответвления сети это ответвление отключено от магистральной части сети коммутационным аппаратом, регистратор подключен через разъединитель к магистральной части сети и выполнен иэ трехфазного

15 дросселя, логометра, однофазного дросселя и измерительного трансформатора. При этом на сопротивление изоляции измеряемого ответвления подается постоянное оперативное на20 пряжение реле утечки. Непосредственный отсчет сопротивления изоляции производится по шкале логометра 121.

Недостатками известных устройств для измерения сопротивления изоляция относительно земли электрических сетей являются невозможность их применения в сетях с глухозаземленной нейтралью, так как реле утечки, использующееся как источник постоян30 ного оперативного напряжения, пред789900 назначено для работы только в сетях с изолированной нейтралью, а также невозможность .обнаружения наличия несимметрии изоляции фаз сети относительно земли, что ограничивает функциональные возможности устройств.

Цель изобретения — расширение области применения и функциональных воэможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения сопротивления изоляции относительно земли электрических сетей с электродвигателями, содержащем реле утечки, коммутатор, разъединитель, регистратор и переключатель, реле утечки подключено через переключатель к фазам измеряемого участка сети, одна входная клемма регистратора соединена через разъединитель с общей точкой реле утечки, вторая. входная клемма регистратора — с землей, а регистратор содержит калиброванный резистор, последовательно соединенные диод и конденсатор, подключенные параллельно калиброванному резистору, а также измерительный прибор, подключенный параллельно конденсатору.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство состоит из коммутационного аппарата (KA) 1, переключателя (П) 2, состоящего из выключателей (В ) 3, (В1) 4 и (В ) 5, реле утечкй (Ру) 6, разъедийителя (S) 7 и регистратора (P) 8, состоящего из калиброванного сопротивления (R) 9, диода (Д) 10, конденсатора (С) 11 и.измерительного прибора (ИП) 12. На чертеже также показаны сопротивления (И) 13 измеряемого участка сети и электродвигатель (ЭД)

14, являющийся нагрузкой.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии электродвигатель 14 подключен.к магистральной части сети с помощью коммутационного аппарата 1. Регистратор 8 с помощью разъединителя 7 отключен от реле б утечки. Выключатели 3, 4 и 5 переключателя 2 выключены. В заданный момент времени измеряемый участок сети с электродвигателем 14 отключается от магистральной части сети с помощью коммутационного аппарата 1.

Одновременно с этим включается разьединитель 7 и соединяет реле 6 утеч. ки с регистратором 8. После отключения ротор электродвигателя 14 про.должает по инерции вращаться и незатухшее магнитное поле ротора наводит на зажимах статора электродвигателя ЭДС, которая является источником оперативного напряжения в отключенном измеряемом участке сети.

Таким образом, измеряемый участок сети с электродвигателем 14 после отключения от магистральной части сети эквивалентен трехфа: и;н злектрнческой cети с иэолироваHHои нейтрапью, в которой источником ЭДС является продолжающий по инерции вращаться электродвигатель 14.

Йсходя из условий эксплуатации,время отключения сети от источника питания ограничено временем срабатывания минимальной защиты, а фактическое время измерения не превышает 1-2 периодов питающей сети. Поэтому,ввиду практической невозможности регистрировать среднее значение тока, протекающего во времени измерения по калиброванному сопротивлению 9, являющемуся нагрузкой реле 6 утечки, как это делается во всех вентильных схемах, работающих в непрерывном режиме, в предлагаемом устройстве фиксируется максимальное значение падения напряжения на калиброванном сопротивлении 9. Для случая симметричного состояния изоляции 13 измеряемого участка сети, т.е. при R =

R> = Вд, = Р„, максимальное значение падения напряжения U < на калиброванном сопротивлении 9 равно.

30

45 где О, „— амплитуда линейного напряжения сети;

R — величина калиброванного сопротивления 9;

R. — величина сопротивления

l изоляции каждой фазы сети относительно земли.

Так как выражение U = f(R, ), то измерительный прибор 12 может быть проградуирован непосредственно в омах.

В случае несимметрии сопротивлений

40 изоляции 13 фаэ измеряемого участка сети относительно земли, т.е. при й„ Р В P Во, максимальное значение падения напряжения 0„, на калиброванном сопротивлении 9, если вы65 ключатель Bq (3) замкнут, а выклк—

После отключения измеряемого участка сети с электродвигателем 14 от магистральной части сети разъединитель 7 подключает регистратор 8 между общей точкой реле 6 утечки и землей. Под воздействием пульсирующего оперативного напряжения реле

6 утечки через изоляцию 13 измеряемого участка сети и калиброванное сопротивление 9 протекает ток, вели15 чина которого пропорциональна величине сопротивления изоляции измеряемого участка сети. Падение напряжения на калиброванном сопротивлении 9 запоминается на конденсаторе 11 и

20 измеряется с помощью измерительного прибора 12.

789900

ЯВ+д +Rc

2 2 с

5 (4) замкнут, и В (5) разомкR Ц,„. и =()

Р 4 RR„. если выключатель В> а выключатели В„ (3) нуты

Риъ

u =u

Ф т4Д Ц ч,i2àëè Б, (4) и t3+ (5) разомкнуты, 2 равно иЪ о„=н„,—

4 ) + 4э если выключатель В (5) замкнут, а выключатели В, (3) и В2 (4) разомкнуты

В С где ) И вЂ”

А в A c++

Обнаружение наличия несимметрии сопротивлений изоляции 13 фаэ измеряемого участка сети относительно земли достигается двумя последовательными измерениями падения напряжения на калиброванном сопротивлении

9 с отключением при каждом измерении двух выключателей из трех переключателя 2. Во время измерения через калиброванное сопротивление 9 протекает пульсирующий ток, определяемый сопротивлениями изоляции относительно земли отключенных фаз. В случае неравенства вышеуказанных величин падения напряжения Ощ на калиброванном сопротивлении 9 фиксируется наличие несимметрии сопротивлений изоляции 13 фаз измеряемого участка сети относительно земли.

Таким образом, устройство имеет расширенную область применения и может. применяться в сетях с любым режимом нейтрали. Расширение функциональных воэможностей устройства достигается за счет воэможности обнаружения наличия несимметрии изоляции фаз сети относительно земли.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения сопротивления изоляции относительно земли

f5 электрических сетей с электродвигателями, содержащее реле утечки, коммутатор, разъединитель, регистратор и переключатель, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения и функциональных возможностей устройства, реле утечки подключено через переключатель к фазам измеряемого участка сети, одна входная клемма регистратора соединена через разъединитель с общей точкой реле утечки, вторая входная клемма регистратора — с землей.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что регистратор содержит калиброванный резистор, 30 последовательно соединенные диод и конденсатор, подключенные параллельно калиброванному резистору, а также измерительный прибор, подключенный параллельно конденсатору.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 490043, кл. G 01 R 27/18, 10.02.74.

2. Авторское свидетельство СССР

40 Р 303596, кл. G 01 R 27/18,19.08.69 (прототип).

789900

Заказ 9033/45

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель Л. Фомина

Редактор И. Николайчук Техред М.Кузьма Корректор Е.Папп