Устройство для измерения параметров изоляции сети

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

pi)789901 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 15,02.79 (21) 2725208/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231280 Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23. 12. 80

Р1)М. Кл.

G 01 R 27/18

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (5З) НЖ 621. 317.

333 (088 8) (72) Авторы изобретения

В.К. Обабков и E.Â. Сергин

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ИЗОЛЯЦИИ СЕТИ

Изобретение относится к электро-. беэопасности и предназначено для автоматического контроля параметроь изоляции под рабочим напряжением и нагрузкой трехфазных электрических сетей.

Известно устройство для измерения емкости сети электроустановки относительно земли, содержащее резонансный измеритель емкости и трансформатор напряжения, вторичная обмотка которого соединена по схеме открытого треугольника, вместе с конденсатором переменной емкости образует колебательный контур гетеродина, первичная обмотка трансформатора напряжения, соединенная в звезду с заземленной нулевой точкой, вместе с измеряемой емкостью сети образует измерительный контур (1) .

С помощью этого устройства измеряется лишь один параметр сети ,суммарная емкость фаз относительно земли при достаточно высоком активном сопротивлении изоляции сети, при низких же уровнях активного сопротивления изоляции прекращаются резонансные свойства измерительного ,контура, в результате чего рассмат2 риваемая система становится неработоспособной.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст5 ройство измерения полной проводимости сети, содержащее генератор непромышленной частоты, подключенный к контуру нулевой последовательности сети, фильтры напряжения и тока

10 непромышленной частоты, подключенные к выходам контура нулевой последовательности сети, блок деления, у которого первый вход соединен с выходом фильтра тока непромьвапен15 ной частоты, а второй вход — с выходом фильтра напряжения непромышленной частоты $2J .

Недостатком известного устройства является невозможность раздельного измерения -емкостного и активного параметров изоляции сети.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

25 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров изоляции сети, содержащее генератор непромьиаленной частоты, подключенный к контуру нулевой пос30 ледовательности сети, фильтры напря789901

=0,6g и, М 3о® Vô) =0,5&С Х (6) 1)о() )в о оь

50 жения и тока непромышленнои частоты, подключенные к выходам контура нулевой последовательности сети, блок деления, введены индикатор, переключатель, два синхронных детектора, блок дифференцирования, квадратичный амплитудный детектор, причем выход фильтра напряжения соединен со входами блока дифференцирования и квадратичного амплитудного детектора, а также с первым входом второго синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом фильтра тока и со входом первого синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом блока дифференцирования, выходы всех детекторов соединены через переключатель с двумя входами блока деления, к выходу которого подключен индикатор.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения параметров изоляции сети.

Схема содержит генератор 1 непромышленной частоты, контур 2 нулевой последовательности сети, фильтры напряжения 3 и тока 4 непромышленной частоты, синхронные детекторы 5 и 6, переключатель 7, блок 8 деления, индикатор 9, блок 10 дифференцирования, квадратичный амплитудный детекToð 11.

Устройство работает следующим образом.

С помощью генератора 1 пробных колебаний в контуре 2 нулевой последовательности сети создаются колебания непромышленной частоты. На выходе фильтра 3, подключенного к напряжению нулевой последовательности U (t ),,появляется сигнал Ов(t) непромышленной частоты где Uo и Lx)o — амплитуда и частота сигнала на выходе фильтра 3 напря; жения.

На выходе фильтра 4, подключенного к току нулевой последовательности .(н„ (t), также появляется сигнал )о(t) частоты ц о Связь между током )о(с) и напряжением 0о(с) определяется соотношением .Ж- О. Ч! с(R ь),(„

С учетом выражения (1) оно преобразуется к виду — т ° о ) 4)>C Uð " о" +gQооо g, я) где С и g — емкость и активная проводимость изоляции сети. Из соотношения (2) и (3) вытекает,что ток

3o(t) состоит из двух ортогональных составляющих. Одна составляющая связана с емкостью сети и равна

С400(t)/dt, а другая — с активной проводимостью сети и равна guo(t) Данное обстоятельство используется при дальнейшей обработке сигналов.

Блок 10 дифференцирования имеет коэффициент усиления, равный отношению промышленной частоты к квадрату непромышленной, и осуществляет операцию определения производной от сигнала Оо(t) по времени и умножение производной на коэффициент рав—

I ный отношению оЛ/4)о (4 — частота сети). При этом сигнад Vo(t) на выходе блока 10 с учетом выражения (1) принимает вид

v (aI= 1 =, u,üëû, . (4) и du с) и> о о

15 Синхронные детекторы 5 и 6 осуществляют операции перемножения сигналов 3p(t) . -га Ut (t) и .4(t) на

Vo (t) и осреднения М результатов перемножения 3p (t)Uo(t) и dp(t)Vo (t)

Щ (с целью выделения постоянной составляющей).В результате чего на выходе синхронного детектора 5 появляетм :(,() о (ф=

° и I (-z,Сц,ь и ы,с «ф0,ооьыр.) U,ooüüó}=

= М P,Бg U «0,50,(фооь2u),t-ы Сьм2ы, )} где M .... ) — оператор осреднения.

А на выходе синхронного детектора 6 появляется сигнал

Осредненный же сигнал на выходе квадратичного амплитудного детектора

11 можно записать в виде и О,(Ц u,()} o,su> .

Иэ сопоставления выражений (5), (6) и (7) видно, что для определения параметров изоляции сети необходимо

45 произвести деление между собой указанных величин

Конкретное определение параметра назначается переключателем 7, который связывает выход квадратичного амплитудного детектора 11 со входом делителя блока 8 деления, когда проф0 изводится измерение 43 С или 9, и со входом делимого блока 8 деления, при измерении 1/< С или 3 /g, а оставшийся вход блока 8 деления соединен с выходом синхронного детектора 5 (при

65 определении 9, Д/д) или с выходом

789901

Составитель Л. Фомина

Редактор О. Малец Техред С.Мигунова Корректор О.Билак

Заказ .e3/45

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Финна> ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 детектора 6 (при определении дС, 3 C). Результат деления контролируется с помощью индикатора 3.

Таким образом, данное устройство позволяет раздельно определять активные и .реактивные параметры изоляции сети, контроль которых необходим на практике.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров изоляции сети, содержащее генератор непромышленной частоты, подключенный к контуру нулевой последовательности сети, фильтры напряжения и тока непромышленной частоты, подключенные к выходам контура нулевой последовательности сети, блок деления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены индикатор, переключатель, два синхронных детектора, блок дифференцирования, квадратичный амплитудный детектор, причем выход фильтра напряжения соединен со входами блока дифференцирования и квадратичного амплитудного детектора, а также с первым входом второго синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом фильтра тока и со входом первого синхронного детектора, второй вход которого соединен с выходом блока дифференцирования, выходы всех детекторов соединены через переключатель с двумя входами блока деления, к выходу которого подключен индикатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гладилин Л.В. и др. Электробезопасность в горнодобывающей промышленности. М., "Недра", 1977, с. 191.

2. Автоматизация энергосистем и энергоустановок промышпенных предприятий. ЧПИ, вып. 9 160, 1975, с. 27, 28 (прототип).