Устройство для определения места замыкания на землю в силовой цепи постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>868651

Союз Советсник

Социалисти4ескик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(5!)М. Кл,л (22) Заявлено 230180 (21) 2872960/24-21

G 01 R 31/08 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300981 Бюллетень №

Дата опубликования описания 300 981 (53) УД (621. 317. 333 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б.Д. Омельченко и Г.Д. Борисова (71) За яв итель

Объединенный институт ядерных исследований (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ

НА ЗЕМЛЮ В СИЛОВОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для определения места замыкания на землю в силовых цепях постоянного тока без перерыва питания.

Известно устройство для определения места замыкания на землю в силовой цепи постоянного тока, содержащее магнитный усилитель с обмотками постоянного тока и измеритель (1).

Недостаток устройства — невозможность его применения для контроля цепей большого тока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее источник большого постоянного тока, выходы которого соединены через соответствующие силовые токопроводы с соответствующими входами нагрузки, например электро7 магнита, два балластных резистора,. первые выходы которых соединены с общей шиной, и измеритель состояния изоляции (2).

Недостаток устройства — низкая точность.

Целью изобретения является повышение точности.

Для достижения указанной цели устройство для определения места замыкания на землю в силовой цепи постоянного тока, содержащее источник большого постоянного тока, выходы которого соединены через соответствующие силовые токопроводы с соответствующими входами нагрузки, например электромагнита,два балластных резистора, первые выводы которых соединены с общей шиной, и измеритель состояния изоляции, снабжено двумя управляемыми биполярными ключами, четырьмя диодами, четырьмя элементами памяти, элементом запрета, тремя реагирующими реле и генератором тактовых импульсов, при этом входы измерителя состояния изоляции попарно иерез соответствующие, встречно включенные, диоды соединены со вторыми выводами соответствующих резисторов и через соответствующие управляемые биполярные ключи — с соответствующими входами нагрузки, выходы измерителя состояния изоляции соединены со входами соответствующих элементов памяти, выходы двух из которых через элемент запрета соединены со входом одного из реагирующиМ реМе, а

868651 выходы двух других элементов памяти соединены с соответствующими управляющими входами элемента запрета и со входами соответственно двух других реагирующих реле, причем выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управляющими входами управляемых биполярных ключей, измерителя состояния изоляции и элементов памяти °

Кроме того, измеритель состояния изоляции выполнен из четырех параллельных цепей, каждая из которых включает в себя последовательно соединенные блок обнаружения отличия тока утечки от номинальной величины, вход которого соединен с соответствующим входом измерителя состояния изоляции, и ключ, выход которого соединен с соответствующим выходом измерителя состояния изоляции, а управляющий вход — с соответствующим уп- 20 равляющим входом измерителя состояния изоляции.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 25 большого постоянного тока, силовые токопроводы 2 и 3, нагрузку, например электромагнит 4, балластные резисторы 5 и 6, управляемые биполярные электрические ключи 7 и 8, измери- ЗО тель 9 состояния, изоляции, включающий в себя блоки 10 — 13 обнаружения отличия токов утечки от номинальной величины и ключи 14 — 17, диоды 18

21, элементы 22 — 25 памяти, элемент

26 запрета, реагирующие реле 27 — 29 и генератор 30 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Первым тактовым импульсом U открывается ключ 7, подключая балластный резистор 5 к соответствующему зажиму электромагнита 4. Если имеет место замыкание на землю на участке обмотка электромагнита 4 — токопровод

3, то сигнал через диод 18 поступает 45 в блок 10, если замыкание на токопроводе 2,то сигнал через диод 19 посту пает в блок 11.

Рассмотрим случай обнаружения замыкания на участке, содержащем об- 5р мотку возбуждения электромагнита 4 и токопровод 3. В этом случае блок

10 выдает сигнал на открытие ключа

14, который создает цепь для прохождения импульса U в элемент 22 памяти состояния изоляции. Вторым тактовым импульсом U открывается ключ 8, подключая балластный резистор 6 к соответствующему зажиму электромагнита 4. Если имеет место замыкание на землю на участке обмотка электро- 60 магнита 4 — токопровод 2, то сигнал, через диод 20 поступает в блок 12, если замыкание на токопроводе 3, то сигнал через диод 21 поступает в блок 13. Пусть имеет место работа 45 блока 12. Срабатывание блока 12 указывает на наличие замыкания на участке обмотка электромагнита 4 — токопровод 2, но из предыдущего измерительного такта известно, что предполагаемым местом замыкания на землю указан отрезок цепи обмотка электромагнита 4 — токопровод 3. Анализ этих двух измерений показывает, что замыкание произошло в общей зоне работы блоков 10 и 12, а именно в обмотке электромагнита 4. Этот анализ выполняется устройством следующим образом. Блок 12 открывает ключ 16, который создает цепь для прохождения импульса U< в элемент 23 памяти состояния изоляции. Далее тактовый импульс U> подается на выходы управления элементов 22 — 25 памяти. Элементы 22 и 23 содержат информацию о нарушении изоляции. Импульсом П9 информация из элементов 22 и 23 выводится и через открытый элемент 26 поступает на реагирующее реле 27 в виде напряжения срабатывания.

Теперь допустим, что во втором измерительном такте имело место срабатывание блока 13, что указывает на наличие замыкания на токопроводе

3. В этом случае блок 13 открывает ключ 17, который создает цепь для прохождения импульса V в элемент 25 памяти состояния изоляции. В момент поступления импульса U9 сигнал, снимаемый с блока 22,будет блокирован блоком 25 путем воздействия последнего на элемент 26. В этом случае имеет место только срабатывание реле 29, указывающее на наличие замыкания на землю на токопроводе 3.

Аналогичным образом может быть рассмотрен и случай заьыкания на землю на токопроводе 2, что соответствует срабатыванию блока 11 в первом такте и блока 12 во втором такте.

При этом результаты замеров заносятся соответственно в блоки 24 и 23 памяти. В момент поступления импульса Ug сигнал, снимаемый с блока 23, блокируется блоком 24 путем воздействия последнего на элемент 26. В этом случае имеет место только срабатывание реле 28, указывающее на наличие замыкания на землю на токопроводе 2.

Устройство обеспечивает определение места замыкания на землю и при токах питания, достигающих десятков килоампер, что существенно для ряда применений, в частности для электромагнитов больших пузырьковых камер, обмотки возбуждения которых, как правило, находятся в атмосфере инертного газа и недоступны для обычных способов контроля изоляции.

Предложенное устройство не имеет так называемых мертвых зон контроля,что достигается за счет взаимного перекрытия рабочих зон блоков 10 и

868651

12. При этом чувствительность блоков 11 и 13 выбирается существенно большей (например на порядок) по сравнению с чувствительностью блоков 10 и 12.

Надежность устройства может быть повышена за счет увеличения времени контроля по отношению ко времени вспомогательного (третьего) такта.

Последнее достигается путем выполнения генератора тактовых импульсов 30 в виде генератора с периодически изменяемой длительностью тактовых импульсов.

15

Формула изобретения

1. Устройство для определения места замыкания на землю в силовой цепи постоянного тока, содержащее источник большого постоянного тока, вы- Щ ходы которого соединены через соответствующие силовые токопроводы с соответствующими входами нагрузки, например электромагнита, два балластных резистора, первые выводы которых соединены с общей шиной, и измеритель состояния изоляции, о т л и ч аю щ е е с.я тем, что, с целью повыаения точности,оно снабжено двумя упРавляе в4и биполярнытли ключами, четырьмя диодами, четырьмя элементами памяти, элементом запрета, тремя реагирующими реле и генератором тактовых импульсов, при этом входы измерителя состояния изоляции попарно через соответствующие, встречно включенные, диоды соединены со вторыми выводами соответствующих балластных резисторов и через соответствующие управляемые биполярные ключи — c соответствующими входами нагрузки,выходы измерителя состояния изоляции соединены со вхо" дами соответствующих элементов памяти, выходы двух из которых через элемент запрета соединены со входом одного из реагирующих реле, а выходы двух других элементов памяти соединены с соответствующими управляющими входами элемента запрета и со входами соответственно двух других реагирующих реле, причем выходы генератора тактовых импульсов соедине.ны соответственно с управляющими входами управляеьых биполярных ключей, измерителя состояния изоляции и элементов памяти.

2. Устройство по и. 1, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что, измеритель состояния изоляции выполнен из четырех параллельных цепей, каждая из которых включает в себя последовательно соединенные блок обнаруже ния отличия тока утечки от номинальной величины, вход которого соединен с соответствующим входом измерителя состояния изоляции, и ключ, выход которого соединен с соответствующим выходом измерителя состояния изоляции, а управляющий вход — с соответствующим управляющим входом измерителя состояния изоляции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

Р 112820, кл. G 01 R 31/08, 1956.

2. Авторское свидетельство СССР

9 173315, кл. G 01 R 31/08, 1961 (прототип).

868651

Составитель A. Изюмоэ

Техред И.усталом Корректор С. Шекмар

Редактор С. Юско

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8319/66 Тирам 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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