Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных установках

(51) 4 (з 01 К 15 04, 19,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К 28/24-21.88. БюлоюзныйВ. И. ЛСубачев17.7 (088.тин И. Б.ых режиия, 1981,кое свидкч.60 ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ВЪСОКОВОЛ ЬТНЫХ19 электротехническии иненина 8)Эйдель Л. 3., Измерениямах короткого замыканияс. 125 рис. 3 - 31 б.етельство СССР1 К 15/04, 06.11.80. г(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных установках содержит высоковольтные делители 1, 2 напряжения, имеющие высоковольтные плечи 3 и 5 и низковольтные плечи 4 и 6 соответственно, измерительные кабели 7, 8, емкостно-омические делители 9, 1 О напряжения в виде ЯС-цепочек, включающие резисторы 11, 13, 14, 17 и конденсаторы 12, 14, 16, 18, регистрирующие приборы 19, 20, ЯС-цепочки 21 - 25, включающие резисторы 26, 28, 30, 32, 34 и конденсаторы 27, 29, 31, 33, 35, согласующие резисторы 36, 37, точки 38, 39 измерения и регистрирующий прибор 40. Устройство имеет повышенную точность регистрации разности потенциалов между точками измерения. 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения в электрических сетях высокого напряжения.Цель изобретения - повышение точности регистрации разности потенциалов между точками измерения, расположенными на токоведущих частях электроустановок, находящихся под высоким напряжением относительно земли.На чертеже изображена электрическая схема устройства.Устройство содержит высоковольтные делители 1 и 2 напряжения, например емкостные. Высоковольтный делитель 1 напряжения имеет высоковольтное плечо 3 и низковольтное плечо 4, а высоковольтный делитель 2 напряжения - высоковольтное плечо 5 и низковольтное плечо 6. К низковольтным плечам 4 и 6 высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения с помощью измерительных кабелей 7 и 8 подключены емкостно-омические делители 9 и 10 напряжения, состоящие каждый из двух плеч, выполненных в виде ЙС-цепочек, В делителе 9 напряжения одна ЙС-цепочка состоит из резистора 11 и конденсатора 12, другая включает в себя резистор 13 и конденсатор 14, а в делителе 10 напряжения одна ЙС-цепочка состоит из резистора 15 и конденсатора 16, а другая - из резистора 7 и конденсатора 18. К выходам делителей 9 и 10 напряжения подключены соответственно регистрирующие приборы 19 и 20. Устройство содержит также ЙС-цепочки 21 - 25, состоящие соответственно из резистора 26 и конденсатора 27, резистора 28 и конденсатора 29, резистора 30 и конденсатора 31, резистора 32 и конденсатора 33, а также резистора 34 и конденсатора 35,ЙС-цепочки 2 и 22 и соответственно ЙС- цепочки 23 и 24 соединены последовательно. При этом ЙС-цепочка 21 другим выводом подключена к жиле измерительного кабеля 7, ЙС-цепочка 23 - к жиле измерительного кабеля 8, а ЙС-цепочки 22 и 24 другими выводами соединены с экранами измерительных кабелей 8 и 7 соответственно, причем экраны измерительных кабелей 7 и 8 подключены к точкам заземления низковольтных плеч 4 и 6 высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения. ЙС-цепочка 25 своими вывода. ми подключена к объединенным выводам ЙС-цепочек 21 и 22 и ЙС-цепочек 23 и 24, к которым также присоединен регистрирующий прибор. Жилы измерительных кабелей 7 и 8 подключены к низковольтным плечам 4 и 6 высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения через согласующие резисторы 36 и 37 соответственно. В качестве измерительных кабелей 7 и.8 могут быть использованы и симметричные кабели, при этом для подключения их к низковольтным плечам 4 и 6 высоковольтных делителейи 2 используют жилы кабелей. Высоковольтные делителии 2 напряжения подключают к точкам 38 и 39 измерения, расположенным на токоведущих частях контролируемой электроустановки, выводами высоковольтных плеч 3 и 5. На чертеже обозначен также регистрирующий прибор 40.Устройство работает следующим образом.Для создания условий, обеспечивающих отсутствие амплитудных и фазовых искажений регистрируемых напряжений, постоянные всех ЙС-цепочек устройства устанавливают равными, т. е. ЙС 1 г=Й 1 з С 14= =Й 15 С 15=Й 17 С 1 в=Йгв С 27=ЙгвС 29= =Йзв Сз 1=Йзг Сзз=Йз 4Сзв Импедансы ЙС-цепочек 21 - 24 выбирают много большими импульсов делителей 9 и 10 напряжения, т. е.Йгв Й 11+ Й 1 з, Йгв Й 15+Й 17, Йзг Й 11+ Й 1 з, ЙзвЙ 15+Й 17С 12С 14 С 15С 1 в С 12С 14 С 27 4 - 1 С 29-- ; Сзз-С 12+ С 14 С 15+ С 1 в С 12+ С 14 С 15 С 1 вС 15+ С 1 вЭто требование вызвано тем, что сигнал с выхода одного высоковольтного делителя, например делителя 1 напряжения, не должен попадать на выход другого делителя 2 напряжения, чтобы не вносить погрешность в регистрацию напряжений в точках 38 и 39 измерения, осуществляемую регистрирующими приборами 9 и 20.В случае, когда напряжения на делителях 9 и 10 напряжения при одном и том же напряжении в точках 38 и 39 не одинаковы, должны быть выполнены соотношенияха ка о1.4 вЦ1с сьСг 7 Сгв Кегде Я и Сlвв - напряжения на делителях 9и 10 напряжения, подключенных к измерительным кабелям 7 и 8 соответственно при одном и том же напряжении в точках 38 и 39 измерения.Из равенства постоянных времени ЙС- цепочек вытекает независимость соотношения амплитуд и фаз потенциалов всех узловых точек схемы устройства от частоты регистрируемых напряжений. Поэтому определение напряжения на входе регистрирующего прибора 40, регистрирующего разность потенциалов между точками 38 и 39 измерения, достаточно выполнить лишь для крайних частот 1=0 и 1=оо.Обозначим потенциалы жилы и экрана измерительного кабеля 7 через р 7, 4 р 7, а потенциалы жилы и экрана измерительного кабеля 8 через рв, 4 рвв соответственно. Тогда дЛя =оо ПОтЕНцИаЛЫ 4 р 1 И рг ВХОДНЫХ Зажнмов регистрирующего прибора 40 могут быть определены как1397839 28 +128 этих напряжений равна - /7 - К 08), что11+К.соответствует ранее выведенному выраже. нию для напряжения с/4 о на входе регистрирующего прибора 40 и подтверждает равенство масштабов представления регистрируемых напряжений для всех регистрирующих приборов устройства. ЙС-цепочка 25 позволяет регулировать уровень напряжения на входе регистрирующего прибора 40.Предложенное устройство имеет повышенную точность регистрации разности потенциалов между точками измерения, что позволяет получить более точную информацию о работе высоковольтных аппаратов, например выключателей, необходимую для внесения корректив в конструкцию новых выключателей с целью повышения надежности их работы. Более точная регистрация междуфазовых напряжений, обеспечиваемая предложенным устройством, позволяет более оптимально выбирать междуфазовую изоляцию, в частности правильно рассчитывать габариты воздушных линий электропередач.Формула изобретенияУстройство для регистрации напряжения в высоковольтных установках, содержащее два высоковольтных делителя напряжения, включенных между соответствующими точками измерения и заземления три регистрирующих прибора, два из которых раздельно подключены к выходам двух емкостно омических делителей напряжения, каждый из которых измерительным кабелем соединен с выходным низковольтным плечом соответствующего высоковольтного делителя напряжения, и две ЯС-цепочки, первая из которых первым выводом присоединена к жиле первого измерительного кабеля, а вторая первым выводом подключена к жиле второго измерительного кабеля, отличающееся тем, что с целью повышения точности регистрации разности потенциалов между точками измерения, дополнительно введены третья и четвертая ЯС-цепочки, причем первые их выводы соединены с вторыми выводами первой и второй ЯС-цепочек соответственно, второй вывод третьей /сС-цепочки подключен к экрану второго измерительного кабеля, второй вывод четвертой ЯС-цепочки подсоединен к экрану первого измерительного кабеля, а третий регистрирующий прибор одним входным зажимом подключен к объединенным выводам первой и третьей ЯС-цепочек, а другим соединен с объединенными выводами второй и четвертой РС-цепочек. 1114 1(м У 4,10 получим соответственно гр - 4 (гр 7+Кр 8),й 4 о - гр рггр 7 4 р 7 К(грв грв) =714 К120(ит - Кив),1 чК Язо Йзг4 рг=гр 7 + - +грвУчитывая, что 4+)., (4 р 7+К 4 рв) .15 Тогда напряжение (/4 о на входе регистрирующего прибора 40 будет равно где с/7 и (/в - напряжения на делителях 9и 10 напряжения, подключенных к измерительным кабелям 7 и 8.25Из последнего выражения следует, что напряжение (/4 о на входе регистрирующего прибора 40 определяется только разностью напряжений на делителях 9 и 10 напряжения что подтверждает независимость показаний 30 регистрирующего прибора 40 от потенциалов точек заземления высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения, чем и повышается точность регистрации разности потенциалов между точками 38 и 39 измерения.Если потенциалы точек 38 и 39 измерения одинаковы и в последнем выражении вместо=4 рг - 4 рг= -- (К (/в - К (/в)=0, т. е. на 1+К40 пряжение (/4 о на входе регистрирующего прибора 40 равно нулю, что и должно иметь место в указанном случае.Как правило, высоковольтные делители 1 и 2 напряжения одинаковы, т. е. (/7=(/в, 45 поэтому напряжение (/4 о на входе регистрирующего прибора 40 равно (/4 о= г Ото - Юв). Лля получения одного и того же масштаба представления регистрируемых напряжений на входах регистрирующих приборов 40, 19 и 20 плечи делителей 9 и 10 напряжения должны быть выбраны так, чтобы на вход регистрирующего прибора 19,подавалось напряжение, равное (/7,14.К а на вход регистрирующего прибора 20 напряжение -- Ов. При этом разностьКУ+к