Устройство для измерения составляющих сопротивления сети относительно земли

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) К 27/ КОМИТЕТ СССР НИЙ И ОТКРЫТИИ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕГ СГ" САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВУ го т раэ еактив(21) 3993661/24-21(71) Смоленский филиал Московскоэнергетического института(56) Авторское свидетельство СССУ 560190, кл. С 01 К 27/18, 1973Авторское свидетельство СССРВ 1161896, кл. С 01 К 27/18, 198) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВ 0 ЩИХ СОПРОТИВЛЕНИЯ СЕТИ ОТНОСИТЕЛЬ- ЗЕМЛИ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяетрасширить функциональные возможностиустройства, Устройство содержит силовой трансформатор 1, измерительныйтрансформатор 3 с токовыми обмотками 4 - 6, генератор 13 и нуль-органы 14 и 15. Введение преобразователя 10 напряжение - ток, интегратора 11, усилителя 12, суммирующегоусилителя 16, фоточувствительных выпрямителей 17 и 18 и источника 30опорного напряжения обеспечиваедельное измерение активной и рной составляющих сопротивления утечки. 2 ил,1372Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения и контроляактивной составляющей сопротивленияутечки, обусловленной сопротивлениемизоляции, и реактивной составляющейсопротивления утечки, обусловленнойемкостью элементов сети относительноз емли.Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей эа счетраздельного измерения активной иреактивной составляющих сопротивления утечки.На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2векторная диаграмма, поясняющая работу устройства.Устройство содержит силовой трансформатор 1, заземлитель 2, измерительный трансформатор 3, токовые 46, первичная 7 и вторичная 8 обмоткиизмерительного трансформатора, резистор 9, преобразователь 10 напряжение - ток, интегратор 11, усилитель12, генератор 13, первый 14 и второй15 нуль-органы, суммирующий усилитель16, первый 17 и второй 18 фоточувствительные выпрямители, составляющие19 сопротивления сети относительноземли, зажимы 20 - 25 для подключения к объекту измерения, выходные зажимы 26 - 29 и источник 30 опорногонапряжения.Первый и второй выводы каждой иэтоковых обмоток 4 - б измерительноготрансформатора соединены с соответствующими зажимами 20 - 25 для подключения к объекту измерения, первый вывод первичной обмотки 7 соединен спервым выводом резистора 9 и первымвходным выводом нуль-органа 14. Второй вывод резистора 9, первый выходной вывод генератора 13, второй входной и первый выходной выводы первого14 и первые входной и выходной выводы второго 15 нуль-органов и первыйвывод вторичной обмотки 8 соединеныс общей шиной устройства,Второй выходной вывод генератора 13 соединен с первым входным выводом преобразователя 10, первый выходной вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки 7.Первый вывод резистора 9 соединен спервым входным выводом интегратора 11,первый выходной вывод которого соединен со вторым входным выводом второго251 разом. 40 45 Так как первичная обмотка питается 50 55 5 1 О 1 г 20 25 30 35 нуль-органа 15. Вторые выходные выводы первого 14 и второго 15 нуль - органов соединены соответственно с первыми входными выводами первого 17 и второго 18 фазочувствительных выпрямителей, вторые входные выводы которых соединены с первым выходным выводом усилителя 12, первый и второй входные выводы которого соединены соответственно с первым и вторым выводами вторичной обмотки 8.Первый выходной вывод второго фазочувствительного выпрямителя 8 соединен с первым входным выводом суммирующего усилителя 12, второй входной вывод которого соединен с первым выходным выводом источника 30 опорного напряжения. Первые выходные выводы суммирующего усилителя 16 и первого фазочувствительного выпрямителя 17 соединены соответственно с первым 26 и вторым 27 выходными зажимами устройства. Вторые входные выводы преобразователя 10, интегратора 11, третьи и четвертые входные выводы фаэочувствительных выпрямителей 17 и 18 и суммирующего усилителя 16, вторые выходные выводы интегратора 11, усилителя 12, фаэочувствительных выпрямителей 17 и 18 и суммирующего усилителя 16, третий 28 и четвертый 29 выходные зажимы устройства и второй выходной зажим источника 30 опорного напряжения соединены с общей шиной устройства,Устройство работает следуюшим обНапряжение с выхода генератора 13поступает на вход преобразователя 10напряжение-ток, к выходу которогоподключена первичная обмотка 7, При этом в трансформаторе создается первичный магнитный поток Ч, (фиг. 2). от источника тока, магнитный поток Р, постоянен и не.зависит от режима работы устройства. Вторичный магнитный поток СР в трансформаторе 3 создается токами утечки 1, протекающими через цепь: заземлитель 2, обмотки силового трансформатора 1, токовые обмотки трансформатора 3, цепи 19 утечки, Угловое положение вектора тока 1, а следовательно, и потока Ропределяется значениями активногои реактивного сопротивления сети относительно земли, величины которыхпропорциональны катетам ОК и СК тре51 3 13722 угольника ОСК. Задача определения составляющих сопротивления утечки сводится к нахождению значений вели о и5Прямоугольные треугольники ОСК и АВИ равны в силу равенства гипотенуэ и углов. Таким образом, задача определения величин составляющих сопротивлений сети относительно земли сводится к определению величин катетов АВ и ВМ.Вектор АВ или проекция Ф вектора Р на ось, перпендикулярную вектору Ф пропорционален величине актив ной составляющей сопротивления сети относительно земли, а вектор ВМ или разность вектора ф, и проекции вектораР, на ось, совпадающую с вектором 9, , величина реактивной составляющей сопротивления сети относительно земли. Значения проекций 90, и Уог определяются следующим образом.Так как обмотка 8 подключена к усилителю 12 с большим входным сопро тивлением, то напряжение, снимаемое с обмотки 8, равноййеа на выходе усилителя 12 напряжение равно КУ, (на фиг, 2 показан случай, когда усилитель 12 инвертирующий), значение проекции напряжения КП пропорционально проекции ч , а КП проекции ф . Проекции КБ и КПО 1 о 35 определяются с помощью фазочувствительных выпрямителей 17 и 18.На информационный вход первого фазочувствительного выпрямителя 17поступает сигнал КБ а на вход опор О ного напряжения - сигнал прямоугольной формы, по фазе совпадающий с током 1 а следовательно, и с потоком 9,. На выходе выпрямителя 17 имеем сигнал К 0 умноженный на косинус уг ла между векторами КУ и 9 т.е. пропорциональный Р , а следовательно, и активной составляющей сопротивления сети относительно земли. На вход опорного напряжения второго фазочувствительного выпрямителя 18 поступает прямоугольный сигнал, сдвинутый за счет интегратора 11 на/2 относительно вектора ф, . На выходе фазочувствительного выпрямителя 1855 имеем сиа К 0 , пропорциональный1Поскольку питание обмотки 7 осуществляется от источника тока, то магнитный поток ф, постоянен и, следовательно, этот сигнал можно заменить постоянным от источника 30 опорного напряжения. В суммирующем усилителе 16 сигналы, пропорциональные ф,и ф , вычитаются, и на выходе усилителя 16 имеем сигнал, пропорциональный реактивной составляющей сопротивления сети относительно земли,формула изобретенияУстройство для измерения составляющих сопротивления сети относительно земли, содержащее измерительный трансформатор, шесть зажимов для подключения к объекту измерения, резистор, генератор, два нуль-органа, первый и второй выводы каждой иэ токо, вых обмоток измерительного трансформатора соединены с соответствующими зажимами для подключения к объекту измерения, первый вывод первичной обмотки измерительного трансформатора соединен с первым выводом резисто. ра и первым входным выводом первого нуль-органа, второй вывод резистора, первый выходной вывод генератора, второй входной и первый выходной выводы первого и первые входной и выходной выводы второго нуль-органов и первый вывод вторичной обмотки измерительного трансформатора соединены с общей шиной устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь напряжение - ток, интегратор, усилитель, суммирующий усилитель, четыре выходных зажима, два фазочувствительных выпрямителя и источник опорного напряжения, причем второй выходной вывод генератора соединен с первым входным выводом преобразователя напряжение - ток, первый выходной вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки измерительного трансформатора, первый вывод резистора соединен с первым входным выводом интегратора, первыи выходной вывод которого соединен с вторым входным выводом второго нуль-органа, вторые выходные выводы первого и второго нуль-органов соединены соответственно с первыми входными выводами первого и второго фаэочувствительных выпрямителей, вторые входные выводы которых соединены с первым выходным выводом усилителя, первый и второй входные выводы которого соединеныбельскийКорректор И.Мус Составитель А.Пр Техред А.Кравчу едактор П,Гереши аказ 477/37 Тираж 772 НИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва,.Ж, РПодписнкомитета СССРи открытий д. 4/5 ушская н роиэводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4 соответственно с первым и вторым выводами вторичной обмотки измерительного трансформатора, первый выходнойвывод второго фазочувствительноговыпрямителя соединен с первым входнымвыводом суммирующего усилителя, второй входной вывод которого соединенс первым входным выводом источникаопорного напряжения, первые выходныевыводы суммирующего усилителя и первого фаэочувствительного выпрямителя соединены соответственно с первым и вторым выходными зажимами,при этом вторые входные выводы преобразователя напряжение - ток и интегратора, третьи и четвертые входныевыводы фазочувствительных выпрямителей и суммирующего усилителя, вторыевыходные выводы интегратора, усилителя, первого и второго фазочувствительных выпрямителей и суммирующегоусилителя, третий и четвертый выходные зажимы устройства и второй выходной зажим источника опорного напряжения соединены с общей шиной устройства.