Способ определения тока утечки

(51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ А ВТОРСК 1 акеевский научнотут по безопасности енноститехни ах. - М зопасергия,етические основь нергия, 1965, ч. 1,СОБ РЕДЕЛЕНИЯ ТОК 54) СПО ОУТЕЧКИ57) Изобретениеерительной техниковы шеи не чувстви тносится к злектроизЦель изобретения тельности определения4 й ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Государственный Жисследовательский инстиработ в горной промышл(56) Долин П, А. Основности в электроустанов1979, с. 259 - 260.Поливанов К. М. Теоэлектротехники. - М.-Л.:с. 6871. тока утечки. Периодически вводят и выводят вспомогательный источник тока 5, предварительно включенный между средней точкой источника рабочего токаи землей. Ток утечки определяют по формуле: 1,- + - ь=У.:ЙГ -- Гд/Жг - (/. где Ь и У: - напряжение между средней точкой источника рабочего тока и землей до возникновения утечки соответственно при выведенном и введенном вспомогательном источнике тока: ., - напряжение между средней точкой источника рабочего тока и землей после возникновения утечки при выведенном вспомогательном источнике тока; Е - злс кт. родвижушая сила вспомогательного источника тока; У - проводимо:ть вспомогательной цепи. Способ обеспечивает опредслечие приращения тока утечки при внезапных замыканиях в сети. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике контроля изоляции электроустановок.Цель изобретения -- повышение чувствительности определения тока утецки за счет периодического введения и выведения в контролируемую сеть вспомогательного источника тока.На чертеже приведена схема, поясняющая данный способ.Источник рабочего тока 1 соединен с потребителем 2 электроэнергии с помощью линии 3, имеющей проводимости изоляции фаз относительно земли 4, Вспомогательный истоцпик 5 тока соединен со средней точкой (нейтралью) источника 1 рабочего тока через вспомогательную цепь 6 и землей. Фазоцувствптельный вольтметр 7 включен между землей и средней. точкой источника 1 рабочего тока. Вспомогательный источник 5 тока подсоединен к источнику 1 рабочего тока через выключатель 8. Вольтметр 9 включен между средней точкой источника 1 рабочего тока и его фазными выводами.Сущность способа заключается в том, цто периодически вводят и выводят ЭДС вспомогательного источника тока Е той же частоты, что и у рабочего тока, предварительно включенного между средней точкой источника рабочего тока и землей, и измеряют напряжение между землей и средней точкой источника рабочего тока как при введенном, так и при выведенном вспомогательном источнике, а о токе утечки сулят по результатам измерений.Напряжение смещения нейтрали У электроустановки как переменного, так и постоянного тока при включенном между средней (нулевой) тоцкой источника рабочего тока и землей вспомогательном источнике тока, в состоянии, когда ЭДС этого источника равна нулю, определяется формулой(1)гле Уг -- проводимость вспомогательной цепи, т, е. цепи, содержащей вспомогателькый источник тока, включенный между нейтралью и землей;К - напряжение -й фазы относительносредней точки источника рабочего тока, т. е. относительно нейтрали, причем лля средней точки ( равно нугпо (здесь и в аналогицном контексте, говоря о фазе, подразумевают н полюс аккумулятора и другие подобные элементы; зажимы, соединенные перемычками, рассматриваются как олин зажим);У,. - проводимость -й фазы относительно земли;и -- число фаз системы;У - общая проводимость токоведущихчастей относительно земли УУ У,Напряжение, токи и проводимости припеременном токе описываются комплексными числами, при постоянном - действительными числами. Поскольку действительное число является частным случаем комплексного, всегда, кроме случая, относящегося только к постоянному току, для обозначения 10 напряжения тока н проводимости используют К 7 и У.Введение во вспомогательную цепь ЭДСприводит к изменению напряжения смещения нейтрали с Йе на .ЕУ +) КУ;и.,= (2)Если при выведенной ЭДС с т-й фазына землю имеет место утечка тока с проводимостью У то напряжение смешения нейт рали Сп 1. определяется формулой:1 с ( Ууа +й+уггле Ь, - напряжение т-и фазы относительно нейтрали;25 У;г - проволимость утечки.Если же утечка тока на землю имеет место при введенной ЭД,С, то напряжение смешения нейтрали С/нопределяется форУо ( У +ЕУ + ОУЗО У +У,-+УИспользуя закон Ома, а также учитывая,что напряженис фазы относительно земли равно соответствующему фазному напряжению, уменьшенному на напряжение смешения нейтралн, при совместном решении (1), (2) и (3) полуцают формулу лля тока утечки /,при выведенном вспомогательном источнике Е( lн,- Сна )(3) 40 Аналогично из (1), (2) и (4) получаютформулу для тока утечки А-,. при введенном вспомогательном источникеЕ, /не; - 1 не)= -45 Для реализации способа между средней(нулевой) точкой источника 1 рабочего тока и землей предварительно включают вспомогательныи источник 5 тока той же частоты, что и рабочий ток. После такой подготовки периодически вводят и выводят ЭДС вспомогательного источника 5 тока с помощью выключателя 8. При этом измеряют напряже.ние между нулевой точкой и землей как при введенной, так и при выведенной ЭДС. При отсутствии вывода от средней точки используют искусственную нулевую точку, получаемую посредством звезды из одинаковых проводимостей. Измерения выполняют высокоомным фазочувствительным вольтметром 7, 1483408который включают между нулевой точкой, естественной или искусственной, и землей. Измеряемая при этом величина является напряжением смещения нейтрали. В сетях переменного тока для указанных измерений используют фазочувствительный прибор. ,ля повышения точностй измерений искусст- Г)венную нулевую точку создают отдельно для вспомогательного источника тока и для вольтметра.Такие операции, как введение и выведение ЭДС вспомогательного источника тока, в частности, могут быть реализованы следующим образом. В качестве вспомогательного источника тока используют трансформатор (при постоянном токе - выпрямитель, более конкретно - мост из четырех диодов, питающийся от трансформатора, вторичную обмотку которого (выход выпрямителя) включают между нулевой точкой, естественной или искусственной, источника рабочего тока и землей, а его первичную обмотку периодически подключают к источнику питания и отключают), При постоянном токе у моста меняют местами зажимы постоянного и переменного токов. Когда трансформатор отключен от источника питания, ЭДС вспомогательного источника равна О, но проводимость его цепи УВ введена между токо- ведущими частями и землей. Когда трансформатор подключен к источнику питания, ЭДС вспомогательного источника равна Е. Проводимость его цепи при этом практически не изменяется, тем более, что в ней имеются токоограничивающие элементы.Вместо приведенного можно применять и косвенный метод измерения, который, по крайней мере, в сетях переменного тока, позволяет применить более простые, удобные и точные приборы и не требует организации нулевой точки для вольтметра.Например, в случае симметричной трехфазной системы вольтметром 9 с очень большим сопротивлением (по сравнению с общим сопротивлением токоведущих частеЙ относительно земли) измеряют модули напряжений /л, Гв, Ы. между фазами А, В, С и землей и модуль фазного напряжения (l Для измерения модулей напряжений фаз относительно земли (,), (l, с), прибор одним зажимом присоединяют к земле, а другим - к соответствующей фазе. Один из возможных вариантов измерения модуля фазного напряжения Ц. состоит в том, что зажимы прибора подсоединяют к разным фазам и полученную величину (линейное напряжение) делят на /3, что позволяет найти вектор напряжения смещения нейтрали1 2 (4 - Ь - Ь"-),)3 (,У - Я 2 ЗЦ 2 ЗЦ,В случае электроустановки постоянного тока высокоомным вольтметром измеряют напряжение г)+ между положительным полюсом и землей и г,г между отрицательнымполюсом и землей, что )поэзо; .,пряжение земли относи гелыо ссс.и. ),источника рабочего тока С/ф = - ( Ь - гl . 2 01 нса нные пернод 11 чсск) Нн;",измерения напряжения смен; Н,с 1" позволяют прежде Всего ус 11 г)1;". ьвозникновения утечки, для чего к:)кд),й 10 сравнивают текущее зачсн,сн )г,.,СМЕщЕНИя НЕйтраЛИ С ПОЛуЧС 1:Нь;М.1 , если они не совпадают, фикснр т я ъ)11, 1: НО Вен ие утечки. ЕстесВен но, 1 г) о), . ),В ниваемых напряжения должны от)н)с .С) 15 к одинаковым состояниям вспомогапгслып гоисточника тока, т. е. в обоих случаях Э ),С должна быть либо введена, либо Выводе;); .Что касается самого тока утечки, то его онрс.деляют, используя результаты двух измерсний, выполненных до возникновения утсч,;11, 20 и одного измерения после ее Возникновс 1 Нпо формуле (5).Ток утечки г . является велнчной, )цзависящей от ЭДС вспомогательного источника:+НпА ) =(У+1)(Бн - Юк) )Е - 0 25 При реализации способа г)рс,иолаг;стс)1,что за время между двумя од)иаковыми состояниями вспомогательного источника тока возникает не более одной утечки, т. с. предполагается, что за время мсжду двучя утечками успевают выполнить не менее дву; измерений. Если найденный ток утечки не достигнег 35 значений, требующих принятия осооых м "р,например отключения сети, то измсреНя продолжают аналогично опнсанномг.Использование предлагаемого сп)с)бпозволяет повысить точность определеи.:тока утечки, что приводит к повыц)енпю из.дежности электроснабжения погрсоитслйи безопасность эксплуатации элсктроу: ановок. Форму,га изоб)г)етенич Способ определения тока уте:к)1, зак.;к)- чающийся В измерен) Пара)1 етров Вс 1 омогательной цепи, соединенной с зем)гсй, личаюигийся тем, что, с цслью повып;е.:;: чувствительности, периодичсски Вводяг и ),ыводят вспомогательный источник тока той,кс 5 О частоты, что и рабочий ток, предварнтс,ыовключенный между средней точкой источника рабочего тока и землей, измеряют иряжение между средней точкой источник 1 Н 1- бочего тока и землей как при введенном вспомогательном источнике, так и прп ВЫВСдсп ном, а ток утечки определяют по фо)х)1 ле1483408 Составитель Н. ДакиРедактор Л. Пчолинская Техред И, Верес Корректор О. КравцоваЗаказ 2828/44 Тираж 713 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно. издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 где Омт и 0 ие - напряжение между среднейточкой источника рабочего тока и землей до возникновения утечки соответственно при выведенном и введенном вспомогательномРисточнике тока;М)ут - напряжение между среднейточкой источника рабочего тока и землей после возникновения утечки при выведенном вспомогательномисточнике тока;электродвижущая силавспомогательного источника тока;проводимость вспомогательной цепи, т. е. цепи, содержащей вспомогательный источник тока.