Устройство для контроля сопротивления изоляции и защитного отключения в сетях с изолированной нейтралью

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 53 02 Н 3 5) И Т В ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский горный институт(56) Авторское свидетельство СССР М 1144163, кл, Н 02 Н 3/17, 1983.Авторское свидетельство СССР М 1444914, кл. Н 02 Н 3/,17, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И ЗАЩИТНОГО ОТ-КЛ ЮЧ Е Н И Я В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАН НОЙ Н ЕЙТРАЛЬЮ(57) Изобретение относится к злектротехнике и может быть использовано для непрерывного пофазного контроля сопротивления изоляции электрической сети с изолированной нейтралью. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля пофазного сопротивления изоляции электрической сети. Контроль сопротивления изоляции осуществляется оперативным током, получаемым оттрехдиодн груп и 10 - 11, 12 - 13, 14 - 15. На вторичной обмотке.5 трансформатора 4 тока нулевой последовательности наводится ЭДС, обусловленная током, обтекающим сопротивление 33 изоляции контролируемого участка. Указатель 6 показывает сопротивление изоляции контролируемого участка. а указатель 29 - общее суммарное сопротивление изоляции контролируемого и сопряженного участков сети. Для определения величин пофазных сопротивлений изоляции всей сети используются следующие расчетные выражения: для фазы А - ОА = 01 - 02; для фазы В - ОВ =01- Оз; для фазы С-Ос = О+ 201 - 02- Оз, где 01- показание измерительного прибора 6; 02 - показание измерительного прибора 27; Оз - показание измерительного прибора 28; О - показание измерительного прибора 29. 1 ил,г) 5 40 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для непрерывного пофаэного контроля сопротивления изоляции электрической сети с изолированной нейтралью.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля пофазного сопротивления изоляции электрической сети,На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства,Устройство для контроля сопротивления изоляции и защитного отключения в сетях с изолированной нейтраль)о содержит источник 1 питания с заземлителем 2, резистор 3, трансформатор 4 тока нулевой поСледовательности, во;вторичную Обмотку 5 которого включен указатель 6 уровня иэоляции (измерительный прибор), и дополнительные трансформаторы 7 и 8 тока нулевой последовательности, Параллельно указателк) 6 уровня изоляции включена отключа)ощая катушка 9. Диоды 10-15 с последоватально включенными токоограничивающими резисторами 16 - 21 соединены встречно-параллельно, образуя три группы, Каждая группа диодов, одним общим концом подключается к одной из фаз сети, а другие общие концы д)вух групп диодов 10,11 и 12, 13 посредством двух проводов 22 и 23, каждый из которых пропущен через Окно одного иэ дополнительных трансформаторов 7 и 8 тока нулевой последовательности соответственно, объединены с концом третьей группы диодов 14 и 15, образуя ебщую точку. Общая точка диодных групп с помощью соединительного провода 24 подключается к резистору 3. ВО вторичные обмотки 25 и 26 трансформаторов 7 и 8 тока нулевой последовательности включень) указатели 27 и 28 уровня изоляции измерительные приборы), Параллельно резистору 3 подключен указатель 29 уровня изоляции(измерительный прибор). Трансформаторы 4, 7 и 8 тока нулевой последовательности включены в сеть после выключателя 30. Сопротивление 31 иэог 1 яции относится к сопряженному участку сети между силовым трансформатором 32 и трансформатором 4 тока нулевой последовательности, а сопротивление изоляции 33 относится к контролируемому участку сети после трансформатора 4 тока нулевой последовательности,Устройство работает следующим Обаэом,При положительной полуволне на резисторе 3 общий ток 1 От источника 1 питания проходит по соединительному проводу 2 через трансформатор 4 тока нулевой последовательности 1 ТТНП) к Общей точ;8 ди,-,ных групп, в которой разветвляется на составляющие 1 д, 1 в, 1 с, Составляющие тока 1 ди 1 в протекают соответствен но г о проводам22 и 23, пересекая при этом пространствовнутри ТТНГ 7 и 8 соответственно, послечего через диоды 11 и 13 подходят к фазамА и 13 сети, Составляющая тока 1 с подходитк фазе С сети непосредственно через диод15, В месте подключения к фазам сети тока1 д, 1 в и 1 с разветвляются на составляющие1 д, 1 в, 1 с, протекающие через токопроводы фаэ и сопротивление 33 изоляции контролируемого участка к источнику 1 питания,и составляющие 1 д, 1 ва, с, протакаОщиечерез токопроводы фаз и сопрОтивлени 8 31изоляции сопряженного участкаисточникуПитания, Г 1 ринимаЯ ьо анима)-1 ие что )д4.1 , 1 И 1 , 11 ив +1 с =и д +1 в +1 с -1, а также,что 1:+и учитывая, что ток"дваждыипересекает пространство внутги) ТТНГ 1 4 впротивоположных направлениях во вторичной обмотке 5 ТТНП 4 навои ) с=.).ц С. Обн. -ловленная током 1) =- 1 . 1-иуказатель 6 показывает Общее сопротивление изоляции контроли)чемого частка,Через ТГ)П5)роходит результиру)О.щий ток 1), .складыва)сгцийся из тсОв 1 д .в, 1 с, проходящ)х чег)ез т 5)то 58 О,) ы )ази сспротиьление "3 изпля) : кг)нГ)-лируемого участка к источииу " питания, и токад, протекающего От исгоч:,)и",а;:итания пгсоединительному проводу :.д и далее пспроводу 22, пересекая при этом прсстранство внутри ТТНП 7, через диод1 к раза Асети, Поскольку 1 д + ) в + 1 с=-.. зо вторичной обмотка 25 ТТНП 7 -аесдитс.) ЗДС,1Обусловленная током 1.) = 1 + 1 д, Поэтом.сопротивление изоляции фазы А всей сети,г)ропорциональное току 1 д, Определяетслкак разность показаг)ии ) казаталеи О и 2 ),Поскольку составляющие ;.)езультнру 10- щего тока 1 з, проходя)цего через ТТНП 8,ОпределЯю)сл как и длЯ 1 ТНП) 7, ВО вторичной обмотка 26 ТТНП Б наводится ЗДС,Обусловленная током 18 =-1 -). 1 в а сог ротивление изоляции фаэь. В Всей сети пг)ОГ)Орциональное току 1 в, г)о аналогииОпределяется как Оазность показаний чка"зателей 6:. 28,Указатель 29 по)газывает вел.5 ч,) Общего сопротцвения изоляции всеи р:",и г)ООпорциональную току: . +1 == 1 д+ в+1,Пр рклЮ це) г цер,э; ,З )Ст" ) 1.ЗТОГ1 ОК 1", ПООПО 5): "С:эл.) 7 г)рореланию изоляции фазе), асей:;ети ОпределяетсЯ ",)О выражению,с =- ", 1 " ) - 1,Г 1 ри О; :ице)тельнОЙ СО)1, волна нэ ре,исторе 3 обвв)й токОт исто:1: :а : . Итанизразделяется на );ве:).; -;Ирс) ал, .,), ).-я и, ", ),дящих через сопротивление 33 изоляции контролируемого участка и токопроводы фаэ к точке подключения диодных групп кл фазам сети, и ток, состоящий иэ токов 1 д, 1 в", 1 с, проходящих через сопротивление 31 изоляции сопряженного участка и токопроводы фаз к точкам подключения диодных групп к фазам сети. В этих точках токи 1 д и1 д", 1 в и 1 в", 1 с и 1 с попарно складываются, образуя токи 1 д, 1 в и 1 с соответственно. Токи 1 д и 1 в проходят через диоды 10 и 12 провода 22 и 23, пересекая при этом пространство внутри ТТНП 7 и 8 соответственно, к общей точке диодных групп. Ток 1 с подходит к общей точке диодных групп непосредственно через диод 14, В этой точке токи 1 д, 1 в и с складываются, образуя результирующий ток 1, который протекает через соединительный провод 24, пересекая при этом пространство внутри ТТНП 4, к источнику 1 питания. Посколькуд +1 в +1 с =1 и 1 д+ 1 в+ 1 с = 1", а также 1 =1+ , и учитывая. что ток 1 дважды пересекает пространство внутри ТТНП 4 в противоположных направлениях, во вторичной обмотке 5 ТТНП 4 наводится ЗДС, обусловленная током 11 =1, и указатель 6 вновь показывает общее сопротивление изоляции контролируемого участка.1Через ТТНП 7 проходит результирующий ток 12, складывающийся из токов 1 д, 1 в, 1 с, протекающих от источника 1 питания, через сопротивление 33 изоляции контролируемого участка и токопроводы фаз, и тока 1 д, протекающего от фазы А через диод 10 по проводу 22, пересекая при этом пространство внутри ТТНП 7, к общей точке диодных групп, а затем через соединительный провод 24 к источнику 1 питания. Покольку 1 д + 1 в + 1 с =во вторичной обмотке 25 ТТНП 7 наводится ЭДС, обусловленная током 12 =1 + д. Поэтому сопротивление изоляции фазы А всей сети, пропорциональное току 1 д определяется разностью показаний указателей б и 27,Так как составляющие результирующего тока 1 э, проходящего через ТТНП 8 определяются так ке как и для ТТНП 7, во вторичной обмотке 26 ТТНП 8 наводится ЗДС, как и во время положительного полупериоад, обусловленная током 1 з = 1 + 1 в, а сопротивление изоляции фазы В всей сети, пропорциональное току 1 в, снова определяется как разнос гь показаний приборов би 28,Поскольку указатель 29 вновь показывает величину общего сопротивления изоляции всей сети, пропорциональную току 1 = 1 + 1" = 1 д + 1 в + 1 с, протекающему через резистор 3, ток 1 с, пропорциональный со 45 50 55 10152030 противлению изоляции фазы С всей сети, определяется по выражениюс =-1+ 211- 12 - 1 з.Таким образом, величины результирующих токов 1,12,1 з, протекающих через ТТНП 4, 7 и 8, а значит, и показания иэмерительных приборов 6, 27, 28 и 29 не зависят от полярности напряжения на источнике питания и одинаковы при положительной и отрицательной полуволнах. Поэтому, переходя от токов к показаниям измерительных приборов, можно записать следующие выражения для определения величинсопротивления изоляции;Осу = О - 01 - сопротивление изоляциисопряженного участка сети;Од = 01- 02 - сопротивление изоляциифазы А всей сети;Ов = 01- Оз - сопротивление изоляциифазы В всей сети;Ос = О + 201 - 02 - Оэ - сопротивлениеизоляции фазы С всей сети,где 01- сопротивление изоляции контролируемого участка сети;О - общее сопротивление изоляции контролируемого и сопряженного участка сети;причем 01 находят по показаниям измерительного прибора 6: 02 - по показаниямизмерительного прибора 27; Оз - по показаниям измерительного прибора 28; О - по показаниям измерительного прибора 29,Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет наряду с общим сопротивлением изоляции сетиконтролировать также и пофаэное сопротивление изоляции. что способствует повышению уровня электробезопасности и надежности при эксплуатации электрических сетей с изолированной нейтралью за счет более оперативного выявления и устранения повреждений, а также дает воэможнось овуществлять диагностику и прогнозирование состояния изоляции на основе дополнительно получаемой информации,Формула изобретения Устройство для контроля сопротивления изоляции и защитного отключения в сетях с изолированной нейтралью, содержащее источник питания с заземлителем, в выходную цепь которого включен резистор. соединенный другим выводом с соединигельным проводом, пропущенным через окно трансформатора тока нулевой последовательности, во вторичную обмотку которого включен первый указатель уровня изоляции, параллельно которому включена отключающая катушка, имеющие клеммы для подключения к фазам сети диоды с последовательно включенными ограничиваюЗаказ 1776 Тираж 392 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 415 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101 щими резисторами, при этом параллельно указанному резистору включен второй указатель уровня изоляциио т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения контроля пофазного сопротивления изоляции электрицескоцй сети, оно снабжено двумя дополнительными трансформаторами тока нулевой последовательности с указателями уровня тока, а диоды с ограничивающимй резисторами соединены попарно встречно-параллельно, образуя три группы, причем вывод первой группы соединен с упомянутым соединительным проводом, а 5 выводы двух других групп посредством двухпроводов, каждый из которых пропущен через окно одного из двух дополнительных трансформаторов тока нулевой последовательности, объединены с выводом первой 10 группы,