Способ измерения сопротивления изоляции и емкости электрических сетей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЩИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 866 1) С 01 К 27/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСНОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ность способа заключ что подают в контрол единичнын скачок и пряжения постоянно Р 12 данное время в течен процесса установлени напряжения на импеда/ во СССР1983. ОТИВЛЕ- КТРИЧЕСКИХ рывают поступление СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОП ЗОЛЯ 1 ИИ И ЕМКОСТИ ЭЛ(54 НИЯ СЕТ (57 пряжеряют я на импеданс запоминают мг ние этого напряжен зобре изоляции, через априор время после этого изме нают второе мгновенное мерительного напряжени изоляции в переходном да емкости сети, после скорость разряда емкос чего изменяют скорость ие от е и м ерени осится к измерижет быть использначений сопрозаданн тел ои техни о для из яют и запоми значение изна импеданс вл ния изол х сетей. ие точно емкости электризобретения - поерения сопротиви роцессе разрчего изменяют ы ти изм ния изоляции и емкости элек еи сети, после разряда измериемкость сети,ских сетеи относитель меющи ольши ост тельного напряжения н остига путем исключения необходимостиделять момент достижения экстреизмерительным сигналом на импедизоляции, что в условиях медленрастающих сигналов при большихстях сети вызывает существенноеличение погрешности измерения,риорно за апоминают ное время изм етье мгновенн опре- мума ряют начение измерительного напряжения ЯЪ Об но напереходном процессе разряда емкостисети и по соответствующим формуламопределяют величины сопротивления изляции и емкости сети. 2 ил,ем щ хо же мости определять момент д я экстремума измерительнь ится к измерительбыть использовано зобретение отн технике и може сигналом на импедансе изоляций.Способ состоит в том, что подают в контролируемую сеть единичный ска чок измерительного напряжения постоянного тока, дополнительно через априорно заданное время в течение переходного процесса установления ний сопротивленияэлектрических сетей.я является повьппения сопротивленияэлектрических сеизмерения значеяции и емкости елью изобретени о ости изме ние изо емкос яции имею ольшие емкости относи путем исключения необ тельно земли,(21) (22) (46) (72) (53) (56) В 11 4643 198/21 26,01.89 30.03.91. Бюл. Л.Н.Карпиловск 621,317.377(08 Авторское свил 3920, кл. С 01 ается в том, ируемую сеть ерительного натока, через заие переходного я измерительного нсе изоляции презмерительного наизоляции, изменовенное значена импедансеизмерительного напряжения на импедансе изоляции прерывают поступление измерительного напряжения, измеряютмгновенное значение этого напряженияна импедансе изоляции, через вторично априорно заданное время послеэтого измеряют и запоминают второемгновенное значение измерительногонапряжения на импедансе изоляции впереходном процессе разряда емкостисети, после чего изменяют скоростьразряда измерительного напряжения наемкости сети, через априорно заданное время, равное заданному времениразряда емкости сети на предшествующем этапе, измеряют и запоминают третье мгновенное значение измерительного напряжения в переходном процессе разряда емкости сети и определяют величины сопротивления изоляциии емкости сети по выражениям Цз 1 п -1 п -30 где К сопротивление дополнительного резистора, шунтирующего сопротивление изоляции и создающего условиядля увеличения скоростиразряда емкости сети;первое измеренное мгновенное значение измерительного 0напряжения после прерывания его поступления на импеданс изоляции,второе и третье измеренныемгновенные значения измерительного напряжения на импедансе изоляции и в процессе разряда емкости сети;априорно заданное время между измерениями мгновенных 50значений напряжений,В качестве априорно известной величины, направленно изменяющей скорость разряда емкости сети в процессе ее 55 разряда, используется дополнительно вводимый резистор с известной величиной К сопротивления. На фиг, 1 изображена эквивалентная схема измерительной цепи устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - устройство, реализующее способ.Как известно, выражение для определения текущих значений напряжения на емкости при ее разряде для таких цепей записывается как-("х С хУ = Б, е (1)где У- напряжение на емкости С х вначальный момент времениразряда, фиксируемое сразупосле прерывания поступления измерительного напряжения на импеданс изоляции,- время.Выражение (1) характеризует процесс измерения величины 11(й)/на первом этапе разряда емкости Сх. На втором этапе разряда емкости Сх, когда сопротивление КХ будет шунтирОвано добавочным сопротивлением К, это выражение приобретает следующйй вид:С11 Ц е й хп Сх(2)где У - мгновенное значение измери 2тельного напряжения на импедансе изоляции после подключения параллельно ему сопротивления К(при учете сопротивления искусствен-. ной нулевой точки во все выражениявместо К подставляется величина К=Кит= К +, где К - сопротивле 3ние каждого из трех резисторов, об-разующих "звезду" искусственной нулевой точки);Кх ГВ. = " - величина парали К +Клельного сопротивления изо"ляции и дополнительного сопротивления К.Исходя из выражения (1), можно записать величину мгновенного значе" ния измерительного напряжения на импедансе изоляции через априорно заданное времякак- 1/ КпСх- Нее (3)а через такое же время й = 1 дпосле3шунтирования сопротивления изоляцииКх сопротивлением К как55 163э нх (4)3 2Выражения (3) и (4) можно переписать следующим образом относительно 12 и Сз, причем по условиюз:КхСх1 п 02/11(5)."-2. .Е . с 1 п , (б)К+К " 02Приравнивая выражения (5) и (6)друг другу и решая относительно Кх,получ им13 э1 п - ,К=К(-1),1 п -Б Подставляя выражение (7) в выражение (5) и решая его относительно Сх, получаем Устройство для измерения сопротивления изоляции и емкости электрических сетей, реализующее способ, состоит из источника 1 измерительного напряжения постоянноготока, аналоговых ключей 2-5, сопротивлений 6 и 7, элементов запоминания (статических триггеров) 8-10, переключателя 11, задатчиков 12-14 временных интервалов (таймеров), вычислителя 15,.аналоговых запоминающих элементов 16-18, индикаторов 19 сопротивления изоляции и 20 емкости сети, блока 21 искусственной нулевой точки, блока.22 .формирования пауз, ключа 23, развязывающего блока 24, элементов 25 и 26 задержки, одновибраторов 27 и 28, логических элементов ИЛИ 29 и 30, конденсатора 31, клемм 32-35.Кроме того, на фиг. 2 изображены участок 36 трехфазной сети переменного тока (сопротивления изоляции фаз А, В и С и их емкостей относительно корпуса КХд, Ку, Куи Сув и С, которые для измерительного сигнала представляют собой параллельное включение).Устройство работает следующим образом.После подключения устройства к контролируемой сети замыкается выключатель 23 (первый запуск) и скачок напряжения через конденсатор 31 30 35 40 45 50 и логический элемент ИЛИ 30 поступает на первый вход статического триггера 8, переводя его в положение "2", при котором замыкается аналоговый ключ 2, и на вход задатчика 12 временных интервалов. В результате в контролируемую сеть от источника 1 напряжения постоянного тока через сопротивление 6 и блок 21 ис-, кусственной нулевой точки начинает поступать единичньп скачок измерительного напряжения, заряжающий емкость сети Сх, а н задатчике 12 временных интервалов начинается отсчет заданного времени , поступает на вход задатчика 13 временного интервала, где начинается заданный отсчет времени С 2 первого этапа разряда емкости Сх на сопротивление изоляции К х.По истечении априорно заданного указанного времени Сна выходе задатчика 13 временного интервала появляется сигнал, которьп 1 переводит статический триггер 9 в положение "2", обеспечивающее замыкание аналогового ключа 5 и тем самым подключение параллельно сопротивлению изоляции добавочного сопротивления К (величи 3 на сопротивления блока 21 искусственной нулевой точки по сравненнию с К мала и ею можно для большей ясности изложения либо пренебречь, либо учесть ее в величине сопротивлеКнтния К = К- +). Одновременно сиг 3 3нал с выхода задатчика 13 временного интервала поступает на первый вход статического триггера 10, переводя его в положение "2", обеспечивая тем самым переключение в переключателе 11 входа с первого выхода на второй выход. Кроме того, указанный сигнал с выхода задатчика 13 через элемент 25 задержки и. через второй вход элемента ИЛИ 29 поступает на вход одновибратора 27, вызывая снова замыкание аналоговогоключа 3. Время задержки в элементе 25 выбрано таким, чтобы обеспечить предварительное переключение в переключателе 11, прежде чем замкнется аналоговый ключ 3,Таким образом, на аналоговый запоминающий элемент 17 поступает мгновенное значение измерительного напряжения на импедансе изоляции в процессе разряда емкости С, соответ 1638660ствующее окончанию первого этапа разряда, т.е. напряжение 11,Так как сигнал с выхода задатчика 13 поступил одновременно и на входзадатчика 14 временных интервалов, топо истечении априорно заданного времени й = 2 на выходе задатчика 14появится сигнал, который поступит навход блока 22 Формирования пауз и наодновибратор 28, переводя его в неустойчивое состояние, что обеспечивает замыкание аналогового ключа 4, В.результате этого на аналоговый запоминающий элемент 18 поступает напряжение, соответствующее концу второ"го этапа разряда емкости сети С,т.е. напряжение 09.Таким образом, на первый, второйи третий входы вычислителя 15 поступят значения напряжений У , П 2 и БСигнал с выхода задатчика 14 через элемент 26 задержки поступаети на четвертый вход вычислителя 15,и на вторые входы статических триггеров 9 и 10, переводя их в исходное положение "1", при котором аналоговый ключ 5 размыкается, а переключатель 11 переходит в исходноеположение "1", когда его вход замкнут на первый выход,Сигнал, поступивший на вход вычислителя 15, дает команду на определение величин сопротивления изоляЦии КХ и емкости сети Сх по выражениям (7) и (8),Результаты после определения укаэанных величин поступают на индикаторы 19 и 20 соответственно.Сигнал же с выхода блока 22 Вормирования пауз, который может. бытьвыполнен и в виде одновибратора, ив виде задатчика временного интервала (по.выбору разработчика), послеистечения заданного времени поступает на второй вход логического элемента ИЛИ 30, с выхода которого онпоступает на первый вход статическоготриггера 8 и вход задатчика 12 временного интервала, начиная тем самым новый цикл измерения. Пребываниеодновибраторов 27 и 28 в неустойчивом состоянии выбирают значительноменьшим временных интервалов 2 и55Формула изобретения Способ измерения сопротивления изоляции и емкости электрических се)11 з 11 гК (1 п- 1 п - )е - сопротивление дополнительного резистора, шунтирующего сопротивление изоляции исоздающего условия для увеличения скорости разряда емкости сети;- первое измеренное мгновенное значение измерительногонапряжения после прерыванияего поступления на импедансе изоляции;второе и третье измеренныемгновенные значения иэмегде К 2 ф рнтельного напряжения наимпедансе изоляции в процестей, в котором в контролируемую сетьподают единичный скачок измерительного напряжения постоянного тока, втечение переходного процесса установления измерительного напряженияна нмпедансе изоляции сети в заданный момент времени от начала этогопроцессаизмеряют и запоминают мгновенное значение падения измерительного напряжения на импедансе изоляциисети, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения точности измерения сопротивления изоляции и емкости электрических сетей, имеющихбольшие емкости относительно земли,дополнительно в этот момент прерываютпоступление измерительного напряженияна импедансе изоляции, через вторичноаприорно заданное время после этогоизмеряют и запоминают второе мгновенное значение измерительного напряжения на импедансе изоляции в переходном процессе разряда емкости сети, после чего увеличивают скоростьразряда измерительного напряженияна емкости сети через время, равноезаданному времени разряда. емкостисети на предшествующем этапе, измеряют и запоминают третье мгновенноезначение измерительного напряжения впереходном процессе разряда емкостисети, а определение величины сопротивлениЯ изолЯции Кх и емкости Скосуществляют по Формулам1638660 Составитель Н.Шияновактор М.Циткина ТехредА.Кравчук Корректор М,немчик Заказ 926 Тираж 413ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и о 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,одписн и ГКНТ СС ыт гарина, 101 оиэводственно-издательский комбинат Патент , ; У рг Ужго од се разряда емкости сети;априорно заданное время 1Яъ 5 между измерениями мгновецных значений напряжений.