Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под напряжением

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 892348(23) П риоритет ло делам изобретений и открытий(53) УДК 621.317.333(088.8) Дата опубликования описания 23.12.81(72) Авторы изобретения В .И.Лачин, А.К.Малина, В,П.Холодков В.А. Буняев ного ЗнаменирджсййиДэе Новочеркасский ордена Трудового Кр политехнический институт им.Серго(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯПОД НАПРЯЖЕНИЕМ Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к измерениям изоляции, и может быт ь и споль зовано для селективного измерения сопротивления изоляции разветвленных электрических сетей, изолированных от земли и находящихся под напряжением. Причем это напряжение может быть или постоянным, или изменяющимся в широких пре" делах и со сравнительно большими ско 1 О ростями или может быть переменным.Известно устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под напряжениемЩВ этом устройстве, осуществляющем селективный контроль сопротивления изоляции, вспомогательный источник постоянного напряжения подключается к контролируемой сети и на обе токо- ведущие шины одевается сердечник трансформатора. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора появляется лишь при возникновении короткого замыкания, Такое устройство позволяет обнаружить лишь возникновение короткого замыкания в сети и не позволяетзаметить медленное снижение сопротивления изоляции.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретениюявляется устройство для измерениясопротивления изоляции электрическихсетей, находящихся под напряжением.Устройство содержит вспомогательный источник постоянного напряжения,коммутатор, синхронизатор, тенераторзатухающей частоты, узкополосныйфильтр и индикатор. Это устройствопозволяет измерить сопротивление изоляции сетей, находящихся либо подпостоянным напряжением, либо под напряжением, изменяющимся в широкихпределах и с большими скоростями.Причем данное устройство позволяетосуществлять селективное измерениесопротивления изоляции разветвленныхсетей, обладающих суммарной емкостьюотносительно земли 23,3 8923Недостатком данного устройстваявляется его непригодность для измерения сопротивления изоляции сетейпеременного тока.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для измерениясопротивления изоляции электрическихсетей, находящихся под напряжением, 10: содержащее вспомогательный источникпостоянного напряжения, коммутатор,последовательно соединенные синхронизатор и генератор затухающих колебаний, последовательно соединенные уз,кополосный фильтр и индикатор, причемисточник постоянного напряжения черезкоммутатор соединен с контролируемойсетью, один из выходов синхронизаторасоединен с коммутатором, введен магнитный усилитель, к обмоткам возбуждения которого подключен выход генератора затухающих колебаний, к выходнымобмоткам магнитного усилителя подключен вход узкополосного фильтра.Магнитный усилитель выполнен надвух сердечниках, причем обмотки возбуждения соединены встречно, а дополнительные обмотки соединены согласнои нагружены на дополнительный резистор,На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг., 2 - временные диаграммы его работы.Устройство содержит вспомогательныи источникпостоянного напряжения,м35коммутатор 2, синхронизатор 3, ограничительный резистор 4, генератор 5напряжения контролируемой сети, магнитный усилитель на двух тороидальныхсердечниках 6 и 7 нагрузка 8 контро 40лируемой се; и, емкости 9, 10 от радиопомех и сопротивления 11, 12 изоляциитоковедущих шин, обмотки 13, 14 возбуждения, генератор 15 затухающих колебаний, выходные обмотки 16 и 17, узкополосный Фильтр 18, индикатор 19, дополнительные обмотки 20 и 2 1, дополнительный резистор 22.Устройство работает следующим об. разом,50Для осуществления селективногоконтроля сопротивления изоляции каждый фидер контролируемой сети содержит свай измерительный узел, предназначенный для измерения сопротивления изоляции данного фидера.Основным элементом измерительныхузлов является безгистереэисный маг 484нитный преобразователь, содержащиймагнитный усилитель на двух тороидальных сердечниках 6 и 7, охватывающих обе токоведущие шины каждогофидера.Вспомогательный источник 1 постоянного напряжения через коммутатор 2, управляемый синхронизатором3, подключен через ограничительныйрезистор 4 к одному иэ зажимов контролируемой среды. Коммутатор черезпромежутки времени, достаточные дляперезаряда емкостей 9 сети, осуществляет периодическую коммутацию вспомогательного источника 1. Напряжениена выходе коммутатора 2 показано нафиг. 2 а.Разностный ток, протекающий по проводам сети, охваченным магнитным усилителем содержит две составляющие:полезную - за счет действия вспомогательного регулярно-коммутируемогоисточника постоянного напряжения(фиг. 2 в) и мешающую - за счет действия напряжения контролируемой сети(фиг, 2 б) .Величина полезной составляющейтока после осуществления перезарядаемкостей сети от постоянного источника напряжения позволяет судить овеличине сопротивления изоляции фидера, Следует учитывать, что величина ограничительного резистора 4должна быть гораздо меньше общегосопротивления изоляции сети.Выделение полезной составляющейна фоне мешающей в случае, если напряжение контролируемойсети постоянное, производится как и в известномустройстве. Для выделения полезнойсоставляющей на фоне мешающей используют безгистереэисный магнитный преобразователь, к выходу которого подключен узкополосный фильтр 18,выделяющий основную гармонику импульсов,индуцируемых в выходных обмотках 16и 17 преобразователя. Безгистерезисный магнитный преобразователь состоитиэ генератора 15 затухающих колебаний,магнитного усилителя на двух тороидальных сердечниках 6 и 7, на которых находятся обмотки возбуждения 13и 14, выходные обмотки 16 и 17 и дополнительные обмотки 20 и 21 с под-.ключенным к ним дополнительным резистором 22.Причем обмотки возбуждения включены встречно по отношению к выходными дополнительным а дополнительные об892348мотки включены согласно по отношениюк выходным,В выходных обмотках преобразователя индуцируются импульсы напряжения,площадь которых пропорциональна разности соседних значений измеряемоготока, Эти импульсы, длительность которых мала по сравнению с их скважностью, воздействуют на узкополосныйфильтр 18, настроенный на первую гар о.монику коммутируемого напряжения. Вкачестве такого фильтра может бытьиспользован активный ВС-фильтр.Напряжение на выходе этого фильтра пропорционально полезной составляющей иэ змеряемого тока, а следовательно, ивеличине сопротивления изоляции фидера.Поясним теперь работу устройствав случае переменного напряжения конт- щролируемой сети. В этом случае насердечники 6 и 7 преобразователяпомимо постоянной полезной составляющей возд.йствует переменная мешающая составляющая,Полное значение индукции Ву,взаписываемой в сердечниках в режимебеэгистерезисного намагничивания, получается за счет суммирования элементарных приращений индукции ЬВу, получаемых при перемагничивании сердеч- зоников в процессе записи по несимметричным циклам.40 Степень несимметрии таких частныхциклов определяет величину элементарных приращений индукции и зависит отвеличины поля управления Н, создаваемого разности током, протекающимпо проводам сети, охваченными тороидальными сердечниками. Если помехаотсутствует и на сердечники действует только постоянная составляющаятока, т.е. Н= сопзй, то ьВ пропорциональны Нв линейной области безгистерезисной кривой намагничивания)и ЕйВ = ВВ пропорциональна Н,Если на сердечники преобраэователявоздействует только помеха, т.е,Н = Ч , то при условии, что поле,1создаваемое помехой, значительно50меньше коэрцити вной силы сердечников,й Вяг будут пропорци он ал ьны мгновеннымзначениям поля помехи и при достаточно большом числе элементарных й Вр.их сумма, т,е. В , будет стремиться53к нулю. Следует отметить, что частотазатухающих колебаний тока, создаваемыхгенератором затухающих колебанийдолжна быть не выше частоты помехи, 892348измерения сопротивления как в сетях постоянного, так и в сетях переменного тока.Формула изобретения1. Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под напряжением, содержащее вспомогательный источник постоянного напряжения, коммутатор, последовательно соединенные синхронизатор и генератор затухающих колебаний, последовательно соединенные узкополосный фильтр и индикатор, при,чем источник постоянного напряжения через коммутатор соединен с контролируемой сетью, один из выходов синхронизатора соединен с коммутатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен магнитный усилитель, к обмоткам возбуждения которого подключен выход генератора затухающих колебаний, к выходным обмоткам магнитного усилителя подключен вход узкополосного фильтра.2. Устройство по и.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что магнитный усилитель выполнен на двух сердечниках, причем обмотки возбуждения соединены встречно а дополнительные обмотки возбуждения соединены согласно, а дополнительные обмотки соединены согласно и нагружены на дополнительный резистор.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССРМ 279760, кл, Н 02 Н 3/16, 11,07.69.2. Авторское свидетельство СССРН Й 68191 кл, 6 01 К 27/00, 31.07.73892348 Составитель Техред С. И Панцерниковнова Ко Н.Пушненко е тор О, Бил Подпис пиал ППП "Патент",г, Ужгород, ул. Проектная акаэ 11244/67 Тираж 735 ВНИИПИ Государственного к ло делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс