Устройство для контроля сопротивления изоляции и уровня напряжения линий электропередачи

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК К 27/18 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПРО- ЯЖЕНИЯ во СССР 18 197 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 07.10.86. Бюл. У 37 (71) Днепропетровский горный институт им, Артема(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И УРОВНЯ НАПРЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ,(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться для контроля изоляции иуровня напряжения линий электропередачи (ЛЭП), Цель изобретения в расширение функциональных возможностей -достигается путем контроля, кромесопротивления изоляции, также и уровня напряжения ЛЭП, Для этого в устройство введен источник постоянного2624напряжения, а в коммутатор устройства введены пять диодов 7, 8, 9, 18, и 19, три эталлоных резистора 20-22, два реле 11 и 13 постоянного тока с контактами 12 и 14, два ограничивающих резистора 16 и 17 и оптрон 15На чертеже также показаны ЛЭП 1, шины 2, выключатель 3 с аппаратом 4 повторного включения, блок 5 коммутации, коммутатор 6, источник 10,15кнопка Пуск 23, формирователи 24 и25, элементы 26 - 28 задержки, элементы И 29 - 34, инверторы 35 в ,триггеры 38 и 39, элемент ИЛИ 40,третье реле 41 с контактом 42, сигналиэатор 43, блок 44 сигнализациии управления, трансформатор 45, диоды 46-49 мостового выпрямителя, зажимы 50-52 для подключения ЛЭП, 3з.п.ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля изоляции иуровня напряжения линий электропередачи.Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей путемконтроля, кроме сопретивления изоляции, также уровня напряжения линииэлектропередачи,На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит линию 1 электропередачи (ЛЭП), подключенную к шинам 2 подстанции с помощью выключателя 3, снабженного аппаратом 4 повторного включения АПВ), блок 5 коммутации, коммутатор 6, первый 7, второй 8 и третий 9 диоды, источник 10постоянного тока, первое реле 11 тока с контактами 12, второе реле 13тока с контактами 14, оптрон 15, первый 16 и второй 17 ограничивающие резисторы, четвертый 18 и пятый 19 диоды, первый 20, второй 21 и третий 22эталонные резисторы, кнопку 23 "Пуск",первый 24 и второй 25 формирователиимпульсов, первый 26, второй 27 итретий 28 элементы задержки, первый29, второй 30, третий 31, четвертый32, пятый 33 и шестой 34 элементыИ, первый 35, второй 36 и третий 37инверторы, первый 38 и второй 39 Ртриггеры, элемент ИЛИ 40, третье реле 41 с выходными контактами 42, сигнализатор 43, блок 44 сигнализациии управления,Источник 1 О постоянного тока содержит трансформатор 45, первичнаяобмотка которого подключена к цепи 2Эпитания, мостовой выпрямитель, состоящий из диодов 46 - 49, вход которого соединен с вторичной обмоткойтрансформатора 45. Отрицательный и 5 положительный выводы мостового вып-рямителя соединены с отрицательнымвыводом источника 10 постоянного тока. Первый 50, второй 51 и третий 52зажимы для подключения к контроли- Оруемои сети соединены с входами блочка 5 коммутации.Выходы коммутатора 6 соединенй свходами первого. 7, второго 8 и третьего 9 диодов, которые соединены взвезду, нулевая точка которой соединена с отрицательным выводом источника 10 постоянного тока, положительный вывод которого соединен с первымивыводами входной и выходной цепей О оптрона 15, а также с первым выводомцепи управления первого реле 11 тока,второй вывод цеи управления .которогосоединен с вторым выводом выходнойцепи оптрона 15 и первым выводом первого ограничивающего резистора 16,второй вывод которого соединен с входом четвертого диода 18, выход которого соединен с общей шиной, Второйвывод входной цепи оптрона 15 соедиЗОнен с первым выводом цепи управлениявторого реле 13, второй вывод цепиуправления которого соединен с первым выводом второго ограничивающегорезистора 17, второй вывод которого 35 через пятый диод 19 соединен с нулевой точкой звезды первого 20, второго21 и третьего 22 эталонных резисторов, первые выводы которых соединеныс соответствующими выходами коммута 40 тора 6. Выход первого формирователя126224 импульсов соединен с входом первого элемента 26 задержки, первым вхо -дом четвертого элемента И 32 и Рвходами первого 38 и второго 39 Ртриггеров, Выходной контакт 12 первого реле 11 тока соединен с входомпервого инвертора 35 и вторым входомвторого элемента И ЗО.Выходные контакты 14 второго реле13 тока соединены с входом второгоэлемента 27 задержки и входом второгоинвертора 36, Выход второго элемента27 задержки соединен с нервен входами первого 29 и второго 30 элементов И, Выход первого инвертора 35 5соединен с вторым входом первого элемента 29 И, выход которого соединенс С-входом первого Р-триггера 38.Выход второго элемента И 30 соединенс С-входом второго Р-триггера 39. 20Выход второго инвертора 36 соединенс первым входом третьего элементаИ 31, второй вход которого соединенс прямым выходом первого Р-триггера38, инверсный выход которого соединен 25с вторыми входами пятого 33 и шестого34 элементов И, третьи входы которыхсоединены с инверсным выходом второгоР-триггера 39. Выход третьего элемента И 31 соединен с входом второго 30формирователя 25 импульсов, входомтретьего инвертора 37 и первым входомсигнализатора 43. Первый, второй,третий входы пятого элемента И 33 соединены с выходом первого элемента26 задержки. Выход третьего инвертора 37 соединен с вторым входом чет-.вертого элемента И 32, выход которого соединен с первым выходом блока 44сигнализации и управления. Выход пятого элемента И 33 соединен черезтретий элемент 29 задержки с первымвходом шестого элемента И 34, Цепьуправления третьего реле 41 соединена последовательно с выходом пятого элемента И 33. Выходные контакты42 третьего реле 41 включены последовательно в цепь питания источника 10постоянного тока. Второй и третийвходы сигиализатора 43 соединены свыходом шестого элемента И 34 и прямым выходом второгоР-триггера 39соответственно, Выход второго формирователя 25 импульсов предназначен,для подключения,к цепи включениявыключателя 3 линии 1, Выход элемента ИЛИ 40 предназначен для подключения к цепи блокировки АПВ 4,415 4Устройство работает следующим образом,Устройство может осуществлятьконтроль как автоматически путем подачи сигнала от устройства АПВ 4,так и путем ручного управления принажатии кнопки 23 Пуск.При отключении линии 1 от шин 2подстанции выключателем 3 срабатывает АПВ 4 и подают сигнал на первыйформирователь 24 импульсов, которыйформирует импульс, длительность которого определяется необходимьм временем для контроля состояния линии, Свыхода формирователя 24 импульс черезчетвертый элемент И 32 поступает вцепи управления коммутатора 6 и наР-входы три геров 38 и 39. Коммутатор 6 подключает блок 5 коммутациик линии 1. ЭДС выбега электродвигателей, подключенных к ликии 1, вызывает протекание токов 1 1 и ЕТок 1, протекает по цепи : нулеваяточка звезды диодов 7 - 9, входнаяцепь оптрона 15, входная цепь второго реле 13 тока, второй ограничивающий резистор 17, пятый диод 19,нулевая точка эталонных резисторов20 - 22Величина тока 1 определяется поформулеОв 67 цлК + К + (1)га 1 Еэт Ргде П - линейное напряжение в ЛЭП;К, - сопротивление второго ограничивающего резистора 18тКтК,г К, +К, К +К Кполное сопротивление звездыэталонных резисторов относительно нулевой точки звез-.ды диодов 7 - 9;К - сопротивление цепи управлеадния второго реле 13 тока.Ток 1 протекает по цепи; нулеваяточка звезды диодов 7 - 9, параллельно соединенные цепь управления первого реле 11 тока и выходная цепьоптрона 15, первый ограничивающийрезистор 16, четвертый диод 18, земля, сопротивление изоляции относительно земли,Величина тока 1 равна0,67 Г,К + а 1 Копт +огР К + К цР 1 опт,6 ичин где Й - сопротивление первого орогР)ганического резистора 16;Е - сопротивление цепи управОления первого реле 1 то-.ка5 Вср 1 + р К + й. ЕЬ 6Д С полное сопротивление .изоляции.линии относительно 1 Оземли;сопротивление выходной цеаптпи оптрона 15,Величина тока 1 протекающего по цепи управления первого реле 11, равна 1 К + В.+ В. 0,67 ЦЕъут гагр +ЕРследним можно пренебречь . определяет погрешность контроля сопротивления изоляции линииЗадавшись допустимой погрешностью З 5 можно получить Бл з, ) ниже которой следует подавать напряжение от источника 10 постоянного токаВеличина Пла принимается за приемлемый уровень напряжения выбега электродвигателей, подключенных к линии, при котором линия безопасно для электродвигателей и электрооборудования может быть подключена к шинам подстанции.Таким образом, в пределах заданной погрешности ток, протекающий по цепи управления первого реле 11 тока, не зависит от уровня напряжения в лиЕсли уровень напряжения не нике определенной величины Блопределяемой допустимой погрешностью контроля сопротивления изоляции, то сработает второе реле 13 тока и замкнет свои выходные контакты 14, При этом через 55 инвертор 36 на входе третьего элементаИ 31 установится уровень логического )О", а на первые входы первого 15 Ф0,67 11Е +К +К +огрр+ гК(3)Сопротивление оптрона обратно пропорционально току, протекающему поего входной цепи1(4)1где К - коэффициент передачи.В свою очередь, 1, прямо пропорционален напряжению в линии.Подставив значеиия 1 из уравнения1(1) в уравнение (4) и значение йиз:уравнения (4)в уравнение (3),получим 29 .и второго 30 элементов И черезвтор й 27 элемент задержки поступитуровень логической "1". Элемент 27задержки задержит поступление уровня логической на время окончанияпереходных процессов. Если сопротивление изоляции линии 1 относительноземли соответствует допустимой вели-.чине, то реле 11 не срабатывает иего выходные контакты 12 останутсяразомкнутыми. На выходе первого элемента И 29 установится уровень логической "1", которая поступит на Свход первого 0-триггера 38, которыйперейдет в состояние логической "1".С прямого выхода первого В-триггера38 логическая поступит на второйвход третьего элемента И 31 и будеттам оставаться до окончания импульсас формирователя 24, Если же за времядействия импульса с формирователя 24уровень напряжения в линии снизитсядо допустимой величины Ус точкизрения безаварийного подключения клинии 1 электродвигателей и электрооборудования, то реле 13 тока отпустится и разомкнет свои контакты 14.На первом входе третьего элементаИ. 31 появится уровень логической "1",в результате чего и на его выходетакже появится логическая "1", которая запустит второй формирователь 25импульсов н поступит на первый входсигнализатора 43, который укажет насоответствие сопротивления изоляции линии 1 допустимой величине. Импуль/с формирователя 25 поступит в включающую цепь выключателя 3, который подключит линию 1 к шинам 2 подстанции. Одновременно на втором входе четвертого элемента И.32 появится уровень логического "О", На его выходе также установится логический "О". В результате коммутатор 6 отключит устройство от линии .Если уровень сопротивления изоля О ции линии 1 относительно земли ниже допустимой величины, ток 3 , протез кающий по цепи управления первого реле 11 тока станет выше его тока срабатывания, поэтому реле 11 тока сра ботает и замкнет свои контакты 12, В этом случае на второй вход второго элемента И 30 поступит логическая "1" и с его выхода она поступит на С-вход второго триггера 29, с прямо го выхода которого уровень логической "1" поступит на третий вход сигнали-, затора 43, который укажет на повреждение изоляции линии 1 и на второй вход элемента ИЛИ 40,. с выхода кото рого поступит сигнал в цепь блокировки АПВ 4. Если в течение времени, определяемого временем элемента 26 задержки, на второй и третий входы пятого элемента И 33 не поступят ло- З 0 гические 0 с инверсных выходов первого 38 и второго 39 В -триггеров, то напряжение в линии 1 недостаточно для контроля сопротивления изоляции линиис допустимой погрешнос тью, и реле 13 не сработает. По окончании задержки на первом входе пятого элемента И 33 с формирователя 24 появится уровень логической "1". С выхода пятого элемента И 33 уровень 40 логической поступит в цепь управления реле 41, которое замкнет сваи выходные контакты 42 в цепи питания источника 10 постоянного тока, который подает напряжение в лн нию 1.Формула изобретения501, Устройство для контроля сопротивления изоляции н уровня напряжения линий электропередачи, содержащее блок коммутации, блок сигнализации и управления, первый, второй н третий зажимы для подключения к контролируемой сети, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,15 8в него введен источник постоянного напряжения, первый, второй и третий входы блока коммутации соединены со ответственно с первым, вторым и третьим зажимами,для подключения к контролируемой сети, четвертый вход блока коммутации соединен с первым выходом блока сигнализации и управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами сетевого выключателя и аппарата повторного включения, вход блока сигнализации и управления соединен с выходом аппарата повторного включе 4 ния, выход блока коммутации соединен с входом источника постоянного напряжения, выход которого соединен с . пятым входом блока коммутации,2. Устройство по п.1; о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок коммутации содержит коммутатор, первый,второй, третий, четвертый и пятыйдиоды, первый, .второй и третий эталонные резисторы, первое и второереле тока, первый и второй ограничивающие резисторы, оптрон, прием аноды первого, второго и третьего диодов и первые выводы первого, второгои третьего эталонных резисторов сое"динены соответственно с первым, вторым и третьим выходами коммутатора,первый, второй и третий входы которорого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блокакоммутации, а управляющий вход - счетвертым входом блока коммутации,первые выходы входной н выходной цепей оптрона соединены с первым выводом обмотки первого реле тока ис пятым входом блока коммутации, выход которого соединен с катодами соединенных в звезду первого, второгои третьего диодов, второй вывод выходной цепи оптрона соединен с вторымвьводом обмотки первого реле тока ис первым выводом первого ограничивающего резистора, второй вьвод которого соединен с анодом четвертого диода, катод которого соединен с общейшиной, второй вьвод входной цепиоптрона соединен с первым выводомобмотки второго реле тока, второй вывод которой соединен с первым выводом второго ограничивающего резистора, второй вывод которого соединен санодом пятого диода, катод которогосоединен с вторыми выводами эталонных резисторов,.Заказ 5423/43 . Тираж 728 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 93, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что источник постоянного напряжения содержит. трансформатор и мостовой выпрямитель, вход которого соединен с выводами вторичной обмотки трансформатора, выводы первичной обмотки которого соединены с питающей сетью, положительный и отрицательный выводы мостового выпрямителя соединены соответ ственно с выходом и входом источника постоянного тока. 4, Устройство но п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок сигнали зации и управления содержит кнопку Пуск, первый и второй Формирователи импульсов, первьй, второй и третий ,элементы задержки, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый, второй и третий инверторы, первый и второй. 3 -триггеры, элемент ИЛИ, реле и сигнализатор, причем вход первого формирователя импульсов соединен с первым 25 выводом кнопки Пуск ц входом блока сигнализации и управления, а выход - с входом первого элемента задержки, первым входом четвертого элемента И и Э -входами первого и второго Э - 30 триггеров, выходной контакт первого реле тока соединен с входом первого инвертора и вторым входом второго элемента И, выходной контакт второго реле тока соединен с входами второго инвертора и второго элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И,выход первого инвертора соединен свторым входом первого элемента И, выход которого соединен с С-входой первого О-триггера, выход второго элемента И соединен с С-входом второгоП-триггера, выход второго инверторасоединен с первым входом третьегоэлемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого Э -триггера, инверсный выход:которогосоединен с вторыми входами пятого ишестого элементов И, третьи входыкоторых соединены:с инверсным выходомвторого В-триггера, выход третьегоэлемента И соединен с входами второгоФормирователя импульсов, третьегоинвертора и сигнализатора, первыйвход пятого элемента И срединен свыходом первого элемента задержки,выход третьего инвертора соединен свторым входом четвертого элемента И,выход которого соединен с первым выходом блока сигнализации и управления,выход пятого элемента И соединен через третий элемент задержки с первымвходом шестого. элемента И и непосредственно с первым выводом обмоткиреле, второй вывод которой соединенс общей шиной, второй вход сигнализатора соединен с выходом шестогоэлемента И, первым входом элементаИЛИ, а третий в .с прямым выходом второго Э -триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединенс третьим выходом блока сигнализациии управления, вторые контакты токовыхреле соединены с вторым выводом кнопки "Пуск".