Устройство опережающего контроля сопротивления изоляции ответвлений электрических сетей с изолированной нейтралью

(51)5 С 01 К 27 18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ Н АВТОРСКОМУ ч 430/24-211,876.90. Бюл. 9 ескийаченко скии по ехни Д.И. Т(57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля сопротивле.пя изоляции сетей с изолированной нейтралью. Цель - повьппеццпомехоэащишецности, достоверности,расширение Функциональных воэможностей иобласти применения. Устройство содержит ввод 1, силовой коммутируюций аппарат 2, контролируемое ответвление1573433 3 сети, эквивалентное сопротивление 4 изоляции и емкость 5 относительно земли, источник б постоянного напряжения, блокировочное реле 7, источник 8 переменного тока, заградительный фильтр 9, блок 10 включения, блок 11 выдержки времени, механизм 12 привода включения,. блок 13 коммутации измерений, блок 14 контроля переменноИзобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля ,сопротивления изоляции отключенных выключателем ответвлений электрических сетей с изолированной нейтралью, в частности для контропя кабельных ответвлений электрических сетей в горной промышленности.Цель изобретения - повышение достоверности,.помехозащищенности контроля25 и расширение функциональных возможностей за счет контроля режима пробоя междуфазной изоляции и контроля изоляции при отключенной нагрузке.Иа.фиг. 1 и 2 представлены соответственно принципиальная электрическая и блок-схема устройства.Устройство содержит ввод 1 силовой коммутирующий аппарат 2, контролируемое ответвление сети 3 с эквивалентным сопротйвлением 4 изоляции и ем костью 5 относительно земли, источник 6 постоянного напряжения, состоящий из четырех вентилей, включенныхпо мостовой схеме, блокировочное реле 7, источник 8 переменного синусоидального40 напряжения, заградительный Фильтр 9, блок 10 включения, блок 11 выдержки времени, механизм 12 привода включения, блок 13 коммутации измерений иа 5 блок 14 контроля .переменного напряжения, Первый вход .блока 13 соединен с первым выходом источника 8, второй вход - с тремя фазами электрической сети, третий вход - " третьим выходом блока 10, первый выход соединен с вторым входом заградительного фильтра 9, второй выход - с четвертым входом блока 11 выдержки времени, а выход оперативного переменного тока с входами питания блоков 10 и 11,.источни ка 6 и блокировочного реле 7, первые вход и выход которого соединены с.вторыми выходом и входом блока 10, второй го напряжения. Устройство позволяетосуществлять контроль сети до подачина него напряжения, осуществляет блокировку включения сети при уровне изоляции ниже допустимого и при обрывеодной из фаз, позволяет осуществлятьконтроль сопротивления изоляции приотключеннбй нагрузке. 4 з,п, ф-лы,2 ил. вход блокировочного реле 7 соединен с выходом источника 6, а третий - с выходом заградительного фильтра 9, первый вход которого соединен с вторым выходом источника 8, первый .вход которого через блок 14 соединен с тремя Фазами контролируемого присоединения, выход блока 14 соединен с вторым входом блока 11, первый вход и второй выход которого соединены с первыми выходом и входом блока 10 соответственно, а первый вход - с входом механизма 12.Источник 8 содержит три однофазных трансформатора 15-17, начала вторичных обмоток которых соединены с соот-. ветствующими фазами контролируемого присоединения, а соединенные вместе коны являтся вторым выходом источника 8, первичные обмотки соединены параллельно и их выводы являются первым выходом источника 8, в случае контроля изоляции при отключенной между-. фазной нагрузкой на присоединении первичные обмотки трансформаторов соединены в треугольник, три.вывода которого являются выходом источника 8.Заградительный фильтр 9 содержит высоковольтный блок-контакт 18, резисторы 19 и 20, конденсатор 21, два вентиля 22 и .23, причем высоковольтный блок-контакт 18 размыкающим контактом соединен с первым выводом резистора 19, второй вывод которого соединен. с заземлителем и вторым выводом конденсатора 21, первый вывод конценсатора 21 соединен с подвижным контактом высоковольтного блок-контакта 18 и катодом вентиля 22, замыкающий контакт высоковольтного блок.-контакта является первым входом заградительного фильтра 9, а второй его вход - входом управления высоковольтного блок-контакта 18, анод вентиля 22 через резис35 5 157343тор 20 соединен с выходом заградительного фильтра и катодом вентиля 23,анод которого соединен с заземлителем.Блокировочное реле 7 содержит кнопки 24 и 25 проверки и сброса, резисторы 26 и 27, омметр 28, реле 29 утечкии реле 30 самоблокировки с сигнальнойлампой 31, управляемые контакты 32 и33, третий вход блокировочного реле 7соединен через включенные последовательно кнопку 24 и резистор 26 с заземлителем и через включенные последовательно резистор 27 и омметр 29 - с)5первым выводом реле 29, причем резистор 27 шунтирован нормальноэамкнутымконтактом 33, вход управления которогоявляется первым входом блокировочногореле 7, второй вывод реле 29 является 20вторым входом блохировочного реле 7,а первый вывод черезнормально замкнутый контакт реле 30 соединен с заземлителем, реле 30 соединено с входомпитания блокировочного реле 7 одним .25выводом непосредственно, а другим -через соединенные последовательно контакт реле 29, собственный нормальнозамкнутый контакт и кнопку 25, причемсобственный контакт и кнопка 25 шунтированы управляемым контактом 32,вход управления которого является четвертым входом блокировочного реле 7.,параллельно реле 30 присоединена сигнальная лампа 31,Блок 13 содержит электромагнитный контактор 34, реле 35 высоковольтного блок-контакта 36 коммутирующего аппарата, контакт 37 промежуточного реле 40 и ключ 38, трехфазный трансформатор 39 напряжения, первичные обмотки которого соединены с тремя Фазами электрической сети и являются. вторым входом блока 13, а вторичные. обмотки че рез размыкающие блок-контакты 36 соединены с подвижными контактами электромагнитного контактора 34, неподвижные контакты которого являются первым входом блока 13, два неподвижных кон . такта электромагнитного контактора 34 соединены через последовательно соединенные обмотку электромагнитного контактора 34 и контакт 37, вход упРавления которого является третьим 55 входом блока 13, а также соединен через последовательно соединенные ключ 38 и реле 35 и являются выходом оперативного переменного напряжения. 3 6Устройство работает следующим образом.После отключения высоковольтного аппарата замыкаются его блок-контак" ты 36, и оперативное переменное напряжение поступает в блоки с вторичной обмотки трансформатора 39 блока 13. Если схему контроля сопротивления изоляции предполагается использовать для подачи напряжения контроля то ключ 38 в цепи электромагнитного контактора 34 включен, Последним при этом включается блок-контакт 18, замыкая цепь контроля реле 29 блока 7 Через сопротивление 4 изоляции начинает протекатьпостоянный оперативный ток, обусловленный источником 6 постоянного оперативного напряжения по следующей цепи;плюс источника 6, обмотка реле 29 блока 7, ометр 28, размыкающиц контакт33, резистор 27 .элемента заглубленияуставки, выход заградительного фильтра 9 (вентиль 23) резистор 20 (вентиль 22 и подвижный контакт блок-контакта 18), нулевая точка звезды высоковольтных. обмоток трансформаторов15-17 источника 8, обмотки трансформаторов 15-17 источника 8, ответвление сети 3, сопротивление 4 изоляции,земля, заземлитель, минус источника 6постоянного напряжения. При снижениисопротивления изоляции ниже установленной величины с некоторой выдержкой времени, величина которой выбираетсяс учетом необходимости отстройки отпереходных процессов в сети, срабатывает реле 29. Вследствие этого блокируется возможность включения коммутирующего аппарата в блоке 10 а также подачи переменного испытательного напряжения на изоляцию. Если сопротивление изоляции, контролируемое на постоянном напряжении, вьппе допустимогоуровня, то возможно произвести включение испытательного переменного напряжения на изоляцию сигналом от блока10. Нормально-замкнутый контакт 33 вцепи реле 29 размыкается, вследствиечего сопротивление в цели реле иэ-запоследовательно включенного резистора27 значительно увеличивается, эаглубляя уставку реле. Нормально разомкнутый контакт 37 замыкает цепь питанияэлектромагнитного контактора 34 блока13. Контактор включается и подает напряжение на первичные обмотки источника 8. На вторичных обмотках источника 8 возникает переменное напряжение, 1573433равное рабочему фазному, которое прикладывается к изоляции по цепи: обмотка трансформаторов 15-17 источника 8, соответствующая фаза ответвления сети 3, сопротивление 4 изоляции и емкость 5 5, земля заземлитель, конденсатор 21 фильтра 9, блок-контакт 18 второй выход источника 8. Некоторая часть переменного тока выпрямляется шунтирующим вентилем 23 фильтра 9 и проходит по цепи: катод вентиля 23, резистор 20 и вентиль 22 заградительного фильтра 9, блок-контакт 18, второй выход источника 8, Эта часть тока очень неве лика, так как сопротивление резистора 20 намного превосходит сопротивление емкостного,фильтра.Некоторая часть тока проходит через заземленную точку источника 6 и обмотку реле 29 реле 7, однако она практически не влияет на работу реле, так как суммарное сопротивление обмотки реле 29 и резистора 27 намного превос. ходит сопротивление вентиля 23 в пря мом направлении. Если электрическая прочность между фазами ответвления сети и землей достаточна, то прн отсутствии обрыва фаз срабатывают блок 14 контроля измерительного переменно го тока, который подает сигнал на запуск блока 11 вьдержки времени, В случае обрыва одной из фаз ответвления сети сигнал на выходе блока 14 отсутствует. Команда на включение коммути 35 рующего аппарата в этом случае должна быть снята в блоке 10. Если фазы сети не оборваны и состояние изоляции удовлевторительное, блок 11 вьдержки времени срабатывает и замыкает цепь электромагнита механизма 12 включения коммутирующего аппарата 2. В процессе .включения силового коммутирующего аппарата 2 размыкаются его блок-контакты Зб в цепи трансформатора 39 блока 13. 15 Все элементы схемы контроля изоляции приходят в исходное состояние, а постоянное и переменное измерительные напряжения отключаются. В случае невключения силового коммутирующего аппарата, например из-за неисправности электропривода, срабатывает блок 11 выдержки времени и деблокирует блок 10, и схема контроля приходит в исходное состояние.Если после отключения переменного55 измерительного напряжения произойдет снижение сопротивления изоляции до недопустимо низкого уровня или Возни кает пробой изоляции на землю, то включается блокировочное реле 7. Контакты указанного реле в цепи реле 30 замыкаются реле 30 срабатывает и самоблокируется, замыкая своим замыкающим контактом цепь реле 29. Блокируется блок 10 включения н команда на включение силового коммутирующего аппарата 2 снимается. Повторное включение коммутирующего аппарата возможно только после отключения реле 30 после нажатия кнопки 25 сброса.В случаях, когда необходимо контролировать сопротивление изоляции ответвлений разомкнутых на конце, в источнике 8 переменного синусоидального напряжения, обеспечивают соединения первичных обмоток и,отключают конденсатор 21, Работа схемы контроля в рассматриваемом случае не отличается от описанной за исключением того, что на изоляцию подается трехфазное перемен ное синусоидальное напряжение и контролируется не только сопротивление изоляции между фазами и землей, но и состояние изоляции между фазами.При пробое междуфазной изоляции вследствие наложения переменного измерительного напряжения возникает короткое замыкание, которое ведет к перегоранию плавких предохранителей, включенных в месте присоединения вторичных обмоток трансформаторов 15 - 17 к контролируемому присоединению, и блок 14 блокирует работу блока 11 выдержки времени. Команда на включение коммутирующего аппарата снимается.Формула и з о б р е т е н и я1. Устройство опережающего контроля сопротивления изоляции отвствлений электрических сетей с изолированной нейтралью, содержащее коммутационный аппарат с механизмом привода включения, вход механизма привода включения соединен с выходом блока выдержки времени, первый вход блока вьдержки времени соединен с первым выходом блока включения, источник переменного синусоидального напряжения, три входа которого соединены с тремя фазами контролируемого ответвления соответственно, первый выход которого соединен с первым входом блока коммутации измерений, а второй выход - с первым входом заградительного фильтра., блокировочное реле и источник постоян 9 15734 ного напряжения, о т л и.ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повышения достоверности, помехозащищенности контроля и расширения функцональных воз-.5 можностей за счет контроля режима пробоя междуфазной изоляции и контроля изоляции при отключенной нагрузке, в него введен блок контроля переменного тока, который включен между контролируемым приспособлением и источником переменного синусоидального напряжения, выход блока контроля переменного тока соединен с вторым входом блока выдержки времени, второй выход которого соединен с первым входом блока включения, вторые вход и выход блока включения соединены соответственко с первыми выходом и входом блокировочного реле, второй и третий 20 входы которого соединены с выходами источника постоянного напряжения и заградительного фильтра соответствен-,но, второй вход заградительного филь тра соединен с первым выходом блока коммутации измерений, второй трех. фазный вход которого соединен с тре-. мя фазами электрической сети, третий вход в . с третьим выходом блока вклю чения, выход оператвного переменного напряжения блока коммутации измерений. - с входами питания блока включения, блока выдержки времени, источника Постоянного напряженйя и блокирочвочного реле, второй выход блока коммутации измерений соединен с четвер 35 тым входом блокировочного реле.2, Устройство по п. 1, о т л и - Ч а ю щ е е с я тем, .что источник переменного сынусоидального напряжения содержит три однофазных трансформатора,. первые выводы вторичных обмоток которых являются тремя входами источ.ника переменного синусоидального напряжения, а втоРые выводы соединены с 45 вторым выходным зажимом источника переменного еинусоидального напряжения, первичные обмотки трансформаторов соединены параллельно и их выводы соединены с выходными зажимами источника переменного синусоидального напряжения о3. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что заградительный фильтр содержит высоковольтный блок-контакт, разрядньп резистор,конденсатор, высоковольтный и шунтирующий вентили, добавочньп 1 резистор,причем высоковольтный блок-контакт раз 33 1 Омыкающим контактом соединен с первым выводом разрядного резистора, второй вывод которого соединен с заземлителем и вторым выводом конденсатора, первый вывод которого соединен с подвижным контактом высоковольтного блокконтакта и катодом высоковольтноговентиля, замыкающий контакт высоковольтного блок-контакта является первым входом заградительного фиЛьтра, авторой вход - входом управления блокконтакта, анод высоковольтного вентиля через добавочный резистор соединенс выходным зажимом заградительногофильтра и катодом шунтирующего венти- .ля, анод которого соединен с эаземлителем,4. Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блокировочное реле содержт кнопку проверки икнопку сброса, проверочньп и добавочный резисторы, омметр, реле утечки,реле самоблокировки, сигнальную лампуи управляемый контакт, третий входблокировочного реле соединен черезсоединенные последовательно кнопкупроверки и проверочный резистор с заземлителем и через соединенные последовательно добавочньп резистор и ом-метр - с первым выводом реле утечки,причем выводы дополнительного резисторасоединены с выводами размькаюцегоуправляемого контакта, вход управлениякоторого соединен с первой входнойклеммой блокировочного реле, второйвывод реле .утечки соединен с второйвходной клеммой блокировочного реле,пЕрвьп вывод через размыкающий контактреле самоблокировки соединен с заземлителем, первьп вывод реле самоблокировки соединен с первым зажимом переменного оперативного напряжения блокаконтроля переменного тока, вторым выводом - с замыкающим контактом релеутечки, неподвпжньп контакт которогосоединен с вторым зажимом переменногооперативного напряжения блока контроля переменного тока через управляемыйконтакт и через последовательно соединенные контакт реле самоблокировкин кнопку сброса, а сигнальная лампаподключена к выводам реле самоблокировки..5. Устройство по п. 1, о т л и -1ч а ю щ е е с я тем, что блок коммутап измерений содерлпт трехфазныйтрансформатор напряжения, электромагнитный контактор, реле высоковольтноЗаказ 1642 556 одписно ГКНТ СССР бретен Государственного комите 113035, Москва,роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Га 11 1573433 12го блок-контакта, блок-контакты комму- два неподвижных контакта электромагтирующего аппарата, контакт промежу- нитного контактора соединены между соточного реле и ключ, первичные обмот- бой через последовательно соединенные ки трехфазного трансформатора напряже. обмотку электромагнитного контактора ния соединены с зажимами второго вхо- и контакт промежуточного реле и через5да блока коммутации измерений, а вто- последовательно соединенные ключ и реричные обмотки через размыкающие блок- ле высоковольтного блок-контакта, а контакты коммутирующего аппарата сое- также каждый соединен с соответствуюдинены с подвижными контактами элект О щим выходным зажимом оперативного перомагнитного контактора, неподвижныЕ ременного напряжения блока коммутации контакты которого соединены с зажима- измерений, вход управления промежуточми первого входа блока коммутации из- ного реле соединен с третьим входным Иерений соответственно в каждон Вазе, зажимом блока коммутации измерений.