Способ определения проводимостей изоляций фаз относительно земли в многофазных системах

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно н способам определения проводимостей изоляции фаз действующих многофазных электроустановок без нулевого провода с токоведушими частями, изолированными от земли, и может быть использовано в технике электробезопасности, например, для определения токов с токоведущих частей на землю. Цель изобретения - повышение точности путем исключения влияния на результаты измерений асимметрии системы. Особенность способа состоит в том, что фазные напряжения источника рабочего тока измеряют тогда, когда выведены разделительные сопротивления, и каждый раз, когда одно из них выведено, измеряют напряжения отделенной таким сопротивлением фазы сети относительно нейтрали источника. Проводимость изоляции любой из фаз вычисляют по приведенной формуле.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я G 01 R 27/18

ГОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕН1 НОЕ

ВЕДОМСТВа СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4476292/63; 4476293/21 (22) 19,08,88 (46) 23.11.92, Бюл, Ф 43 (71) Государственный макеевский научно. исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) Э..С, Шурин (56) Авторское свидетельство СССР

N 1700495, кл. G 01 R.27/18, 1987. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОВОДИМОСТЕЙ ИЗОЛЯЦИИ ФАЗ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ В МНОГОФАЗНЫХ СИСТЕМАХ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно способам определения проводимостей изоляции фаз действующих многофазных электроустановок без нулевоИзобретение относится к области электротехники, а именно к способам определения проводимостей изоляции фаэ действующих многофазных электроустановок без нулевого провода с токоведущими частями, изолированными от земли, и может быть использовано в технике электробезопасности, например, для определения токов с токоведущих частей на землю, Известен способ определения проводимостей изоляции фаз относительно земли в многофазных системах.

Известный способ заключается в том, что между одной из фаз сети и одноименной фазой источника рабочего тока вводят разделительное сопротивление, определяют напряжение укаэанной фазы сети относительно нейтрали источника, измеряют напряжение смещения нейтрали такого источника и выводят укаэанное сопротивление, затем поочередно для всех фаз повторяют приведенные операции, а искомую

„„5U ÄÄ 1777099 Al го провода с токоведушими частями, изолированными от земли, и может быть использовано в технике электробезопасности, например, для определения токов с токоведущих частей на землю. Цель изобретения— повышение точности путем исключения влияния на результаты измерений асимметрии системы. Особенность способа состоит в том, что фазные напряжения источника рабочего тока измеряют тогда, когда выведены разделительные сопротивления. и каждый раз, когда одно из них выведено, измеряют напряжения отделенной таким сопротивлением фазы сети относительно нейтрали источника, Проводимость изоляции любой из фаэ вычисляют по приведенной формуле. проводимость изоляции любой из фаз вычисляют по соответствующей формуле (!).

Основные недостатки известного способа состоят в следующем. При значении разделительного сопротивления, равном бесконечности, способ ограничен в своем применении, Это объясняется тем, что погрешность определения напряжения отнссительно нейтрали фазы сети, отделенной таким сопротивлением от одноименной фазы источника рабочего тока, растет с увеличением электродвижущей силы, индуцируемой в укаэанной фазе сети. Кроме того, способ может быть использован только в симметричных системах. Это обьясняется тем, что погрешность определения коэффициентов К! возрастает при росте асимметрии.

Целью изобретения является повышение точности путем исключения влияния на результаты измерений асимметрии системы.

1777099

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения проводимости изоляции фаз относительно земли в многофазных системах, заключающемся в том, что вводят и выводят разделительное сопротивление поочередно между каждой фазой сети и одноименной фазой источника рабочего тока и измеряют напряжение смещения нейтрали последнего каждый раз, когда та. кое сопротивление введено, измеряют фазные.напряжения источника рабочего тока, когда выведены разделительные сопротивления, и каждый раз, когда одно из них введено, измеряют напряжение отделенной таким сопротивлением фазы сети относительно нейтрали источника, после чего проводимость изоляции любой иэ фаз вычисляют по формуле;

Я - ИЩ И2 - И1,11 ... И1 и ... Ив - ИЩ

И1 — И 12 И 2 — ИП12 ... Инг .... И1 — %1 2

И, - Ин1 IT2 VIN1 ... И111 ... Mm - Nw

И1 — И1 1д, И2 — И11щ ... Иыт ... >m — Nm

1%= Уа

И, Ии1 И, —. MN1 ... И1 — MN1 „. И.1 — И111

gj — Ищ 1Л2 — И112 ... l% - Ин2. ° ° ""1 Nx2 ф - И 1,11 и2 — «Ищ ... И1 — Ин1 . Nm 1" 1111

g(— Яд,„И2 — Лн ... И1 — И1 1а ... Nm Mum где: m — количество фаэ, i — номер фазы, принимающий значения от 1 до m, И .— напряжение относительно нейтрали источника рабочего тока фазы i сети в состоянии, когда выведены разделительные сопротивления (фаэное напряжение I-той фазы источника);

И вЂ” напряжение относительно нейтрали источника рабочего тока фазы i сети в состояни1л, когда введено разделительное сопротивление между нею и одноименной фазой этого источника, Ищ — напряжение смещения нейтрали источника рабочего тока в состоянии, когда введено разделительное сопротивление между его фазой и одноименной фазой сети;

Ув — вспомогательная проводимость, введенная до измерений между нейтралью источника рабочего тока и землей.

Помимо того, разделительному сопротивлению в одной из фаэ, например в первой, сообщают значение, равное нулю, причем напряжение этой фазы сети относительно нейтрали источника рабочего тока равно:

01=К

Для реализации способа при подготовке к измерениям вводят вспомогательную проводимость Ув между землей и нулевой точкой (нейтралью) источника рабочего тока. Затем измеряют относительно нейтрали

1 последнего напряжение И; -той фазы сети, фазное напряжение i-той фазы источника), вводят разделительное сопротивление между этой фазой сети и одноименной фазой источника рабочего тока, после чего измеряют относительно нейтрали последнего напряжение указанной фазы сети И и напряжение MNI смещения нейтрали упомя10 нутого источника и выводят иэ схемы разде-, лительное сопротивление, Далее поочередно для всех остальных фаз повторяют приведенные операцли, что позволяет вычислить проводимость изоляции любой из фаз относительно земли, Разделительное сопротивление, которым как бы отделяют фазу сети от одноименной фазы источника рабочего тока, может иметь оба предельных значения: и ноль, и бесконечность, причем такое значение, как нуль, разделительное сопротивление не может иметь более, чем в одной фазе, иначе не удается получить m несовпадений в состоянии системы, необходимых для нахождения искомых проводимостей. При разделитель20

Во всех вариантах способа вспомогательная проводимость (вольтметр, резистор или то и другое) Уд вводится между нулевой точкой (нейтралыо) источника рабочего тока и землей при подготовке к измерениям, а во время самих измерений с не1л никаких манипуляций не производится, 55 ном сопротивлении, равном нул1о, операция по его введению вырождается, т.е. становится эквивалентной случаю, при котором никакая операция не производится. Если же

30 разделительное сопротивление равно бесконечности, то операция по его введению становится эквивалентной такой операции, как отключение фазы сети от од1йименной . фазы источника тока. Сообщая разделитель35 ным сопротивлениям различные значения, можно получить несколько отличающихся друг от друга вариантов способа.

Для реализации способа, выполненного согласно настоящему изобретению, разде40 лительным сспротивлениям, вводимым поочередно во все фазы, сообща1от значения, равные бесконечности.

Кроме того, для реализации. способа в одной из фаэ, например, первой, раздели45 тельному сопротивлению сообщают значение, равное нулю, а в остальных — значения, равные бесконечности. При этом напряжения Ni и И1 первой фазы сети относительно нейтрали источника рабочего тока как при

50 введейном разделительном сопротивлении, так и при выведенном соответственно будут совпадать т.е. И(-- i4!

1777099

При отсутствии вывода от нулевой точки источника рабочего тока используют искусственную нулевую точку, получаему:о посредством звезды из одинаковых проводимостей. Сопротивление указанной 5 звезды должно быть значительно меньше сопротивления вольтметра.

Для повышения точности организуют две искусственные нулевые точки; одну— для вспомогательной проводимости, вто- 10 рую — для вольтметра. Вспомогательная проводимость У!! при этом — это проводимость цепочки, образованной указанной звездой и элементом, например, резистором, подсоединенным между ее нулем и 15 землей.

Для измерения напряжения смещения нейтрали И!ч! источника рабочего тока один иэ зажимов вольтметра присоединяют к нулевой точке, естественной или искусствен- 20 ной, а второй! — к земле. Для измерения напряжения И! фазы i сети относительно нейтрали источника при выведенном разделительном сопротивлении и напря>кении И; фазы i сети относительно нейтрали при вве- 25 денном сопротивлении один из зажимов вольтметра присоединяют аналогично к нулевой точке, а второй — к фазе i сети. В качестве вольгметров используют фазочувствительные приборы или производят до- 30 полнительные измерения для получения соответствующей информации.

Проводимость л1обой из фаз определяют по формуле:

И1 — Ии! Иг — Ии! ... IGNI ... И вЂ” Ии!

И, — И а И 2 — Ипг ... Лиг .... Mm — йу2 й! - MNI +Z Ии!. MNI ... Mm. MNI

Ml — Ии, И1-Ии,, ... MNm ... И вЂ” Иии 1 !" YS

И I — Ии! MZ — MNI ... Ml iiNI ... Mm MNI

И! - Ии2 Р4 - Йм ... И; — Иир ... Mm Ииг

40 Ж вЂ” Ии! MZ MNI ... Йl — Йи ... Mm — NNI

ИI — йии MZ — Fizlm ., И; — Иип,. Mm — Иии

1 где; m — количество фаз.

Наибольший интерес способ представляет для организации непрерывного конт- 45 роля изоляции токоведущих частей относительно земли. При этом операции способа, кроме операции по введению вспомогательной проводимости, повторяют периодически. Предполагается, что во вре- 50 мя измерений напряжение сети не меняется. Один из возмо>кных способов проверки . выполнения такого условия состоит в.том, что при каждом измерении контролируют модуль напряжения одной из фаз источни- 55 ка. В тех случаях, когда напряжение сети сильно колеблется, для исключения обусловленной этим погрешности используют относительные значения измеряемых напряжений.

Формула изобретения

1. Способ определения проводимостей изоляции фаз относительно земли s многофазных системах, основанный на введении и выведении разделительного сопротивления поочередно между каждой фазой сети и одноименной фазой источника рабочего тока и на измерении напряжения смещения нейтрали последнего каждый раз. когда такое сопротивление введено, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности путем исключения влияния на результаты измерений асимметрии системы, измеряют фазные напряжения источника рабочего тока, когда выведены разделительные сопротивления, и каждый раз когда одно из чих введено, измеряют напряжение отделенной таким сопротивлением фазы сети относительно нейтрали источника, после чего проводимость изоляции любой из фаз вычисляют по формуле

И1 И! 1! И2 И!11.-%41-" Ит iNI

И! — И!1г И 2 — Ичг ... Имг .... Ит А12

И! - И1 Иг - И1,! ... Ич! ... И - И! !!

И! - И1,. Иг — И1! ... i"N ... Mm — !!Ы 1 = Ya

1:! — - Vir)! Иг — И!1! ... Я - И1,11 ... И„- Ии1

Yi! — И1!2 цг — ИК2 ... И вЂ” И! г ... V m — Инг

И! — 1MI И вЂ” ViNi ... И i — И1,!! ... Mm — NNi — Ф

И! 5Jm N2 NMm .. ° И! Y Nm .. Nm И!1п ф где m — количество аз;

i — номер фазы, принимающий значения от1 до m;

И! — напряжение относительно нейтрали источника рабочего тска фазы i-й сети в состоянии, когда выведены разделительные сопротивления (фа ное напряжение i-й фазы источ ника);

И вЂ” напряжение относительно нейтрали источника рабочего тока фазы 1-й сети в состоянии, когда введено разделительное сопротивление между нею и одноименной фазой этого источника;

Ищ — напряжение смещения нейтрали источника рабочего тока в состоянии, когда введено разделительное сопротивление между его фазой i и одноименной фазой сети;

Ув — вспомогательная проводимость, . введенная до измерений между нейтралью источника рабочего тока и землей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделительному сопротивлению в одной из фаз, например в первой, сообщают значение, равное нулю, причем напряжение этой фазы сети относительно нейтоали источника рабочего тока равно И = Иь