Устройство для поиска поврежденного участка в сетях постоянного и переменного тока

 

Область использования: для контроля сопротивления изоляции потребителей постоянного и переменного тока. Сущность изобретения: устройство содержит вспомогательный источник переменного напряжения 1, конденсатор 2, сеть 3, компенсирующую обмотку 4, сумматор 5, ключ 6, конденсатор переменной емкости 7, регулируемое сопротивление 8, первичную 9 и измерительную 10 обмотки сумматора. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для непрерывного контроля сопротивления изоляции потребителей постоянного и переменного тока, находящихся под напряжением.

Известно устройство для контроля сопротивления изоляции разветвленной сети постоянного тока, содержащее трансформаторы по числу контролируемых потребителей, генератор переменного тока, резистивный делитель, включенный между шинами питания, и указательный орган.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, обусловленная шунтированием активного сопротивления изоляции контролируемых цепей емкостным сопротивлением, так как в отдельных случаях уже при частоте генератора f 1-2 Гц емкостная составляющая тока может быть равна току утечки изоляции.

Известен также способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей, который реализуется при помощи устройства, содержащего дополнительный источник переменного тока, управляемую компенсирующую цепь, блок сравнения переменного тока, блоки управления, генератор однополярных импульсов, дифференциальный сравнивающий блок, пороговое устройство, индикатор величины сопротивления и индикатор емкости. К недостаткам данного устройства можно отнести отсутствие возможности определения поврежденного участка сети, недостаточную надежность и помехозащищенность при работе в сетях высокого напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и составу является устройство для измерения сопротивления изоляции в судовых электроэнергетических системах постоянного и переменного тока, содержащее вспомогательный источник переменного напряжения, параллельно которому подключен компенсирующий конденсатор переменной емкости, сумматор и блок измерения.

Недостатком данного устройства является низкая надежность, так как компенсирующий конденсатор переменной емкости гальванически связан с токоведущими элементами контролируемой сети, что при его повреждении сделает невозможной не только работу самого устройства, но и может привести к возникновению аварийной ситуации в самой контролируемой сети.

Недостатком устройства также является низкая чувствительность, обусловленная отсутствием компенсации тока утечки исправной изоляции.

Цель изобретения повышение надежности и чувствительности устройства.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее вспомогательный источник переменного напряжения, разделительный конденсатор, сумматор, ключ и компенсирующий конденсатор переменной емкости, дополнительно введены регулируемое сопротивление, полосовой фильтр, коммутатор, блок обработки информации, устройство индикации и блоки сбора информации, при этом каждый блок сбора информации содержит сумматор, включенные параллельно регулируемые резистор и конденсатор и полосовой фильтр, а в качестве сумматоров использованы трансформаторы с числом обмоток равным (n + 2), где n число фаз контролируемой сети.

На фиг. 1 изображена структурная схема предложенного устройства.

Оно состоит из вспомогательного источника переменного напряжения 1, имеющего частоту, отличную от частоты напряжения контролируемой сети, один из полюсов которого через разделительный конденсатор 2 подключен к одному из токоведущих элементов сети 3, а другой полюс заземлен. Кроме того, выход вспомогательного источника переменного напряжения соединен с одним из выводов компенсирующей обмотки 4 сумматора 5 и с ключом 6. При этом с целью повышения надежности работы компенсирующая обмотка 4 гальванически отделена от токоведущих элементов контролируемой сети с помощью разделительного конденсатора 2. Второй вывод компенсирующей обмотки сумматора соединен с одним из выводов компенсирующего конденсатора переменной емкости 7, параллельно которому с целью повышения чувствительности устройства путем компенсации тока утечки исправной изоляции подключено регулируемое сопротивление 8, причем второй вывод конденсатора заземлен. Кроме компенсирующей обмотки, сумматор 5 содержит первичную 9 и измерительную 10 обмотки.

Для повышения чувствительности устройства путем подавления помех в спектре сигнала, получаемого с обмотки 10 сумматора, ее выход соединен с полосовым фильтром 11, настроенным на частоту вспомогательного источника напряжения.

С целью повышения надежности работы устройства путем расширения объема контролируемых величин в устройство введены блоки сбора информации 12, число которых равно количеству присоединений. В состав блока сбора информации входят сумматор 13 с первичной 14, компенсирующей 15 и измерительной 16 обмотками, а также полосовой фильтр 17, соединенный с измерительной обмоткой 16, и компенсирующая цепь, образованная параллельно включенными конденсатором переменной емкости 18 и регулируемым сопротивлением 19, один вывод которой соединен с компенсирующей обмоткой 15, а другой заземлен. Выходы фильтров 11 и 17 подключены на вход коммутатора 20, соединенного с блоком обработки информации 21, на выходе которого включено устройство индикации 22. Параметры контролируемой сети представлены схемами замещения 23 и 24.

Устройство для поиска поврежденного участка в разветвленных сетях постоянного и переменного тока работает следующим образом. После подключения устройства к контролируемой сети производится его настройка. Для этого, изменяя величину емкости конденсатора 7 и сопротивления 8, добиваются равенства амплитуд и фаз токов, протекающих по обмоткам 9 и 4 сумматора 3. При этом ток, протекающий в обмотке 9 обусловлен наличием емкости и проводимости изоляции контролируемой сети на землю. Так как потоки в сердечнике трансформатора сумматора 5 направлены встречно, то при равенстве создающих их токов регулирующий поток и ЭДС на выводах измерительной оболочки 10 будут равны нулю. Аналогично производится настройка блоков сбора информации, на время проведения которой ключ 6 должен быть замкнут.

При снижении сопротивления изоляции какого-либо из присоединений увеличивается ток, протекающий по обмотке 9, а поток, создаваемый током этой обмотки, начинает преобладать над потоком, создаваемым током компенсирующей обмотки 4. Результирующий поток индуцирует ЭДС в измерительной обмотке 10, к выводам которой подключен полосовой фильтр 11. Фильтр подавляет все частоты, отличие от частоты напряжения вспомогательного источника 1. Отделенный от помех полезный сигнал поступает на коммутатор 20 и с него на блок обработки информации 21. Если амплитуда сигнала превысила некоторое ранее заданное значение, что соответствует снижению сопротивления изоляции ниже установленной нормы, то с блока обработки информации на коммутатор подается команда на замыкание ключа 6 и поочередный опрос блоков сбора информации.

Информация с измерительных обмоток сумматоров 5 и 13 через полосовые фильтры 11 и 17 поступает на вход коммутатора 20, производящего поочередное включение блока обработки информации 21 к выходам фильтров 11 и 17. Информация о состоянии изоляции после необходимой обработки и преобразования отображается на устройстве индикации 22.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ПОВРЕЖДЕННОГО УЧАСТКА В СЕТЯХ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее вспомогательный источник переменного напряжения, разделительный конденсатор, сумматор, компенсирующий конденсатор и ключ, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности поиска, в него введены регулируемое сопротивление, полосовой фильтр, коммутатор, блок обработки информации, устройство индикации и блоки сбора информации по числу присоединений потребляемой контролируемой сети, при этом регулируемое сопротивление включено параллельно компенсирующему конденсатору, первый вывод которого соединен с первым выводом компенсирующей обмотки, а второй подключен к общей шине устройства, разделительный конденсатор, первый вывод которого подключен к второму выводу компенсирующей обмотки сумматора, к первому выводу ключа и первому выводу вспомогательного источника переменного напряжения, второй вывод которого подключен к общей шине устройства, второй вывод разделительного конденсатора соединен с клеммой для подключения объекта контроля, первый и второй выводы измерительной обмотки сумматора через полосовой фильтр подключены к первому и второму выводам коммутатора, третий и четвертый выводы которого соединены с первым и вторым выводами блока обработки информации, третий вывод которого соединен с выводом блока информации, выводы с 5 по N коммутатора соединены соответственно с первыми и вторыми выводами блоков сбора информации, третьи и четвертые выводы каждого из блоков сбора информации соединены с токоведущими шинами источника питания сети, пятые и шестые выводы блоков соединены с клеммами для подключения объекта контроля, а седьмой вывод соединен с вторым выводом ключа.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из блоков сбора информации содержит сумматор, параллельно соединенные регулируемые конденсатор и сопротивление, первый вывод которого заземлен, а второй соединен с первым выводом компенсирующей обмотки сумматора, второй вывод которой соединен с седьмым выводом блока, третий и четвертый выводы которого соединены с первым и вторым выводами первичной обмотки сумматора, третий и четвертый выводы которого соединены соответственно с пятым и шестым выводами блока, первый и второй выводы измерительной обмотки сумматора через полосовой фильтр соединены соответственно с первым и вторым выводами блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1