Способ и система дистанционного отключения нагрузки при проведении замеров сопротивления изоляции и вариант устройства для его реализации

Авторы патента:

H02H3/00 - Схемы защиты, осуществляющие автоматическое отключение и непосредственно реагирующие на недопустимое отклонение от нормальных электрических рабочих параметров с последующим восстановлением соединения или без такового (для конкретных типов электрических машин и аппаратов или для секционированной защиты кабельных и воздушных сетей H02H 7/00; системы, служащие для переключения на резервный источник питания H02J 9/00)

G01R27/16 - для измерения полного сопротивления элемента или цепи, через которые проходит ток от другого источника, например сопротивления кабеля, линии электропередачи

G01R15/14 - приспособления, обеспечивающие изоляцию напряжения или тока, например для высоковольтных и сильноточных сетей (с использованием делителей напряжения G01R 15/04)

Владельцы патента RU 2697870:

Ивлиев Юрий Вячеславович (RU)

Изобретение относится к контролю параметров электротехнического оборудования и электрических сетей, в частности к обеспечению возможности проведения работ по измерению сопротивления изоляции электрических сетей и электропроводки. Способ дистанционного отключения электроприемника заключается в оснащении электроприемника коммутационным аппаратом, способным дистанционно отключить от сети электроприемник на время, необходимое для проведения замеров сопротивления изоляции. Дистанционно управляемый коммутационный аппарат установлен между питающей сетью и электроприемником. Коммутационный аппарат отключает электроприемник при подаче управляющего напряжения, частота, уровень, форма которого отличается от номинального, питающего электроприемник напряжения. Электроприемник включен через нормально замкнутые контакты реле, балластные конденсаторы подключены к нормально замкнутым контактам реле со стороны электроприемника, вторые концы балластных конденсаторов подключены к входу диодного моста, а к выходу диодного моста подключена обмотка реле и накопительного конденсатора и/или ионистора. Технический результат: повышение надежности функционирования распределительных сетей, снижение трудоемкости при проведении замеров сопротивления изоляции, повышение безопасности на объектах электрохозяйства. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Область техники

Заявляемое изобретение относится к устройствам электроэнергетики и предназначено для применения в распределительных сетях и электропроводках, с целью снижения трудозатрат при проведении испытаний на прочность изоляции.

Уровень техники

В соответствии с «Правилами Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителей» для надежного и безопасного функционирования электрических сетей, программой предпусковых и периодических испытаний предусмотрен замер сопротивления изоляции, на основании данных которого делается вывод о пригодности сетей к дальнейшей эксплуатации.

Методикой замера сопротивления изоляции предусмотрены измерения сопротивления между проводниками: фаза - земля, нейтраль - земля, фаза - фаза (при многофазном питании), фаза - нейтраль. Для выполнения замеров сопротивления изоляции фаза - фаза, фаза - нейтраль требуется отключение нагрузки, в противном случае измерение будет не корректным, т.к. сопротивление нагрузки на несколько порядков меньше сопротивления изоляции.

При проведении замеров сопротивления изоляции на небольших объектах особых трудностей не возникает, т.к. электроприборы находятся рядом и проблем с доступом к ним, как правило нет.

При проведении замеров сопротивления изоляции на больших объектах, таких как детские сады, школы, больницы, торговые центры, крупные административные здания и т.д., возникают серьезные трудности с отключением от испытуемой сети электроприборов, а особенно светильников. Трудоемкость этих работ очень велика и приводит к тому, что оформление протоколов испытаний происходит без фактических замеров сопротивления изоляции между проводниками к которым подключена нагрузка. Это, в свою очередь, приводит к возможности возникновения возгорания т.к. устройства токовой защиты не в состоянии определить и среагировать токи утечки между рабочими проводниками.

Технической задачей заявляемого изобретения, является максимально простое, недорогое и надежное техническое решение позволяющее дистанционно отключить нагрузку от сети в которой нужно произвести замер сопротивления изоляции, которое может быть легко интегрировано в существующие, особенно осветительные, сети с минимальными затратами.

Сущность изобретения

В электрических сетях с большим количеством электроприемников, на каждом из них или группе устанавливается устройство, в составе которого установлен дистанционно управляемый коммутационный аппарат со схемой питания и управления, который по команде отключает электроприемник от питающей сети. В исходном состоянии система не влияет на работу электроприемника. Отключение происходит на время необходимое для проведения замеров сопротивления изоляции питающей линии, при этом обеспечиваются меры исключающие влияние на результаты измерения. Командой для отключения может быть подача на проверяемую линию напряжения частота, уровень, форма которого отличается от номинального питающего электроприемник напряжения. После выполнения требуемых испытаний система автоматически (а в некоторых случаях по команде) переходит в исходный режим.

Одним из возможных вариантов осуществления изобретения является схема, представленная на фиг. 1.

Где устройство 1, отключающее электроприемник 2 от питающей сети.

Технический результат: повышение надежности функционирования распределительных сетей, снижение трудоемкости при проведении замеров сопротивления изоляции, повышение безопасности на объектах электрохозяйства.

Технический результат достигается оснащением электроприемников дистанционно управляемым коммутационным аппаратом, который по команде отключает электроприемник на время, необходимое для проведения замеров сопротивления изоляции питающей линии.

Осуществление изобретения

Один из возможных вариантов осуществления изобретения представлен на фиг. 2 и заключается в следующем: Устройство дистанционного отключения электроприемника состоит из балластных конденсаторов С1 и С2, диодного моста VD1, накопительного конденсатора и, или ионистора С3, реле К1 с нормально замкнутыми контактами. При подключении устройства к питающей сети напряжение через нормально замкнутые контакты реле К1 подается в нагрузку. В виду малой емкости (и как следствие большого реактивного сопротивления) балластных конденсаторов С1 и С2 и шунтирования обмоткой реле К1 конденсатора С3 срабатывание реле К1 не происходит. При подаче вместо рабочего напряжения промышленной частоты, напряжения более высокой частоты начинает заряжаться конденсатор С3, т.к. реактивное сопротивление балластных конденсаторов С1 и С2 току высокой частоты существенно меньше. Для снижения эффекта шунтирования управляющего, напряжения нагрузкой, уровень управляющего напряжения выбирается существенно меньше рабочего напряжения. Напряжение на накопительном конденсаторе С3 начинает возрастать до уровня достаточного для срабатывания реле К1. При срабатывании, реле К1 своими контактами отключает устройство и электроприемник от сети и остается в этом состоянии пока не разрядится накопительный конденсатор С3 и не произойдет возврат реле в исходное состояние.

В случае необходимости выявления конкретного электроприемника и, или группы электроприемников в которых возможно нарушение изоляции, система и ее устройства могут быть оснащены элементами адресного отключения, при подаче соответствующей команды.

Экспериментально установлено, что в случае применения реле с номинальным напряжением обмотки 5 вольт, сопротивлением обмотки около 400 Ом и емкости накопительного конденсатора (ионистора) 0,47 Фарад время удержания реле составляет примерно 4 минуты. Этого времени вполне достаточно для проведения замеров сопротивления изоляции между рабочими проводами (нулевым и фазным) питающей линии.

Используемая литература

«Правила Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителей».

1. Способ дистанционного отключения электроприемника, заключающийся в оснащении электроприемника коммутационным аппаратом, способным дистанционно отключить от сети электроприемник на время, необходимое для проведения замеров сопротивления изоляции, отличающийся тем, что для отключения электроприемника на коммутационный аппарат подается управляющее напряжение, частота, уровень, форма которого отличается от номинального, питающего электроприемник напряжения, при этом электроприемник включен через нормально замкнутые контакты реле, балластные конденсаторы подключены к нормально замкнутым контактам реле со стороны электроприемника, вторые концы балластных конденсаторов подключены к входу диодного моста, а к выходу диодного моста подключена обмотка реле и накопительного конденсатора и/или ионистора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что команда на отключение электроприемника подается на проверяемую линию, к которой подключены электроприемник и коммутационный аппарат.

3. Устройство дистанционного отключения электроприемника, состоящее из минимум одного дистанционно управляемого коммутационного аппарата, установленного между питающей сетью и электроприемником, способного отключить от сети электроприемник на время, необходимое для проведения замеров сопротивления изоляции, отличающееся тем, что коммутационный аппарат отключает электроприемник при подаче управляющего напряжения, частота, уровень, форма которого отличается от номинального, питающего электроприемник напряжения, при этом электроприемник включен через нормально замкнутые контакты реле, балластные конденсаторы подключены к нормально замкнутым контактам реле со стороны электроприемника, вторые концы балластных конденсаторов подключены к входу диодного моста, а к выходу диодного моста подключена обмотка реле и накопительного конденсатора и/или ионистора.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что команда на отключение электроприемника(ков) подается на проверяемую линию, к которой подключены устройство и электроприемник(и).

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оснащено элементами адресного отключения электроприемника(ков) и/или участков питающей линии.

6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что коммутационный аппарат получает электропитание от сетевого напряжения.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ мгновенного автоматического повторного включения для выключателей фидеров контактной сети на тяговых подстанциях и постах секционирования, подразумевающий использование цифрового терминала защит фидеров контактной сети постоянного тока, с помощью которого реализуют цикл мгновенного автоматического повторного включения (МАПВ).

Способ контроля устройства релейной защиты электроустановки // 2693931

Использование: в области электроэнергетики, в системах релейной защиты электроустановки. Технический результат - исключение случаев неправильной работы устройства путем своевременного выявления сверхнормативных отклонений его напряжений срабатывания и возврата, количества электричества импульса режекции и продолжительности задержки срабатывания.

Устройство защиты от перегрузки по току // 2693925

Предлагаемое изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутируемых источниках питания с защитой от перегрузки по току. Технический результат изобретения - уменьшение времени срабатывания защиты при перегрузке по току, защита нагрузки от выходного напряжения при его значениях выше допустимых, упрощение устройства и увеличение его КПД.

Электронное изолирующее устройство // 2686282

Изобретение относится к электронике. Электронное изолирующее устройство, выполняющее функции изолирования и обеспечения безопасности, содержит модуль изолятора и модуль безопасности.

Электрический защитный прибор для среднего напряжения с измерением тока // 2685237

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение компактного функционального модуля среднего напряжения для измерения тока, который имеет высокое сопротивление к воздействию окружающей среды, обладает модульностью при установке датчиков слева или справа от защитного прерывателя цепи и позволяет подавать питание для функционального модуля с правой или левой стороны.

Система прерывания цепи для цепей высокого и сверхвысокого напряжения // 2684762

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение системы прерывания цепи, применимой для цепей высокого и сверхвысокого напряжения, которая размыкает цепь электропитания механическими средствами без дополнительного электропитания и обеспечивает защиту системы прерывания цепи и цепи высокого или сверхвысокого напряжения от перегорания.

Способ защиты сети автономной электростанции // 2681201

Использование: в области электротехники для защиты судовых и других автономных электростанций (СЭС) с параллельно работающими генераторными агрегатами (ГА) в случае выхода из строя одного или нескольких из них.

Соединительный блок и сеть для распределения энергии // 2679888

Резервированное релейное устройство // 2678195

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат, заключающийся в обеспечении гальванической развязки между шиной управления и шиной питания нагрузки, возможности включать отдельно основные или резервные дистанционные переключатели, увеличение контролеспособности устройства без введения дополнительных технологических выводов, достигается путем введения в резервированное релейное устройство вторых основных и резервных дистанционных переключателей, первого, второго и третьего дополнительных реле управления, первого, второго и третьего входов отключения соответственно первых, вторых и третьих основных и дополнительных реле управления; причем переключающий контакт первой переключающей контактной группы первого и третьего реле управления объединен с нормально разомкнутым контактом второй переключающей контактной группы второго реле управления, нормально разомкнутый контакт первой и второй переключающей контактной группы третьего реле управления объединен с переключающим контактом второй переключающей контактной группы первого реле управления, переключающий контакт второй переключающей контактной группы второго реле управления соединен с первыми выводами включающих обмоток основных дистанционных переключателей, а переключающий контакт второй переключающей контактной группы третьего реле управления соединен с первыми выводами включающих обмоток резервных дистанционных переключателей; первые выводы обмоток дополнительных реле управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим дополнительными выходами блока управления, а вторые выводы соединены с шиной питания блока управления, контакты дополнительных реле управления включены по аналогичной схеме с основными, причем переключающий контакт второй переключающей контактной группы второго дополнительного реле управления соединен с первыми выводами отключающих обмоток первых основных и резервных дистанционных переключателей, а переключающий контакт третьего дополнительного реле управления соединен с первыми выводами обмоток вторых основных и резервных дистанционных переключателей, вторые выводы обмоток основных и резервных дистанционных переключателей соединены со второй шиной питания; контакты основных и резервных дистанционных переключателей соединены по схеме параллельно-последовательного резервирования.

Устройство для токовой защиты электроустановок // 2678189

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение дистанционного и плавного перемещения герконов относительно плоскости токоведущих шин.

Способ измерения электрических сопротивлений в неоднородных рельсовых нитях на электрифицированных участках железных дорог // 2695438

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике. Способ измерения электрических сопротивлений в неоднородных рельсовых нитях на электрифицированных железных дорогах заключатся в том, что измеряют величину тяговых токов в рельсах в начале и в конце выбранного участка в нормальном режиме его работы и в режиме короткого замыкания рельсов на землю в конце участка, а также напряжения между рельсами и удаленной землей в начале участка в нормальном режиме ее работы и в конце участка в режиме короткого замыкания.

Способ измерения сопротивления изоляции электрической цепи // 2690865

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, а именно к устройствам контроля сопротивления изоляции электрической сети переменного тока, находящейся под рабочим напряжением.

Способ контроля системы электрообогрева промышленных объектов // 2690087

Изобретение относится к средствам контроля параметров промышленных объектов - трубопроводов, цистерн и других полых промышленных объектов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности.

Способ определения сопротивления фаз трёхфазных машин электрических вращающихся с совмещёнными обмотками // 2683954

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при испытаниях электрических машин - синхронных, асинхронных электрических двигателей и генераторов с совмещенными обмотками (обмотки типа «Славянка») и контроля качества их исполнения, а также может применяться в процессе разработки и исследования конструктивных решений энергоэффективных электрических машин с совмещенными обмотками и систем управления (контроллеров), адаптированных к использованию с такими машинами.

Способ контроля исправности блока конденсаторов (варианты) // 2679471

Группа изобретений относится к области электротехники и электроники, может быть использовано в устройствах электропитания, в устройствах накопления электроэнергии и т.п.

Способ контроля волнового сопротивления кабелей связи // 2673415

Использование: для оперативного контроля волнового сопротивления кабелей в современных системах цифровой связи. Сущность изобретения заключается в том, что способ контроля волнового сопротивления кабелей связи, заключающийся в том, что на вход кабеля связи подают прямоугольные импульсы от генератора импульсов, подключают к кабелю связи резистор и измеряют напряжение зондирующего сигнала во входной цепи кабеля связи, что между генератором импульсов с амплитудой и входом кабеля связи устанавливают последовательно соединенные повторитель напряжения и образцовый резистор, размыкают кабель связи на дальнем конце, измеряют максимальное значение скачка напряжения на входе кабеля связи и вычисляют волновое сопротивление кабеля связи.

Способ бесконтактного измерения электромагнитных параметров материалов // 2610878

Способ относится к контрольно-измерительной технике и может быть использован для бесконтактного оперативного измерения удельной электрической проводимости, а также диэлектрической и магнитной проницаемостей материалов.

Устройство контроля электрических параметров пиросредств // 2602994

Устройство относится к электроизмерительной технике, в частности к автоматизированным системам контроля, и применяется при подготовке и в процессе эксплуатации систем, в которых используется дистанционное управление, и требующих соблюдения особых мер предосторожности в процессе проведения испытаний и контроля их характеристик.

Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей // 2585930

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к измерениям сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под рабочим напряжением или обесточенных и изолированных от «земли».

Способ определения параметров двухполюсника // 2583879

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах и транспортных средствах.

Устройство защиты от искрения и способ его работы // 2660285

Настоящее изобретение относится к защите электрических линий, в частности к обнаружению и защите от искрения в электрических сетях и электроустановках. Способ работы устройства защиты от искрения в защищаемой цепи включает измерение в каждом полупериоде напряжения сигналов тока в высокочастотной области, сигналов тока в среднечастотной области, сигналов напряжения в низкочастотной области и сигналов напряжения в среднечастотной области.