Устройство для контроля тока утечки в сети постоянного тока

 

(i i! 744353

ОП ИСА НИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.78 (21) 2585378/24-07 (51) М Кл з

G 01R 19/28

Н 02Н 3/16

G 01R 31/08 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (53) УДК 621.316.925. (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Е. И. Ледовой, Б. Д. Овсянников, А. И. Ижболдин и П. М. Тв ардо в с к и и (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОКА УТЕЧКИ

В СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изооретеиие относится к области электротехники и предназначено как для контроля токов утечки в цепи с последовательно соединенной распределенной нагрузкой. так и для определения места замыкания на землю. Устройство может быть использова о, например, для контроля токов утечек и определения места замыкания на землю в цепи питания электролизных ванн.

Известно устройство для автоматического контроля изоляции шахтной тяговой сети постоянного тока на переменном оперативном токе, содержащее мост переменного тока, одно плечо которого через разделительный конденсатор и диод подключено к контролируемой сети, а в диагональ моста включены элемент сравнения и исполнительный элемент. Данное устройство использует принцип наложения переменного оперативного тока на контролируемую сеть.

Устройство сигнализирует о замыкании на землк), либо о недопустимом снижении изоляции защищаемой шахтной тяговой сети, при этом место аварии остается неизвестным и отыскивается обычными в таких случаях методами.

Известно также устройство (2) защиты электрооборудования от утечек тока на землю, содержащее коммутирующее устройство, попеременно соединяющее положитсльпьш и отрицатсльньш провода сети постоянного тока с системой заземления, геисратор опорного сигнала, компаратор и исполнительный орган. В данном устройст5 Вс используется принцип сравнения возникающих в заземляющей сети прямоугольных импульсов с сигналом опорного генератора. При замыкании на землю или недопустимом снижении изоляции относительно

1О земли па выходе компаратора появляется сигнал разбалапса и устройство отключает поврежденную линшо. Однако данное устройство контролирует ток утечки всей линии в целом и не позволяет выделять из

Г5 общего тока утечки линии долевое участие в нем каждого объекта. Для контроля тока утечки большого числа последовательно соединенных объектов неотключаемой íа грузки желательно знать, который из них

20 дает наибольший ток утечки, чтобы проводить мероприятия по улучшению изоляции сети в целом.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем ис25 пользования в цепи с последовательно распрсдслcktной нагрузкой.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для контроля тока утечки в сети постоянного тока, содержа30 щее присоедннитсльньш фильтр, подклю744353

15

Зо

r„, + i„,>

2 ченный к токопроводу и к выходному органу, выполненному в виде усилителя разности двух напряжений, присоединительный фильтр выполнен в виде двух параллельных резистивно-вентильных ветвей, вентили которых включены в прямом направлении между заземлителем и токопроводом, причем одна ветвь присоединительного фильтра подключена к токопроводу до, другая— после контролируемой нагрузки, а средние точки указанного фильтра подсоединены ко входам усилителя разности двух напряжений.

Принципиальная электрическая схема приведена на фиг. 1; схема внешних соединений — на фиг. 2.

Предлагамое устройство включает в себя присоединительный фильтр, состоящий из диодов 1, 2 и резисторов 3 — 6; усилитель разности двух напряжений, подключенный своими входами к средним точкам присоединительного фильтра параллельно резисторам 5 и 6 и состоящий из операционного усилителя 7, резисторов 8 — 12 и конденсатора 13, ветви 14 — 15 присоединительного фильтра, выход 16 устройства, подключаемый к аппаратуре регистрации и сигнализации.

Кроме того, на схеме внешних соединений (фиг. 2) обозначены RH1 — R>

7ут. 1 — Iyz. n — TQKH утечки; I«H 1» — T0KH в ветвях 14 и 15 присоединительного фильтра соответственно, Устройство работает следующим образом.

Токи утечки, величина которых зависит от омического сопротивления изоляции, проходят последовательно через изоляцию цепи и присоединительный фильтр. Диоды 1 и

2 присоединительного фильтра обуславливают протекание в его ветвях токов утечки только от объектов, имеющих положительный потенциал относительно точки присоединения соответствующей ветви. Следовательно, ток в ветви 14 присоединительного фильтра определяется токами утечки 1 -,, < и 1,„,g (фиг. 2), а ток в ветви 15, кроме того, и током Iy,.д. Для токов утечки 1у,,, и

Iyт,2, при попарном равенстве сопротивлений резисторов 3 и 4 и 5 и 6 (фиг. 1) ветви

14 и 15 представляют собой равные и соединенные параллельно сопротивления. Тогда ток, протекаюн1ий в ветви 14, образованный токами утечки 1,, и 7,,, определяется выражением

Согласно вышеуказанному, ток в ветви

15 будет больше на величину тока утечки от контролируемого объекта 1,-, з. Падение напряжения, образовавшегося на резисторах 5 и 6 присоединительного фильтра при протекании токов 1«и 1» в его ветвях, поступает на входы усилителя разности двух напряжений 7, В усилителе разности двух напряжений происходит вычитание напряжения U« —— I«R; из напряжения U» 1»Re.

На выходе усилителя появляется напряжение, пропорциональное разности напряжении U«и Ь».

Коэффициент пропорциональности К зависит только от соотношения сопротивлений резисторов 8 — 11 и при условии их попарного равенства Rq — — Яа, à R>o=R«, будет равен

Из выражения

Яа. R„ а видно, что напряжение на выходе усилителя разности двух напряжений прямо пропорционально току утечки только контролируемого объекта. Таким образом, последовательно подключая устройство к объектам контроля, по величине тока утечки можно определить, на каком из них произошло замыкание на землю. Устройство необходимо использовать с устройством автоматического обегания объектов контроля и аппаратурой сигнализации и регистрации.

Использование устройства в цветной металлургии для контроля и ликвидации токов утечки в сериях электролизных ванн позволит съэкономить электроэнергию до

15 млн.кВА ч в год на одну серию электролизных ванн, питаемую напряжением 600 В.

Формула изобретения

Устройство для контроля тока утечки в сети постоянного тока, содержащее присоединительный фильтр, подключенный к токопроводу и к выходному органу, выполненному в виде усилителя разности двух напряжений, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования в сети с последовательно соединенной распределенной нагрузкой, присоединительный фильтр выполнен в виде двух параллельных резистивно-вентильных ветвей, вентили которых включены в прямом направлении между заземл ителем и токопроводом, причем одна ветвь присоединительного фильтра подключена к токопроводу до, другая— после контролируемой нагрузки, а средние точки указанного фильтра подсоединены ко входам усилителя разности двух напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

744353

Янг

Риз

Риг. г

Составитель О. Лнснцин

Техред В. Серякова

Корректор Л. Орлова

Редактор В. Левятов

Заказ 770/13 Изд. № 316 Тираж 1033 Подписное

НПО «Понск» Государственного комитета СССР по делам пзобретешш и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2

1. Авторское свидетельство СССР № 399956, кл. Н 02Н 3/16, 1973.

2. Патент Франции № 2188171, кл. Н 02Н

3/16, 1974.