Устройство для контроля емкости сети Советский патент 1983 года по МПК G01R27/18 G01R27/26 

Изобретение относится к устройствам для.контроля ейкости сети |под рабочи м напряжением и преднази чено.в основном, для повьвиения . эффективности настройки ког пенсируютих дросселей, обеспечивающих снижение емксстной составляющей токов утечки в электрических сетях с изолированной нейтрашью трансформатора. i -Известно устройство для измерения емкости кабельных се.тей под рабочим напряжением, содержащее три однофазных дросселя, соединенных в звезду и подктшченных к контролируемой сети, трансформатор и измерительны1| лрибор. Для выделения напряжения, опорционального емкости контролируемой сети, в таких устройствах вичная обмотка трансформатора включена между нулевой точкой, образованной соединенными в звезду Дросселями, и Гейтралью контролируемой сети,, а к вторичной обмотке трансформатора подключён измерительный прибор, проградуированный . по емкости 1 .

Однако в известном устройстве оценка величины емкости производится по перераспределению напряжений на трансформаторе и дросселе, что вносит значительные погрешности при из мёрениях, связанные с наличием активных проводимостей изоляции сети. Это объясняется тем, что перераспределение напряжений на дросселе..и трансформаторе, включенных на напряжение смещения нейтрали, происходит как при изменении емкости сети, так и при изменении сопротивления изоля10ции .

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля емкости под рабочим напряжением, содержёццее вы:сокочастотный генератор, юдключенный к земле и фазам сети

15 емкостной присоединительный фильтр и измерительный блок, в котором нагрузкрй генератора является колеба- тельный контур, составленный из балластной индуктивности и, последова

20 тельно соединенных емкостного присоединительного фильтра и емкостей фаз сети относительно земли 2.

Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон из25мерения eMKocTji сети. Емкости фаз относительно земли кабельных сетей горнорудных предприятий, которые имеют большую протяженность, могут .достигать 10 мкф на фазу. Измерить

30 такие величины емкостей указанным

устройством не представляется возможным, так как характеристика сигнала, снимаемого с контура и имеющая вид восходящей ветви резонансной кривой , .уже при емкости сети 2 миф на . фазу не имеет достаточной крутизны.

. Цель изобретения - повышение точ-: ности в широком диапазоне измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля емкости сети преимущественно под ра.бочим напряжением, содержащее источник высокочастотного сигнала, ем состный и индуктивный присоедини|гельные фильтры и индикатор, введены постоянный оперативный источник, два выпрямителя и блок сравнения, причем выход источника высокочастотного сигнала через последовательно соединенные первый выпрямитель и емкостный присоединительный фильтр подключены к земле и фазам сети, выход постоянного оперативного источника через последовательно соединенные второй выпpямитe Jь и индуктивный присоединительный фильтр подключены к земле и фазам сети, а выходы выпря мителей соответственно соединены с входами блока сравнения, соединенного с индикатором.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для контроля емкости сети.

Оперативный источник 1 высокочастотного сигнала с помощью емкостного присоединительного фильтра 2, а постоянный оперативный источник 3 с помощью индуктивного присоединительног фильтра 4 подключены к земле и фазам контролируемой сети, содержащей активные и емкостные сопротивления 5 и 6 изоляции. Блок 7 сравнения выполнен на транзисторе 8, база-коллекторный переход которого шунтирует вход измерительного усилителя 9 и подключен черег резистор 10, выпрямитель 1 и конденсатор 12 между источником 1 высокочастотного сигнала и емкостHi iM присоединительным фильтром 2. Эмиттер-базовый переход транзистора через резистор 13, выпрямитель 14 и конденсатор 15 подключен к нулевой точке индуктивного присоединительног фильтра 4 и к одному из полюсов пос:: оянного оперативного источника 3, другой полюс которого подключен к земле. С нагрузки 16 усилителя 9 снимается сигнал U(, f(c) , являющийся функцией контролируемого емкостного сопротивления в изоляции.

Устройство работает следующим образом.

Величина выпрямленного тока источника 1 высокочастотного сигнала, протекающего через база-коллекторный переход транзистора 8, определяется в основном активным и емкостным соп.ротивлениями 5 и 6 изоляции фаз сети относительно земли (балластными сопротивлениями резистбра 10 и конденсаторов 12, которые выбирают на порядок меньше активных и емкостных сопротивленйй 5 и б изоляции сети, можно пренебречь также как и сопротивлением цепи измерения постоянного оперативного тока 2 которая подключается к фазам сети через индуктивный присоединительный фильтр 4 и имеет очень высокое сопротивление для токов высокой частоты), Величина постоянного оперативного тока 1., протекающего через эмиттер-базовый переход транзистора 8, определяется только активными сопротивлениями 5 изоляции сети (сопротивление балластного резистора 13, величина которого значительно меньше величины контроли руемого активного сопротивления 5, мож не учитывать, как и внутреннее сопротиление оперативного источника 1 высокочастотного сигнала, который имеет для постояннодго тока очень большое сопротивление. Вследствие этого, раз.ностный ток между Л и 2 который протекает через эмиттер-базовый переход измерительного тиристора 9, зависит только от емкостного сопротивления 6 изоляции сети. Поэтому сигнал Ug {с) , снимаемый с нагрузки 16 измерительнбго усилителя 9, является функцией только контролируемого емкостного сопротивления б сети.

Изобретение позволяет осуществить контроль емкости в широком диапазоне изменения. При этом достигается досг таточно линейная характеристика, которая не зависит ни от активных сопротивлений изоляции, ни от колебаний напряжения в сети, ни от вида утечки (, однофазная, двухфазная, трехфазная) которая одинаково влияет как на цепь измерения тока высокой частоты, так и на цепь постоянного тока, а приращения токов в этих цепях из-за появления смещения нейтралей (внутренние сопротивления источника высокочастотного сигнала и постоянного оперативного источника,выбираются одинаковыми, так же как и величины сопротилений резисторов 10, 13 и конденсаторов 12, 15)после их сравнения взаимно компенсируются и через вход измерительного усилителя 8 не протекают .

Формула изобретения

Устройство для контроля емкости сети преимущественно-под рабочим напряжением, содержащее источник высокочастотного сигнала, емкоСтный и индуктивный, присоединительные фильтры и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне измерения, в него введены постоянный оперативный

источник, два выпрямителя и блок сравнения, .причем выход источника высокочастотного сигнаша через последовательно соединенные первый выпрямитель и емкостный присоединитель11ый фильтр подключены к земле и фазам сети, постоянного оперативного источника через последовательно соединенные второй выпрямитель и индуктявный присоединительный фильтр подключены к земле и фазам сети, а выходы

выпрямителей соответственно соедине,ны с входами блока сравнения, соединенного с индикатором.

Источники информации, 5 принятые во внимание при.экспертизе

1.Авторское свидетельство -СССР

W 424087, кл. Q 01 R 27/26, 26.04.71.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке 2573180, кл. Q 01 R 27/18 to i 01 R 27/16, 23.12.80.