определяют модуль полной проводимости сети 4 или обратную ей величину - модуль полного сопротивления изоляци сети Z, а также д, R - активные сос тавляющие полных проводимости и сопр тивления электрической сети относитально земли и Ь, х - реактивные сос тавляющие полных проводимости и сопр тивления электрической сети относительно земли соответственно 2. Недостатками этого устройства являются необходимость введения регулируемого источника питания, а также проведения двух измерений напряжени тока и углов между ними, сложность расчетов, значительная погрешность при определении активной.составляюще полного сопротивления изоляции, которая может достигать 50% при коэффи циенте демпфирования d 5%. Целью изобретения является повыше ние точности измерения. Поставленная цель достигается тем .Что в устройство для Измерения сопро :ивления изоляции в высоковольтных электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее источник питания, вольтметр, амперметр и фазометр подключенный измерительным входом между амперметром и вторым зажимом устройства, причем первый вывод источника питания соединен с первым зажимом устройства, введены коммутатор, калиброванная индуктивность, второй фазометр и источник опорной ЭДС, причем второй вывод источника питания через коммутатор и калиброванную индуктивность соединен с амперметром, измерительный вход второго фазометра подключен между входом коммутатора и вторым зажимом устройства, вйход источника опорной ЭДС подключен к опорным входам первого и второго фазометров, а вольтметр по ключен входом коммутатора и вторым зажимом устройства. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства измерения сопротивления изоляции в высоковольтных электричес ких сетях с изолированной нейтралью; на фиг. 2 - схема замещения измеряе1мой цепи на фиг. 3 - векторная диаг рамма ЭДС и токов. Устройство содержит источ ник 1 пи тания, коммутатор 2,калиброванную ин дуктивность 3, амперметр 4, первый 5 и второй б фазометры, вольтметр 7, источник 8 опорной ЭДС, а также элек рическую сеть 9, заземлякщую сеть 10 блок присоединения 11, входные зажимы 12 и 13. Устройство работает следующим образом. Первый Зс1жим 12 устройства соединяется с нейтральной точкой электрической сети 9, а второй 13 - с зазем ляющей сетью 10. В случае недоступно ти нейтральной точки она может быть образована при помощи блока присоединения 11, который в общем случае представляет собой набор индуктивностей, емкостей, резисторов, соединенных в звезду и подключенных к электрической сети 9, либо трехфазный трансформатор с выведенной нейтралью. При разомкнутом коммутаторе 2 производится измерение модуля вектора суммарной ЭДС EJJ (по вольтметру 7) , равного векторной сумме ЭДС источника питания Ё р . и ЭДС естественного смещения Eg, а также угла Ы(по фазометру 6) между вектором Ej и вектором опорной ЭДС отсчета углов Е Q. Затем при замкнутом коммутаторе 2 производятся измерения модуля вектора суммарного тока 3 (по амперметру 4) , вызванного ЭДС Ej , а также (по фазометру 5) между вектором ij; и вектором опорной.ЭДС Е. Определение полного сопротивления изоляции и его составляющих производится йоформулам: |/ЕГ- 2ТЁ 2 Z-JU OOS f-rJJ S n -x 1,(.) I -/ активная составляквдая сопротивления изоляции fc/t) реактивная составляющая сопротивления изоляции ()..x, где Ч oi, - ci.2- угол между векторами суммарной ЭДС и сум марного токд; - активное сопротивление схемы; Xj,jj Хр +.Хр- реактивное сопротивление схемы; Гр , Хрр - активное и реактивное сопротивления устройств присоединения соответственно; г, х - активное и реактивное сопротивления калиброванной индуктивности. Формулы (1) - (3) получены исходя из следующих соображений. При вводе в нейтраль сети постороннего источника в измеряемой цепи будут действовать две ЭДС: ЭДС постороннего источника питания Ё„ и ЭДС естественного мещения нейтрали Eg, величина и направление которой определяется в зависимости от соотношений проводиостей отдельных фаз относительно земли. Согласно схеме замещения (фиг. 2) уравнение Кирхгофа для изеряемой цепи будет иметь вид ЁП + Ее ( Зе + п ) (Zcx+ 2) .
Как видно из векторной диаграммы (фиг. 3)
ЁГ, + Ёе EJ-; ie + in 51 .
Тогда i(Z +Z).
Приняв за направление отсчета углов вектор ЁО/ получим
t - :- ()
Ey. j(oH-oi2)
7 - fa-
cx-D cxОбоэначим cig f , тогда
..Lcosf-r,,, Sir«4-X + r. Переход к параллельной схеме зам щения электрической сети относитель земли осуществляется посредством .х2 - активная составляющая сопротивления изоляции; гЧ х2 - реактивная составля - . щая изоляций. После преобразований получаем фо мулы () -- (3) . Относительная погрешность опреде ления полного сопротивления изоляци и его составляющих вычисляется по формуле «ГА dZtiA . Подставив вместо А значения Z, R X из формул (1) - (3), получим знач ния относительной погрешности измер ния полного сопротивления изоляции и его составляющих: -l - -TJll-EM -„ )-.« () (сЛЕ+ЛК XC«R г-гх -., где сГЕ, ГД - относительные погрешно ти измерения ЭДС и тока;
, относительные погрешности определения активной и реактивной составляющих элементов- схемы; Е - абсолютная погрешность
измерения углов. Как видно из формул (4) - (6), наибольшая погрешность при малых коэфX
фициентах демпфирования d 100
возникает при определении активной
10 составляквдей.
Примем R г,, сЛЕ (/З сЛ„р , что вполне можно добиться в реальныхсетях. Тогда
R о
t4K-
5
с.-2Д
Х, R
Чх
- еч. ст)
V.-IT+2Как видно из формулы (7), погрешность измерения активной составляю-. щей в значительной мере зависит от параметров схемы измерения. Если реактивная составляющая носит емкостный характер х О, то погрешность увеличивается, а при X р О - уменьшается. Следовательно, для уменьшения погрешности измерения в нейтраль сети при измерении активной составляющей необходимо вводить индуктивность. Применение предлагаемого устройства позволит с более высокой степенью точности и достоверности определять сопротивление изоляции высоковольтных электрических сетей с изолированной нейтралью, а также уменьшить количество разновременных замеров,сократить общее время измерения и вычисления сопротивления изоляции. Опытный образец устройства был изготовлен в отраслевой лаборатории электробезопасности горных работ МЧМ УССР и испытан на модели в лабораторных условиях. Погрешность измерения полного сопротивления изоляции не превосходит 3%, а реактивной и активнойсоставляющих - 10% при коэффициенте демпфирования сети d 5% и применяемых приборах класса точности 0,5. Результаты измерений не зависят от модуля и направления вектора ЭДС естественног го смещения нейтрали. . Формула изобретения Устройство для измерения сопротивления изоляции в высоковольтных электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее источник питания, вольтметр, амперметр и фазометр, подключенный измерительным входом между амперметром и вторым зажимом устройства, причем первый вывод нс-точника питания соединен с первьи
зажимом устройства, отличающееся тем, что, с целью цовьцие ния точности измерения, в него введены коммутатор, калиброванная индуктивность, второй фазометр и источник опорной ЭДС, причем второй вьшод источникапитания через коммутатор и калиброванную индуктивность соединен с амперметром, измерительный вход второго фазометра подключен между входом коммутатора и вторым зажимом устройства, выход источника опорной ЭДС подключен к опорным входам
первого и второго фазометров, а вольметр подключен между входом ко Ф1утатора и вторым зажимом устройства.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР № 347685, кл. G 01 R 27/29, 1972.
2.Меньшов Б.Г. и др. Определение комплексной проводимости на землю
в электрических сетях с изолированной нейтралью.-Труды МИРЭА, 1971, вып. 50, с. 12-20 (прототип).
