Устройство для измерения сопротивления изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью Советский патент 1985 года по МПК G01R27/18 

1 . Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля сопротивления изоляции относительно земли в сетях с глухозаземле ной нейтралью. Известно устройство для непрерывного измерения и контроля сопротивления изоляции в сети с глухозаземленной нейтралью, использующее токи повышенной частоты постороннего источника, которые накладьюаются на ток контролируемой сети содержащее силовой трансформатор, соединенный с заземляющим устройством заградительный фильтр, включенный в нулевой провод, конденсаторы присоединения устройства к контроли руемой сети, генератор повышенной частоты и исполнительный орган lj . Недостатком этого устройства является низкая точность измерения сопротивления изоляции из-за нестабильности резонансной частоты фильт ра. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ус ройство для измерения- сопротивления изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью, содержащее измерител ный трансформатор с первичной, вторичной и токовой обмотками, генератор напряжения, выходы которого сое динены с первичной обмоткой измерительного трансформатора, основной и дополнительный.индшсаторы, выходы которых соединены с исполнительным органом, первый трансформатор тока, включенный в цепь заземления обмот ка которого соединена с основным индикатором, второй трансформатор тока, включенный в фазные цепи исследуемой сети,- p6MofKa которого со динена с входом дополнительного индикатора, блок коммутации, вход которого соединен с вторичной обмотко 11змерительйого трансформатора 2. Недостатки прототипа состоят в невысокой точности измерения при больших сопротивлениях утечки и необходимости последовательного включения в цепь заземлителя измеритель ного и токового трансформаторов, чт снижает качество заземления. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерения при больших значениях сопротивления утечки. 62 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления изоляции в сетях с глухозаземленной нейтралью, содержащее генератор напряжения,, к первому выходу которого подключен один вывод первичной обмотки измерительного трансформатора, исполнительный орган, введены два нуль-органа, фазоизмерительный блок, резистор, а измерительный трансформатор дополнен двумя токовыми обмотками, причем второй выход генератора напряжения соединен с одним из выводов резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки измерительного трансформатора, три токовые обмотки которого вютючены в фазные цепи силового трансформатора исследуемой сети, вторичная обмотка измерительного трансформатора подключена к входам второго нуль-органа, .выход- которого соединен с одним из входов фазоизмерительного блока, второй вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, выход фазоизмерительного блока соединен с входом исполнительного органа, входы первого нуль-органа подключены к выводам резистора. Кроме того, в измерительный трансформатор введена дополнительная вторичная обмотка, к выводам которой подключен конденсатор. На фиг. 1. приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 упрощенная векторная диаграмма измерительного трансформатора; на фиг. 3 - диаграмма работы устройства, Устройство содержит силовой трансформатор 1, заземлитель 2, генератор 3 напряжения, измерительный трансформатор 4, токовые обмотки 5, 6 и 7, первичную обмотку 8, вторичную обмотку 9, дополнительную вторичную обмотку 10 измерительного трансформатора 4, конденсатор 11, резистор 12, первый нуль-орган 13, фазоизмерительный блок 14, второй нуль-орган 15, исполнительный орган 16, цепи 17 токов утечки. Рабочие обмотки силового трансформатора 1 включены в звезду, нулевая точка которой подключена к заземлителю 2. Фазные цепи трансформатора 1 подключены к токовым обмоткам 6,5 и 7 измерительного трансформатора 4, выполненного на ферритовом кольцевом 3116 магнитопроводе. Первичная обмотка 8 с трансформатора 4 подключена к генератору 3 напряжения повышенной частоты через резистор 12, которьш соединен с входом первого нуль-органа 13, а вход второго нуль-органа 15 соединен с вторичной обмоткой 9 трансформатора 4. Обмотка 9 конструктивно выполняется таким образом, чтобы ее монтажная емкость с другими обмотками трансформатора 4 была минимальна. Дополнительнаяч вторичная обмотка 10 трансформатора 4 соединена с конденсатором 11, образуя колебательный контур, настроенный на частоту генератора 3 напряжения. Выходы нульорганов 13 и 15 соединены с входами фазоизмерительного блока 14, выход которого соединен с входом исполнительного органа 16. Токи утечки в сети определяются сопротивлениями утечки и емкостями цепи 17. Устройство работает следующим образом. Напряжение с выхода генератора 3 напряжения поступает на первичную . обмотку трансформатора 4. При этом в трансфооматоое 4 со,зпается пеовичный магнитный поток Ф, (иг. 2). Вторичный магнитный поток 2 трансФорматоре 4 создается токами утечки ЗУ , протекающими через цепь: заземлитель 2, обмотки силового трансформатора 1, токовые обмотки трансформатора 4, емкости и сопротивления утечки цепи 1.7. Угловое положение вектора токаЗ а следовательно, и потока Pj определяются соотношением величин сопротивлений утечки цепи 17 и емкостного сопротивления цепи при частоте измерения, определяемой частотой генератора 3. При изменении величины сопротивления утечки цепи 17 меняется, углевое положение вектора потока ф и, как следствие, угловое положение вектора результирующего поток а™о При этом меняе.тся и величина угла 0 между векторами Ф и v. При использовании ферритового сердечника в трансформа;торе 4 потери в магнитопроводе незна-, чительны. При этом потоки и токи в первичных и вторичных контурах совпадают по фазе. Поэтому фазу п©тока-Ф определяют по .фазе тока ,5 или 964 по напргяжеиию Vf на резисторе 12, в-ключением в первичную цепь-транс форматора 4 Сфиг. За). Фазу потока 9 определяют косвенным путем с помощью Дополнительной вторичной обмотки 9 трансформатора 4. Конструктивно обмотка.выполняется таким образом, чтобы ее- емкость монтажная с соседними обмотками была минимaJн HlOЙ. Для этого, она располагается в .у,, щ ервв«1мюму в магнитопрв-ввде,. и эя авиирэрвя-ея. электростаттютес1шм зирайет,. При н&па кткпае, снимаемое обмот-ки 9, 0Ч«о о . его вид П1 датавлва на фиг. 3 б. Напря-жеийе V,| и V. , пройдя, через нуяь-©р раш и 15 принимает представяеяя ю н-а фиг 3-в и б соответстБвн н«. Ин ф©рмащ ию о величине сопротивления утечжи цепи 17 несет значение угла с6 (фит. Зв). Величина угла ОЬ прео азуетсл в фазоизмерипeльнoм бяоке М в величину поствянного нагараше и даПодаетоя на исполнительный орган 16, в котором происхо дит индикация величины сопротшлеяия утечки и вырабатываются управляющие сигналы на отключение участка сети. Чувствительность устройства, увеличивается, если ввести дополнительную вторичную обмотку 10, настроенную : : в резонанс на частоту генератора 3 конденсатором 11. При этом изменание сопротивления утечки приводит к изменению резонансной частоты контура, а следовательно, и фазовьрс отноше«ий ме-вду потоками 9 и 9.. Увеличение чувствительности при этоМ; в значитель-ной мере зависит от добротностэд колебательного контУра. Приме-нение данного устройства при изме-ренияк со-и эотивления утечки вследствие изме рен«я. фазовых соотношений поток.ов делает нечувствитель- ным к изменению амплитуды напряжения генер-афо рв, позволяет измерять сопротивленвш утечки величиной более 1 м, а еледевательно, прогнозир ;Ша рь ухудавеаие изоляционных свойств на ранних стадиях, что особенно важно, повышает злектробезопасносчф 0€ор уд©ва.ния.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ В СЕТЯХ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее генератор напряжения, к первому выходу которого подключен один вывод первичной обмотки измерительного трансформатора,, исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения при больших значениях сопротивления утечки, введены два нуль-органа, фазоизмерительный блок, резистор, а измерительный трансформатор дополнен двумя токовыми обмотками, причем второй выход генератора, напряжения соединен с одним из выводов резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки измерительного трансформатора, три токовые обмотки которого включены в фазные цепи силового трансформатора исследуемой сети, вторичная обмотка измерительного трансформатора подключена к входам второго нуль-органа, вьпсод которого соединен с одним из входов фазоизмерительнего блока, второй вход которого соединен с выходом первого нуль-орга§ на, выход фазоизмерительного блока соединен с входом исполнительного органа, входы первого нуль-органа подключены к выводам резистора. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающее с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в измерительный трансформатор введена дополнительная вторичная обмотка, к выводам которой пoдкJпoчeн конденсатор. X ;о О)

б

г 1Гк2,

cot

Фиг.З