Способ определения тока утечки Советский патент 1989 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электроilexHHKe, а именно к технике контре Ля изоляции электроустановок,

Цель изобретения - повышение

Гувствительности определения тока утечки за счет периодической комму- t4UHH вспомогательной цепи, содер- я|сащей вспомогательный источник ток I На чертеже приведена схема, поя ияющая данный способ,

Источник 1 рабочего тока соедин ; потребителем 2 электроэнергии с помощью линии 3, имекхцей проводимо Ш 4 изоляции фаз относительно зеьт 1спомогательный источник 5 тока со с землей через выключатель 6 И; через проводимость 7 со средней точкой (нейтралью источника 1 рабо г;его тока. Фазочувствительный вольт метр 8 включен -между землей и средней точкой источника 1 рабочего ток иольтметр 9 - между средней точкой сточника 1 рабочего тока и его фаз-ным выводом.

Сущность способа заключается в том, что между средней точкой не- точника 1 рабочего тока и землей иводят вспомогательный источник 5 1 ока той же частоты, что и рабочий ок, затем периодически включают и пыключают указанный источник, при , измеряют напряжение смещения Нейтрали как при включенном, так и ijtpH выключенном вспомогательном ис фочнике тока, а о токе утечки судя iio результатам измерений.

Напряжение смещения нейтрали IJ электроустановки как переменного , так и постоянного тока определяютс ро формуле: п ,

Y; ,

и

И

проводимость L-й фазы относительно земли; число фаз систе Ы; общая проводимость токо- ведущих частей относительно земли.

Y - , .

При этом напряжение, токи и проводимости при переменном токе описьюа- ются комплексными числами, а при постоянном - действительными числами. Поскольку действительное число является частным случаем комш1ексиого, везде, кроме случая, относящегося только к постоянному току, для обозначения напряжения тока и проводимости используют Uj I и Y,

Если включить между средней (нулевой) точкой источника рабочего тока и землей вспомогательный источник тока, но напряжение смещения нейтрали и изменяется и определяется по формуле:

EYf

U;Y(2)

где Е

- ЭДС вспомогательного источ- .. ника тока;

Y В

проводимость вспомогательной цепи (т.е. цепи, содержащей вспомогательный источник тока| , включенная между нейтралью и землей. Если при отключенном вспомогательном источнике тока с лг-й фазы на землю имеет место утечка тока, то напряжение смещения нейтрали Ungijj определяется по формуле:

Изобретение относится к технике измерения и контроля параметров изоляции электроустановок. Цель изобретения - повышение чувствительности определения тока утечки. Периодически коммутируют вспомогательную цепь, снабженную вспомогательным источником тока 5 и проводимост-ью 7, предварительно включенную между средней точкой источника рабочего тока 1 и землей. Ток утечки определяют по формуле 1, YEJE -JJ) («чЛ) / (), где U и напряжения между средней точкой .источника рабочего тока и землей до возникновения утечки соответственно при включенной и выключенной вспомогательной цепи; iTjgy - напряжение между средней точкой источника рабочего тока и землей после возникновения утечки при выключенной вспомогательной цепи; Е - электродвижущая сила вспомогательного источника тока; YP - проводимость вспомогательной цепи. Способ обеспечивает определение приращения тока утечки, возникающей при внезапных замыканиях в сети . 1 ил , 3 $ . (Л С 4 а СП 00 00 to

де и.

50

- л.45

напряжение 1-й фазы относительно средней точки источника рабочего тока, т,е. относительно нейтрали, причем для средней точки i равно нулю (здесь и в дальнейшем в аналогичном

контексте, говоря о фазе, подразумевают и полюс, и зажим аккум лятора, и дру- г ие подобные элементы; жимы, йоединеньые перемычками, рассматриваются как один зажим);

ил

й-U,Y:

. Y

(3)

и - напряжение т-й фазы относи Г

где

ч

тельно нейтрали;

проводимость утечки. Если же утечка тока на землю имеет место при включенном вспомогательном источнике токд, то напряжение смещения нейтрали определяется по формуле

.т

-t-EY,

Y + Y т Е

+ Y

W

Используя закон Ома и то, что напряжение фазы относительно земли равно соответствующему фазному напряжению, уменьшенному на напряжение нейтрали, при совместном решении (1), (2) и (3) получают формулу для тока утечки Т„,. при отключенном вспомогательном источнике тока:

Г

Y Cf-lI liyjfl -I-Hl) UNE - UH

Аналогично из (1), (2) и 4) получают формулу для тока утечки при включенном вспомогательном источнике тока:

Г - Y (l-: iiilb§ibi f§).

E - ЕUNE - iT

Для реализации предложенного способа между средней (нулевой) точкой источника 1 рабочего тока и землей вводят вспомогательный источник 5 тока той же частоты, что и рабочий ток, который затем периодически с помощью выключателя включают и выключают. Помимо того, напряжение между нулевой точкой и землей как при включенном, так и при выключенном вспомогательном источнике тока с помощью фазочувстви- тельного вольтметра 8. При отсутствии вывода от средней точки используют искусственную нулевую точку, получаемую посредством звезды из одинаковых проводимостей. Сами измерения выполняют высокоомным вольтметром, который включают между нулевой точкой, естественной или искусственной, и землей. Измеряемая при этом величина является напряжением смещения нейтрали. В сетях переменного тока дпя указанных измерений используют фазочувствительный прибор Дпя повышения точнос1И измерений искусственную нулевую точку создают отдельно для вспомогательного источника тока и для вольтметра.

Вместо приведенного можно применить и косвенный метод измерения, который по крайней мере в сетях переменного тока позволяет применить более простые, удобшле и точные приборы и не требует организации нулевой точки для вольтметра.

Например, в случае симметричной трехфазной систем вольтметром с

очень большим сопротивлением (сравнительно с общим сопротивлением токо- ведущих частей относительно земли) измеряют модули напряжений Од, Ug, и между фазами А,В,С и землей и модуль фазного напряжения и.Один из из возможных вариантов измерения напряжения Uq, состоит в том, что

измеряют модуль напряжения между любыми двумя фазами, т.е. линейное напряжение, и полученную величину делят на 4з. Указанное позволяет найти вектор напряжения смещения нейтрали

. . п,, „2 „ и,

I . : d3 ,

о -511-J 9

зи

9

, у., -uc

20

зи

f

5

В случае электроустановки постоянного тока высокоомным вольтметром измеряют напряжение U между положи5 тельным полюсом и землей и U между отрицательным полюсом и , что позволяет найти напряжение земли относительно средней точки источника рабочего тока:

0,

и, (и -и.

Описанш)1е периодически повторяющиеся измерения напряжения смещения нейтрали позволяют прежде всего установить момент возникновения утечки, для чего каждый раз сравнивают текушее значение напряжения смеще- ния нейтрали с полученным ранее и, если они не совпадают, фиксируют возникновение утечки. Естественно, что оба сравниваемых напряжения должны относиться к одинаковым состояниям вспомогательного источника тока,т.е. в обоих случаях он должен быть либо включен, либо выключен. При этом, предполагается, что за время между двумя одинаковыми состояниями вспомогательного источника тока возникает не более одной утечки, т.е. допускается, что за время между двумя утечками успевают выполнить не менее двух измерений.

Ксли найденный ток утечки не дос- тигает значений, требующих принятия особых мер, например отключения сети, то измерения продолжают аналогично описанному.

Предлагаемый способ может быть использован при проведении научных исследований, а также при разработке аппаратов защиты от поражения электротоком. Использование данного способа позволяет повысить чувствительность определения тока утечки, что I приводит к повышению надежности электроснабжения потребителей и безопасности эксплуатации электроустановок.

Формула изобретения

Способ определения тока утечки, заключающийся в измерении параметров вспомогательной цепи, соединенной с землей, отличающийся тем,

что, с целью повыщения чувствительности, периодически коммутируют вспо- мог-ательную цепь, снабженную вспомогательным источником тока, имеющего ту же частоту, что и рабочий ток, предварительно включенную между сред- ней точкой источника рабочего тока и землей, измеряют напряжение между средней точкой источника рабочего

1465832 ь

тока и землей как при включенной, та.к и при выключенной вспомогательной цепи, а ток утечки 1,. определя ют по формуле

Г

(Е.1 УнЕиУк2Г ГУн1

NE

- UN

где Y

и.

ии,Епроводимость вспомогательной цепи; электродвижущая сила вспомогательного источника тока;

напряжение меткду средг ней точкой источника рабочего тока и землей до возникновения утеч- кй соответственно при включенной и выключенной вспомогательной цепи;

и. - напряжение между сред- ней точкой источника pafSo4ero тока и землей после возникновения утечки при включенной вспомогательной цепи.