Способ измерения сопротивления изоляции и емкости электрических сетей Советский патент 1992 года по МПК G01R27/18 

этого сигнала и определяют величины сопротивления изоляции и емкости по выражениям

можно записать как

Rx

R,+RX

. КцСх

). (3)

-УМ-1пНЯ

и,

)-ln

T.J

где R. - сопротивление цепи заряда

Ч

сети, равное сумме сопротив15

U,

« и,

20

лений резистора и блока нулевой точки для измерительного сигнала;

ьеличина единичного склчка измерительного напряженияj первое измеренное мгновенное значение измерительного напряжения непосредственно перед прерыванием цепи заряда емкости сети;

- второе измеренное мгновенное 25 значение измерительного напряжения, фиксируемое через априорно заданное время от начала разряда емкости сети; априорно заданные равные временные интервалы после

начала з;.ркда и начала разряда емкости сети соответственно.

На чертеже изображена схема устойства, реализующего предлагаемый посо б.

Выражение для определения текущих гновенных значений напряжения на см

t,, 30

35

Cj( при ее заряде

)

RK

RI+RK

ue.(i записываетсяt

RflS, (1)

где Rn , + R,). Выражение для определения текущих мгновенных значений измерительного напряжения при разряде емкости С х записывается как

(2)

U(t)

U{e

к„сх

где U - напряжение на емкости Cj( в

начальный момент времени разряда, фиксируемое в момент прерывания поступления измерительного нащ/нх.ения на импеданс изоляции. ; Измеренные значения мгновенного напряжения в момент разрыва цепи зп0

5

0

5

В связи с тем,что для диапазона измеряемых величин сопротивления изоляции Rx находящихся обычно в пределах 10- 10000 кОм, величина зарядного резистора Rf (с учетом сопротивления блока искусственной нулевой точки) не превышает обычно 1 кОм, то величина погрешности вычисления U. определяется по выражению

U

IV (1 i.

RnCx

),

(4)

1 о полученному из выражения (3) при

Rx

т.е. при условии, что к | к к

и сравнительно невелика по сравнению с измеренной величиной Uf (после истечения заданного времени). В дальнейшем, после определения R x по упрощенному выражению эта составляющая погрешности при необходимости . может быть учтена.

Измеренное мгновенное значение измерительного напряжения в процессе

разряда vepos заданное время t,

записывается лак

ft

Ч

U2 U,-e

К С

(5)

где U. - значение измерительного напряжения на импедансе изоляции в начале процесса разряда емкости (после прерывания процесса заряда этой емкости) ,

Выражения (4) и (5) можно решить относительно tf и t следующим образом

-Rncx

ln(1 - -Н1-),

(6)

-Vx ln -g-.

(7)

50

Так как 14 t, то приравнивая выражения (6) и (7) и решая это уравнение относительно Ry, получаем

5

R«-R,

Ы1 -

о

- 1 . (8)

ln(UЈ/U,)

Затем определяем Сх по выражению 1

С„ .(9)

Устройство для измерения сопротив- пеняя изоляции и емкости электрических сетей, реализующее предлагаемый ч способ, состоит из источника 1 измерительного напряжения постоянного тока, сопротивления 2, блока 3 искусственной нулевой точки, развязывающего блока 4, вычислителя 5, блока 6 формирования пауз, задатчиков 7 и 8 временных интервалов, аналоговых ключей 9 и 10, переключателя . 11, статических триггеров 12 и 13-, аналоговых запоминающих элементов 14 и 15, одно- вибратора 16, элементов 17 и 18 за-1 держки, индикаторов 19 и 20, логических элементов ИЛИ 21 и 22, въжлюча- телп 23, конденсатора 24 и клемм 25- 28.

Кроме того, на чертеже изображены отрезок трехфазной сети 29 переменного тока и сопротивления изоляции и

R

ХС

и С

ХА

емкости фаз сети Куд, К-хб Схв, Су(ч, параллельное соединение которых дает величины R. и К-

Устройство работает следующим образом.

При замыкании выключателя 23 единичный сигнал напряжения постоянного тока через конденсатор 24 и логический элемент ИЛИ 21 поступает на первый вход статического триггера 12, переводя его в положение 2, при котором обеспечивается замыкание аналогового ключа 9, и на вход задатчика 7, где начинается отсчет.априорно заданного интервала времени t(.

Замыкание ключа 9 прийодит к тому, что единичный скачок измерительного напряжение поступает через сопротивление 2 и блок 3 искусственной нулевой точки в контролируемую сеть 29, в результате чего на импедансе изоляции сети начинает нарастать измерительное напряжение.

Через заданное время t на выходе задатчика 7 временных интервалов появляется сигнал, который поступает на второй вход статического триггера 12, вызывая его возврат в исходное положение 1, при котором размыкается аналоговый ключ 9, на вход элемента 8 временных интервалов, в котором начинается г течет априорно заданного гт ч:с 1т: t ,-) ; /, ;т через вход элемента ; ЛН 22 на РХ.ОД одновиб- ратора 16, переводя его в неустойчивое состояние, при котором замыкается аналоговый ключ 10.

7569 - - 6

Размыканий ключа 9 вызывает прекращение заряда емкости сети Су измерительным напряжением, а замыкание ключа 10 обеспечивает поступление мгновенного значения измерительного напряжения в момент t от начала заряда- через развязывающий блок 4,аналоговый ключ 10 и переключатель 11

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

(.находящийся в положении 1, когда его вход соединен с первым входом) на аналоговый запоминающий элемент 1А, на котором это значение запоминается. Через второй временной отрезок t t от начала разряда емкости сети на выходе эадатчика 8 временных интервалов появляется сигнал (к этому времени одновибратор 16 уже возвращается в устойчивое исходное состояние, при котором ключ 10 разомкнут), который поступает на вход блока 6 формирования пауз, на первый, вход статического триггера 13, переводя его в положение 2, обеспечивающее переход переключателя 11 в положение 2, при котором вход переключателя 11 отсоединяется от первого выхода и подсоединяется к второму выходу. Через время задержки, задаваемое элементом 17, сигнал с выхода задатчика 8 врг-- менных интервалов через второй вход элемента ИЛИ 22 поступает на вход од- -новибраторл 16, снопа переводя его в неустойчивое положение, при котором, замыкается ключ 10. Б этом случае мгновенное значение измерительного напряжения в процессе разряда емкости сети через развязывающий блок 4, блок 10 и переключатель 11 поступает уже на аналоговый запоминающий элемент 15, где запоминается. Через вре- мя, определяемое элементом 18 задерж- |ки, сигнал с выхода задатчика 8 пег ;ступает на третий вход вычислителя 5, давая тем самым разрешение на введение информации с аналоговых запоминающих элементов 14 и 15 в вычислитель 5, в память которого в качестве константы введено априорно заданное время t .tg. Начинается процесс определения в вычислителе 5 величин RK и Сх по выражениям (8) и (9), по завершении которого информация поступает соответственно на индикаторы 19 и 20. К этому времени одновибратор , iG возпрацаетсл в устойчивое, псхсд-. ное положение, при котором аналого- вый ключ 10 разомкнут.

По истечении времени, задаваемого блоком 6 Нормирования пауз, на его -выходе появляется сигнал, который переводит статическим триггер 13 в положение 1, при котором переключатель 11 тоже возвращается в положе- .ние 1. Этот же сигнал через логический элемент ИЛИ 21 переводит статический триггер 12 в положение 2, что вызывает замыкание ключа 9, и начинается новый цикл измерения.

Формула изобретения

/

Способ измерения сопротивления изоляции и емкости электрических сетей, при котором в контролируемую сеть подают единичный скачок измерительного напряжения постоянного то ка, в течение переходного процесса установления измерительного напряжения на импедансе изоляции сети в заданный момент времени от начала этого процесса измеряют и запоминают . первое мгновенное значение измерительного напряжения на импедансе изоляции сети, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью попмшення быстродрйствия измерения при одновременном упрощении способа за счет уменьшения числа операций, ддполиительно поело прерывания процесса заряда емкости сети и запоминания существовавшего при этом на импедансе изоляции мгновенного знамения измерительного напряжения в по

. 8

реходном процессе фиксируют только однократно второе мгновенное значение измерительного напряжения в переходном процессе разряда емкости сети через время, равное заданному времени заряда ем::ости сети, и определяют величины сопротивления изоляции R. и емкости сети Сх по выражениям

10

R,

С„ 15

где R - сопротивление цепи заряда

сопротивлений резистора и блока нулевой точки измерительного сигнала;

U0 - величина единичного скачка измерительного напряжения;

U 4 - первое измеренное м новенное . значение измерительного напряжения непосредственно перед прерыванием цепи заряда емкости сети}

Uл второе измеренное мгновенное значение измерительного напряжения, фиксируемое через заданное время от начала разряда емкости сети,

tЈ - задакиме временные интервалы после начала заряда и начала разряда емкости сети соответственно.

t|e

I I , . -U.

IrH 4x g

3

.Ј u.

TJJJJA

т

3v