Устройство для измерения омического сопротивления электрических источников переменного напряжения Советский патент 1992 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения токов короткого замыкания (ТКЗ) в электроустановках переменного напряжения.

Известны приборы и устройства, замеряющие омические сопротивления - мосты, компенсаторы и т д. (Л-1), но эти устройства не позволяют замерять сопротивления под рабочим напряжением.

Известен прибор М-417 (Л-2), позволяющий замерять сопротивление электрической сети под рабочим напряжением. В основу работы прибора заложен принцип эквивалентного генератора с замером разницы величины напряжения сети до и после подключения известной нагрузки. Прибор включает в себя известное нагрузочное сопротивление, переключатель, схему ручной компенсации напряжения сети до подключения нагрузочного сопротивления и вольтметр, фиксирующий действующее значение переменного напряжения

Из-за колебаний напряжения сети в гцэоцессе производства замеров, что имеет

место в реальных электроустановках, для получения корректных замеров разницы величины напряжения сети необходим значительный ток нагрузки, что приводит к росту габаритов прибора,

Прибор имеет низкую чувствительность и его нельзя применять в силовых сетях большой мощности со значительными токами К .3.;

неудобен в работе, так как требуется ручная установка показаний прибора на нуль в режиме до подключения нагрузочного сопротивления

Цель изобретения является повышение точности измерения, упрощение устройства и снижение габаритов и повышение чувствительности прибора, замеряющего омическое сопротивление электрических цепей переменного гока.

Предлагаемое устройство для замера омического сопротивления электрических источников потребляет меньший ток от сети просто в обслуживании и позволяет определить токи короткого замыкания в сетях низкого напряжения (до 1 кВ ), качество

ел ел k

ы

контактных соединений; наличие в сети нагрузок с несбалансированным (однополяр- ным) током нагрузки:

Поставленная цель достигается тем, что в устройство в цепи нагрузочного сопротивления и переключателя устанавливается выпрямительный элемент и амперметр, фиксирующий среднее значение тока нагрузки 1н.ср., а в качестве вольтметра, замеряющего изменение напряжения до и после подключения нагрузочного сопротивления, применен вольтметр, фиксирующий постоянную составляющую напряжения сети - среднее значение напряжения сети за период А1)ц.ср.. Омическое сопротивление электрической сети гс определяется по формуле AUH.cp

Гс

1н.

ср

(D

Выполним вывод формулы (1), Согласно теореме об эквивалентном генераторе () две точки любой электрической сети можно представить как эквивалентный источник с напряжением Uxx и последовательно соединенными активным гс и реактивным Хс сопротивлениями. На фиг. 1 изображена схема эквивалентного источника с параметрами Uxx,rc,Xc, нагруженного на активное сопротивление Гц через выпрямительный элемент. Для этого контура можно написать уравнение

UH(t) Uxx(t) - Ц ,H(t) rc. (2)

Определим среднее значение напряжения UH ср. за период

AuHCp Y f UHCp(t)dt Jrf/Uxx(0dt- °о

Т

dt - / IH (t ) rc d t о

(3)

Среднее значение Uxx в силовых электрических сетях переменного тока, как правило, равно нулю, т.е.:

| /Uxx(t)dt 0

I п

(4)

Второе слагаемое тожеравно нулю

1 Г , dlaIH 1 1НЯ d, m

Y J U т -L-, с { оdt 1Н(0)

так как начальное н(о) и конечное значени

1н(Т) тока равно нулю.

Следовательно,

1 т AUH ср. т / HW rc dt г |н ср. (6)

о

В промышленных электрических сетях Uxx(t) не имеет постоянной составляющей и AUn.cp.. не равное нулю, появляется только при подключении нагрузки с однополярным током. При этом омическое сопротивление

(7)

определяется по формуле (1). Если в кривой напряжения сети без исключения внешней нагрузки имеется постоянная составляющая AUxxcp. 0, то является признаком 5 несбалансированных однополярных токов сети, омическое сопротивление электрической сети будет определяться формулой

A UH.CP A Uxx.cp

гс-.

и ср

10 На фиг.2 изображена схема устройства для замера омического сопротивления электрической сети.

Прибор состоит из нагрузочного сопротивления 1, включенного последовательно с

15 амперметром магнитоэлектрической системы 2, выпрямителя 3 и переключателя А. Среднее значение напряжения сети за период - постоянная составляющая напряжения сети замеряется, например, с помощью

20 прибора магнитоэлектрической системы 5, включенного последовательно с активным ограничивающим сопротивлением 6 и за- шунтированного емкостью 7. Цепь из последовательно соединенной емкости 7 и

25 активного сопротивления позволяет резко (в сотни раз) снизить переменную составляющую омического сопротивления сети. При подключении прибора к сети при отключенном переключателе 4 замеряется AUxxcp и

30 in ср. При AUxxcp. 0 активное сопротивление определяется по формуле (1), при наличии А Оххср. 0 - по формуле (7). Формула изобретения Устройство для измерения омического

35 сопротивления электрических источников переменного напряжения, содержащее магнитоэлектрический вольтметр, переключатель и активное нагрузочное сопротивление, входные клеммы, о т л и ч а40 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, упрощения устройства и снижения габаритов, в него дополнительно введены выпрямительный элемент, магнитоэлектрическийамперметр,

45 конденсатор, резистор, причем вывод нагрузочного сопротивления соединен с входнойклеммой,свыводом магнитоэлектрического вольтметра с выводом конденсатора, второй вывод нагрузоч50 иого сопротивления соединен с выводом мап (итоэлектрического амперметра, второй его вывод - с анодом выпрямительного элемента, катод соединен с переключающим контактом переключателя, второй контакт

55 переключателя соединен с второй входной клеммой с выводом резистора, второй вывод резистора соединен с вторыми выводами магнитоэлектрическою вольтметра и конденсатора.

фиг. 1

Использование: измерение омического сопротивления сетей переменного тока. Цель изобретения - повышение точности измерений путем повышения чувствительности устройства Нагрузочное сопротивление 1 соединено последовательно с магнитоэлектрическим амперметром 2, выпрямителем 3 и переключателем 4, вольтметр 5 магнитоэлектрической системы соединен последовательно с ограничивающим сопротивлением 6, параллельно с вольтметром соединена емкость 7, первый вывод нагрузочного сопротивления соединен с выводом вольтметра и с входной клеммой, контакт переключателя соединен с выводом ограничивающего сопротивления и со второй входной клеммой. 2 ил.

5

7

фиг. 2