Устройство для контроля сопротивления изоляции в электрической сети переменного тока с изолированной нейтралью Советский патент 1982 года по МПК G01R31/02 H02H3/17 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИЗОЛИРОВАННОЙ

I

Изобретение относится к техническим средствам обеспечения электробезопасности в электрических сетях переменного тока с изолированной нейтралью и может быть использовано в системах автоматизированного управления электроснабжением потреби- . телей.

Известны устройства для испытания изоляции электроустановок повышенным контрольным напряжением постоянного тока, основным назначением которых является доведение ослабленного места изоляции электроустановок до пробоя с целью его последующего эффективного обнаружения и предотвращения возможностей аварии при дальнейшей эксплуатации системы, что и осуществляется при контрольных проверках состояния изоляции в сроки, установленные ПУЭ l.

Проведение очередных и большого количества внеочередных проверок состояния изоляции при помощи переНЕЙТРАЛЬЮ

движных испытательных установок в условиях, например, горнорудных и угольных предприятий, распределительные электрические сети которых имеют, №1сокую повреждаемость и размещены на значительных площадях, довольно трудоемко и требует значительных затрат времени, специальной аппаратуры, а также тщательной подготовки и организации испытаний для обеспечения безопасности персонала, проводящего испытания.

Известны блокировочные реле утечки (БРУ) для контроля сопротивления изоляции отключенных участков электрических сетей и запрета их включения при снижении сопротивления изоляции ниже допустимой величины 2j.

Однако достоверность выявления дефектов изоляции известным БРУ мала в связи с тем, что величина контрольного напряжения в этих устройствах значительно ниже уровня рабочего напряжения электрической сети.

При этом места с ослабленной изоляцией, которые не пробиваются напряжением, использованным в ВРУ для измерения сопротивления изоляции, могут быть пробиты номинальным напряжением электрической сети Недостаточная достоверность выявления повреждений изоляции известными ВРУ обусловлена также малыми токами при однофазных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью. Как показывает практика эксплуатации электрических сетей с изолированной нейтралью, обугленный канал пробоя при таком замыкании не образуется, в результате чего имеют место так называемые самоустранякнциеся повреждения с временным восстановлением сопротивления изоляции в месте пробоя до такого уровня, который находится вне зоны чувствительности известных БРУ.,

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, выполняюудее функции БРУ, содержащее блок проверки состояния изоляции (ВПСИ), вкпючающий в себя источник вспомогательного напряжения, подключенный своим выходом к тормозной обмотке двухобмоточного реле через подстроечный резистор, рабочая обмотка которого соединена с выходом источника контрольного напряжения и через заградительный фильтр - с контролируемой сетью, входы указанных источников подключены к сети через вспомогательный контакт коммутационного аппарата и блок управления, воздействующий на БПСИ .З.

Величина контрольного напряжения в нем близка по величине к номинальному напряжению контролируемой сети. Тем не менее, достоверность выявления дефектов изоляции данным устройством остается недостаточной.

Цель изобретения - повышение достовер ости выявления дефектов при автоматическом опережающем контроле состояния изоляции

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля сопротивления изоляции в электрической сети переменного тока с изолированной нейтралью, содержащее блок проверки состояния изоляции (ВПСИ), включающий в себя источник вспомогательного напряжения, подключенный своим выходом к тормозной обмотке

двухобмоточного реле через подстроечный резистор, рабочая обмотка которого соединена с выходом источника контрольного напряжения и через

заградительный фильтр - с контролируемой сетью, входы указанных источников подключены к сети через вспомогательный контакт коммутационного аппарата и блок оперативного управления, введены три элемента И, два элемента ИЛИ, триггер управления, переключатель режима работы, блок автоматического управления и два геркона, причем выход блока оперативного управления подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента И, с разрешающим входом БПСИ и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока автоматического управления и к второму входу первого элемента ИЛИ,

выход последнего соединен с нулевым входом триггера управления, единичный вход которого соединен с выходом третьего элемента И, нулевой выход триггера управления подключен к первому влючающему входу ВПСИ, единичный выход - к второму входу второго элемента И и через переключатель режима работы - к второму включающе,му входу БПСИ, при этом вьгходы первого и второго элементов И подключены ко входам второго элемента ИЛИ, выход которого служит подключения к коммутационному аппарату, а источники контрольного и вспомогательного напряжений выполнены в виде вторичных обмоток трехобмоточного трансформатора, к одному из выводов и к средней точке Первичной обмотки которого подключены упомянутые герконы.

Принцип работы устройства поясня- ется чертежом.

Устройство содержит логические элементы ИЛИ 1 и 2, логические элементы И 3, и 5, триггер 6 управления, переключатель 7 режима работы контрольно-блокировочного устройства, вспомогательный контакт 8 коммутационного аппарата, блок 9 переключающих герконов, подстроемный резистор 10 в цепи источника 11 вспомогательного напряжения, источник 12 контрольного напряжения, заградительный 5 фильтр 13, подстроечные резистор Т и двухобмоточное реле 15. В зависимости от положения переключателя 7 предлагаемое устройств встроенное в схему управления комму тационного аппарата, может работать в двух режимах: как блокировочное реле утечки и как испытательная уст новка. Работа устройства в режиме БРУ осуществляется следующим образом, В режиме БРУ в зависимости от предстоящего включения коммутационного аппарата (оперативное или послеаварийное) опережающий контрол состояния изоляции включаемой электрической сети производится при раз ных уровнях контрольного напряжения При оперативном включении коммутационного аппарата контроль состояния изоляции в присоединении осущест вляется пониженным безопасным напряжением. Включение коммутационного аппарата после его аварийного отключения под действием защит осуществляется после дополнительной проверки состоя ния изоляции повышенным контрольным напрян ением, величина которого позволяет достаточно точно оценить уровень электрической прочности изоляции. Сигнал Оперативное включение коммутационного аппарата с блока 16 оперативного управления поступает на один из входов логического элемента 3 и через логический элемент 1 на нулевой вход триггера 6 управления, который своим сигналом инициир ет работу устройства с проверкой состояния изоляции в присоединении безопасным пониженным контрольным напряжением. При этом по тормозной обмотке реле 15 протекает ток, определяемый напряжением вспомогатель ного источника 11, который создает МДС, стремящуюся включить реле 15f а по рабочей обмотке реле 15 протекает зарядный ток сети и ток утечки ее изоляции, которые создают при встречном включении обмоток МДС, пр пятствующую включению реле 15. Пара метры устройства выбирают так, чтобы срабатывание реле 15 не происходило до тех пор, пока зарядный ток не исчезнет, а ток утечки не будет меньше максимально допустимой величины. 0 В результате проверки состояния изоляции на выходе устройства продолжает сохраняться сигнал, запрещающий включение коммутационного аппарата, или появляется сигнал, разрешающий включение коммутационного аппарата, который поступает на второй вход логического элемента 3 и через логический элемент 2 передается на исполнение. При включении коммутационный аппарат своим вспомогательным контактом В выводит устройство из работы. При аварийном отключении коммутационного аппарата элементами встроенной в него защиты блок 17 автоматического управления формирует сигнал Послеаварийное включение коммутационного аппарата, который поступает на один из входов логического элемента 5, а через логический элемент 1 - на нулевой вход триггера 6 управления, который инициирует работу устройства с контролем состояния изоляции безопасным пониженным контрольным напряжением в описанной последовательности. При удовлетворительном состоянии изоляции в присоединении при проверке ее пониженным контрольным напряжением реле 15 срабатывает и формирует сигнал, который поступает на вход логических элементов и 5, последний пропускает его на единичный вход триггера 6 управления и переводит его в другое положение. С триггера 6 сигнал поступает на входлогического элемента и одновременно обеспечивает подачу напряжения в обмотку электромагнита управления второго.геркона и посредством замыкания его контактов уменьшает число витков первичной обмотки трансформатора , обеспечивая тем самым повышение контрольного напряжения и пропорционального ему вспомогательного напряжения. С увеличением напряжения источников 11 и 12 соответственно изменяются токи и обусловленные ими МДС в рабочей и тормозной обмотках реле 15, обеспечивая тем самым автоматическую настройку уставки реле 15 на проверку состояния изоляции повышенным напряжением. В зависимости от состояния изоляции в контролируемом присоединении реле 15 своими сигналами соответственно запрещает или разрешает вклю7чение коммутационного аппарата. При разрешении сигнал поступает на вход логического элемента и через логический элемент 2 передается на исполнение устройству автоматического повторного включения (АПВ), При включении коммутационный аппарат сво им вспомогательным контактом 8 выводит устройство из работы. При неудовлетворительном состоянии изоляции контролируемого п 5исоединения с целью эффективного выявления места повреждения изоляции, а также с целью профилактических испытаний элементов электрической сети после их ремонта возможен перевод контрольно-блокировочного устройства в режим испытательной установки, который осуществляется с помощью переключателя 7 путем подачи напряжения на обмотку управления соответствуюи1его геркона от посторо него источника напряжения, минуя триггер 6 управления. Работа устрой ства в этом случае аналогична режиму проверки состояния изоляции сети повышенным напряжением в режиме ВРУ с той лишь разницей, что при удовле ворительном состоянии изоляции разрешаюи|ий сигнал на включение коммутационного аппарата не поступает, так, сигнал с триггера б управления на втором входе логического элемента 4 отсутствует. При проведении профилактических испытаний элементов электрической сети посредством КБУ, функционирующего в режиме испытательной установ ки, значительно сокращается трудоемкость и затраты времени, упрощает ся подготовка и организация контрол ных испытаний в связи с тем, что испытания проводятся без разборки электрической схемы. При этом повышается безопасность их проведения и не требуется специальной аппаратуры. Использование новых элементов вы годно отличает предлагаемое устройство от известного 3j, так как позволяет повысить достоверность вы явления дефектов изоляции в контролируемом присоединении путем исполь зования второй ступени контрольного повышенного напряжения. Применение предлагаемого устройства в комплексе с АПВ в коммутационных аппаратах с автоматическим и дистанционным управлением позволи 0 уменьшить число и длительность отключений фидеров под действием общесетевого реле утечки из-за включения присоединений с поврежденной изоляцией, резко сократить время, необходимое для поиска места отказа и локализации участков схемы с поврежденной изоляцией, а следовательно, повысить надежность и эффективность функционирования всей системы электроснабжения. Формула изобретения Устройство для контроля сопротивления изоляции в электрической сети переменного тока с изолированной нейтралью, содержащее блок проверки состояния изоляции (БПСИ), включающий в себя источник вспомогательного напряжения, подключенный своим выходом к тормозной обмотке двухобмоточного реле через подстроечный резистор, рабочая обмотка которого соединена с выходом источника контрольного напряжения и через заградительный фильтр - с контролируемой сетью, входы указанных источников подключены к сети через вспомогательный контакт коммутационного аппарата и блок оперативного управления, от4личаю1дееся тем, что, с целью повышения достоверности выявления дефектов при автоматическом опережающем контроле состояния изоляции, в него введены три элемента И, два элемента ИЛИ, триггер управления , переключатель режима работы, блок автоматического управления и два геркона, причем выход блока оперативного управления подключай к первому входу первого элемента ИЛИ и к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с первым ВХОДОМ;второго элемента И, с разрешающим входом БПСИ и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока автоматического управления и к второму входу первого элемента ИЛИ, выход последнего соединен с нулевым входом триггера управления, единичный вход которого соединен с выходом третьего элемента И, нулевой выход триггера управления подключен к первому включающему входу БПСИ, единичный выход - к второму входу второго Элемента И и через переключатель режима работы - к второму включающему входу БПСИ, при этом выходы первого и второго элементов И подключены ко входам второ го элемента ИЛИ, выход которого служит для подключения к коммутационному аппарату, а источники контрольного и вспомогательного напряжений выполнены в виде вторичных об моток трехобмоточного трансформатора, к одному из выводов и к средней точке первичной обмотки которого подключены упомянутые герконы.

3583010

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Платонов В.В. и др« Испытания и прожигание изоляции силовых кабельных линий. М., Энергия, 1975 с. 11-16.

2.Авторское свидетельство СССР № 383150, кл. Н 02 Н 3/16, 1970.

3.Система защиты комбинированная СЗК. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Фонд научных трудов ВОСТНИИ, Кемерово, 1977 (прототип).