Устройство для контроля изоляции электротехнических систем

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для защиты электрических установок переменного тока от аварийных режимов с распознаванием и определением их места. Технический результат заключается в повышении точность измерения величины сопротивления изоляции в контролируемой сети, за счет определения поврежденной фазы проводов контролируемой сети. Устройство для контроля изоляции электротехнических систем, содержит генератор трехфазной сети, нагрузку, блок присоединения к нагрузке, включающий дифференциальный автомат, последовательно соединенный с блоком питания, выпрямитель, делитель частоты, выполненный с тремя дополнительными выходами, позволяющими получить три различные частоты, автоматический переключатель частоты делителя, расположенный между делителем частоты и выпрямителем, заградительный блок, измерительный блок с реле, шунтированным конденсатором, исполнительный элемент с катушкой отключения дифференциального автомата, блок отключения дифференциального автомата, датчик тока, установленный в блоке присоединения, семистор, реле и лампу-сигнализации, установленных в блоке отключения дифференциального автомата, повышающий трансформатор, расположенный в заградительном блоке, аналого-цифровой преобразователь, расположенный в измерительном блоке. При этом четыре выхода генератора трехфазной сети подключены параллельно через блок присоединения к нагрузке и заградительному блоку, выход которого соединен с землей, два выхода генератора трехфазной сети подключены к входу делителя частоты, один из выходов которого соединен с землей, другой выход подключен к одному из входов выпрямителя, один из выходов которого соединен с землей, вход автоматического переключателя частоты делителя подсоединен к трем выходам делителя частоты, а его выход - к входу выпрямителя, первый и второй выходы блока присоединения соединены с исполнительным элементом, входы которого соединены с соответствующими выходами генератора сети, выход блока отключения дифференциального автомата соединен с четвертым выходом блока присоединения, через разделительный конденсатор, а выход соединен с землей и сигнальной лампой, вход которой соединен с контактом реле измерительного блока, а выход ее через резистор соединен со вторым входом исполнительного элемента, при этом контакт реле блока отключения дифференциального автомата своим входом подключен к первому входу исполнительного элемента, а выход его к катушке отключения дифференциального автомата, датчик тока, своим выходом подсоединен к входам симистора и сигнальной лампы, которые своими выходами подсоединены к земле, первичная обмотка повышающего трансформатора своими входами подключена к двум выходам выпрямителя параллельно с измерительным блоком, а вторичная обмотка своими выходами подключена к входам заградительного блока, вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу реле тока измерительного блока.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для защиты электрических установок переменного тока от аварийных режимов с распознаванием и определением их места.

Известно устройство для контроля изоляции электротехнических систем

(Патент 98640 РФ, МПК H02H 7/00 (2006.01). Устройство для контроля изоляции электротехнических систем / А.А. Балюк, И.Я. Борзеев ДВГУПС (РФ). - 2010118961; Заявлено 11.05.10; Опубл. 20.10.2010, Бюл. 29).

Устройство для контроля изоляции электротехнических систем содержит генератор трехфазной сети, блок присоединения, нагрузку, делитель частоты, выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, заградительный блок, исполнительный элемент, измерительный блок, блок отключения дифференциального автомата, повышающий трансформатор, расположенный в заградительном блоке.

Первые четыре выхода генератора трехфазной сети подключены к входам блока присоединения шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы которого подсоединены к входам нагрузки остальные два выхода подсоединены к входам делителя частоты, один выход которого соединен с первым входом выпрямителя, а второй выход - с землей.

Дифференциальный автомат блока присоединения к нагрузке последовательно соединен с кондесаторами, объединенными звездой, являющимися блоком питания. Входы дифференциального автомата и четвертый выход генератора трехфазной сети являются входами блока присоединения. Три входа дифференциального автомата и четвертый провод от генератора трехфазной сети являются шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами блока присоединения. Первый выход дифференциального автомата и выход четвертого провода генератора трехфазной сети являются первым и вторым выходами блока присоединения, выход конденсаторов, объединенных звездой, его третьим выходом, выход разделительного конденсатора - его четвертым выходом, выход датчика тока - его пятым выходом.

Первым входом заградительного блока является вход, подсоединенный к третьему выходу блока присоединения, третьим и четвертым входом являются входы подключения к выходам выпрямителя первичной обмотки трансформатора колебательного контура, вторичная обмотка которого включена в рассечку цепи контура, выход блока подсоединен к земле.

Исполнительный элемент своими двумя входами подключен к первому и второму выходу блока присоединения.

Вход катушки отключения является входом исполнительного элемента, а объединенный выход контактов, - его выходом. Вход сигнальной лампы соединен с выходом резистора, а его вход является входом исполнительного элемента. Вход контакта также является входом исполнительного элемента.

Вход реле измерительного блока является его входом, а выход реле - выходом измерительного блока.

Вход реле блока отключения дифференциального автомата соединен с четвертым выходом блока присоединения через заградительный конденсатор, а выход его через подстроечный резистор соединен с землей.

Выход симистора блока отключения дифференциального автомата соединен с входом реле, выход которого соединен с землей. Вход сигнальной лампы блока отключения дифференциального автомата соединен с выходом замыкающего контакта реле, а выход ее через резистор соединен с землей, вход симистора, объединенного с входом замыкающего контакта и реле, подсоединен к выходу датчика тока, являющийся выходом блока присоединения.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии воздействия теплового излучения от внешних источников на контролируемую сеть ток генератора трехфазной сети поступает на реле тока измерительного блока через конденсаторы блока присоединения и далее через вторичную обмотку повышающего трансформатора колебательного контура, заградительного блока, выпрямитель, делитель частоты - на землю. Этот ток имеет минимальную величину. Одновременно ток генератора трехфазной сети поступает на контролируемую сеть нагрузки через дифференциальный автомат и четвертый провод блока присоединения и далее через нагрузку на землю. Основной путь тока проходит от делителя частоты, на выпрямитель, соединенный с измерительным блоком, через повышающий трансформатор колебательного контура, заградительного блока, конденсаторы блока присоединения, нагрузку и на землю. В выпрямителе токи делителя частоты, генератора трехфазной сети и нагрузки накладываются и результирующий ток утечки поступает на реле тока измерительного блока.

Кроме того, ток генератора трехфазной сети поступает через дифференциальный автомат и четвертый провод генератора трехфазной сети блока присоединения на отключающую катушку и сигнальную лампу исполнительного элемента. Ток генератора трехфазной сети поступает также на реле блока отключения дифференциального автомата от четвертого выхода блока присоединения через разделительный конденсатор и компенсируется подстроечным резистором.

В нормальном режиме работы, т.е. при наличии сопротивления изоляции в пределах установленных норм, величина тока нагрузки имеет допустимое значение, а величина результирующего тока утечки недостаточна для срабатывания реле измерительного блока, контакт реле в исполнительном элементе находится в отключенном состоянии, сигнальная лампа не горит, контакт реле в исполнительном элементе и контакт реле, в блоке дифференциального автомата находятся в отключенном состоянии.

Ток от генератора трехфазной сети продолжает поступать на нагрузку

Измерительный блок показывает величину результирующего тока утечки нагрузки, соответствующую техническим нормам. При этом дальность обнаружения повреждений в электротехнической сети (кабельной линии) значительно увеличивается за счет увеличения мощности подаваемого сигнала в контролируемую сеть с помощью повышающего трансформатора в заградительном блоке.

В аварийном режиме, в первом случае, при симметричном снижении сопротивления изоляции нагрузки ниже установленных норм, результирующий ток утечки значительно увеличивается за счет увеличения мощности подаваемого сигнала со вторичной обмотки повышающего трансформатора, величина его получается выше установленных норм (допустимых значений), срабатывает реле в измерительном блоке и включает контакт в исполнительном элементе. Измерительный блок показывает величину результирующего тока утечки выше установленных норм, сигнальная лампа в исполнительном элементе горит, показывая аварийный режим в электроустановке. Это дает некоторое время для поиска и устранения неисправностей в электрооборудовании технологического процесса, при этом повышается точность измерения и помехоустойчивость за счет разделения измерительных цепей сердечником повышающего трансформатора блока заграждения.

В аварийном режиме, во втором случае, при однофазном замыкании на землю или прикосновении человека к фазному проводу в дальней точке электротехнической сети величина результирующего тока утечки увеличивается за счет увеличения мощности сигнала от повышающего трансформатора срабатывает реле в блоке отключения дифференциального автомата, включается контакт реле в исполнительном элементе и на отключающую катушку поступает ток, который отключает ток генератора трехфазной сети от нагрузки через дифференциальный автомат блока присоединения.

В аварийном режиме, в третьем случае, при воздействии теплового излучения от внешнего источника на контролируемую сеть в дальней точке обнаружения, открывается датчик тока в блоке присоединения и ток от него поступает па вход симистора и контакта. Симистор, выход которого подсоединен к входу реле, открывается и цепь тока замыкается на землю. Реле срабатывает и включает свои контакты в цепи отключающей катушки в исполнительном элементе и контакта в цепи сигнальной лампы. В результате ток поступает на катушку отключения дифференциального автомата в блоке присоединения, после чего дифференциальный автомат срабатывает и отключает генератор трехфазной сети от нагрузки. При этом ток от датчика тока поступает на сигнальную лампу, которая загорается и продолжает гореть и после отключения генератора трехфазной сети от нагрузки, что указывает на процесс распознавания вида повреждения. Чувствительность срабатывания устройства контроля изоляции электротехнических систем значительно повышается за счет включения в эту работу повышающего трансформатора заградительного блока, при этом с первичной обмотки повышающего трансформатора поступает сигнал на входы выпрямителя измерительного блока из-за снижения сопротивления величины сопротивления изоляции в контролируемой электротехнической сети в точке обнаружения повреждения, которые включаются в работу как в первом так и втором случаях аварийных режимов. Помехоустойчивость получаемого сигнала обеспечивается за счет разделения сердечником повышающего трансформатора в заградительном блоке измерительных цепей.

Достоинством устройства для контроля изоляции электротехнических заключается в том, что оно позволяет осуществлять контроль изоляции электротехнических сетей (кабельных линий) значительной длины с повышенной точностью измерений, чувствительностью и помехозащищенностью.

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет определить время начала аварии, распознать уровень величины сопротивления изоляции и наиболее поврежденную фазу в контролируемой сети.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля изоляции электротехнических систем (патент 1 15578 РФ, МПК H02H 7/00. Устройство для контроля изоляции электротехнических сметем./ Борзеев И.Я., Балюк .., Ахтямов М.Х., Веремеенко Н.А. ДВГУПС (РФ). - 2011147851/07, Заявлено 24.11.2011. Опубл. 27.04.2012. Бил. 12)

Устройство для контроля изоляции электротехнических систем, содержит генератор трехфазной сети, нагрузку, блок присоединения к нагрузке, включающий дифференциальный автомат, последовательно соединенный с блоком питания, выпрямитель, делитель частоты, заградительный блок, измерительный блок с реле, шунтированным конденсатором, исполнительный элемент с катушкой отключения дифференциального автомата, блок отключения дифференциального автомата, датчик тока, установленный в блоке присоединения, семистор, реле и лампу-сигнализации, установленных в блоке отключения дифференциального автомата, повышающий трансформатор, расположенный в заградительном блоке, аналого-цифровой преобразователь, расположенный в измерительном блоке.

Четыре выхода генератора трехфазной сети подключены параллельно через блок присоединения к нагрузке и заградительному блоку, выход которого соединен с землей, два выхода генератора трехфазной сети подключены к входу делителя частоты, один из выходов которого соединен с землей, другой выход подключен к одному из входов выпрямителя, первый и второй выходы блока присоединения соединены с исполнительным элементом, входы которого соединены с соответствующими выходами генератора сети, выход блока отключения дифференциального автомата соединен с четвертым выходом блока присоединения, через разделительный конденсатор, а выход соединен с землей и сигнальной лампой, вход которой соединен с контактом реле измерительного блока, а выход ее через резистор соединен со вторым входом исполнительного элемента, при этом контакт реле блока отключения дифференциального автомата своим входом подключен к первому входу исполнительного элемента, а выход его к катушке отключения дифференциального автомата, датчик тока, своим выходом подсоединен к входам симистора и сигнальной лампы, которые своими выходами подсоединены к земле, первичная обмотка повышающего трансформатора своими входами подключена к двум выходам выпрямителя параллельно с измерительным блоком, а вторичная обмотка своими выходами подключена к входам заградительного блока, вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу реле тока измерительного блока.

Первые четыре выхода генератора трехфазной сети подключены к входам блока присоединения, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы которого подсоединены к входам нагрузки, остальные два выхода подсоединены к входам делителя частоты, один выход которого соединен с первым входом выпрямителя, а второй выход - с землей.

Дифференциальный автомат блока присоединения к нагрузке последовательно соединен с конденсаторами, объединенными звездой, являющимися блоком питания. Входа дифференциального автомата и четвертый выход генератора трехфазной, сети являются входами блока присоединение. Три входа дифференциального автомата и четвертый провод от генератора трехфазной сети являются шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами блока присоединения. Первый выход дифференциального автомата и выход четвертого провода генератора трехфазной сети являются первым, и вторим выходами блока присоединения, выход конденсаторов, объединенные звездой, его третьим выхода, выход разделительного конденсатора его четвертым выходом, выход датчика тока - его пятым выходом.

Первым входом заградительного блока является вход, подсоединенным к третьему выходу блока присоединения, третьим и четвертым входом являются входы подключения к выходам выпрямителя, первичной обмотки трансформатора колебательного контура, вторичная обмотка которого включена, в рассечку цепи контура, выход блока подсоединен к земле.

Исполнительный элемент своими двумя входами подключен к первому и второму выходу блока присоединения.

Вход катушки отключения является входом исполнительного элемента, а объединенный выход контактов - его выходом. Вход сигнальной лампы соединен с выходом резистора, а его вход является входом исполнительного элемента. Вход контакта также является входом исполнительного элемента.

Вход реле тока и параллельно к нему подсоединенного входа аналого-цифрового преобразователя измерительного блока является его выходом, а выход реле тока и параллельно к нему подсоединенный выход аналого-цифрового преобразователя является выходом измерительного блока.

Вход реле блока отключения дифференциального автомата соединен с четвертым выходом блока присоединения через заградительный конденсатор, а выход его через подстроечный резистор соединен с землей.

Выход симистора блока отключения дифференциального автомата соединен с входом реле, выход которого соединен с землей. Вход сигнальной лампы блока отключения дифференциального автомата соединен с выходом замыкающего контакта реле, а выход ее через резистор соединен с землей, вход симистора, объединенного с входом замыкающего контакта реле подсоединен к выходу датчика тока, являющийся выходом блока присоединения

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии воздействия теплового излучения от внешних источников на контролируемую сеть ток генератора трехфазной сети поступает на реле тока и параллельно с ним соединенного аналого-цифровой преобразователь измерительного блока через конденсаторы блока присоединения и далее через вторичную обмотку повышающего трансформатора колебательно контура заградительного блока, выпрямитель делитель частоты - на землю. Этот ток имеет минимальную величину, одновременно ток генератора, трехфазной сети поступает на контролируемую сеть нагрузки через дифференциальный автомат и четвертый провод блока присоединения и далее чрез нагрузку на землю. Основной путь тока проходит от делителя частоты на выпрямитель, соединенный с измерительным блоком, через повышающий трансформатор колебательного контура заградительного блока, конденсаторы блока, присоединения, нагрузку и на землю. В выпрямителе токи от делителя частоты, генератора трехфазной сети и нагрузки накладываются, и результирующий ток утечки поступает на реле тока и аналого-цифровой преобразователь измерительного блока.

Кроме того, ток генератора трехфазной сети поступает через дифференциальный автомат и четвертый провод генератора трехфазной сети блока присоединения на отключающую катушку и сигнальную лампу 0 исполнительного элемента. Ток генератора трехфазной сети 1 поступает также на реле блока отключения дифференциального автомата, от четвертого выхода блока присоединения через разделительный конденсатор и компенсируется подстроечным резистором.

В нормальном режиме работы, т.е. при наличии сопротивления изоляции в пределах установленных норм, величина тока нагрузки имеет допустимое значение, а величина результирующего тока утечки недостаточна для срабатывания реле измерительного блока, контакт реле в исполнительной элементе находится в отключенном состоянии, сигнальная лампа не горит, контакт реле в исполнительном элементе и контакт реле в блоке отключения дифференциального автомата находятся в отключенном состоянии.

Ток от генератора трехфазной сети продолжает поступать на нагрузку, Измерительный блок показывает величину результирующего тока утечки нагрузки соответствующую техническим нормам, аналого-цифровой преобразователь производит развертку сигнала по позиции "1".

В предаварийном режиме при состоянии изоляции контролируемой сети нагрузки до срабатывания реле тока аналого-цифровой преобразователь производит развертку сигнала по позиции "2". При этом производится запись времени состояния изоляции контролируемой сети нагрузки. Это дает возможность своевременного отыскания места повреждения. Ток от генератора трехфазной сети продолжает поступать на нагрузку.

В аварийном режиме в первом случае при симметричном снижении сопротивлении изоляции нагрузки ниже установленных норм результирующий ток утечки увеличивается выше установленных норм, реле тока в измерительном блоке срабатывает и включает контакт в исполнительном элементе. Измерительный блок показывает величину результирующего тока утечки выше установленных норм, сигнальная лампа в исполнительном элементе горит, показывая аварийный режим при этом аналого-цифровой преобразователь производит развертку сигнала по позиции "3" - "аварийный режим".

В аварийном режиме во втором случае при однофазном замыкании на землю или прикосновении человека к фазному проводу величина результирующего тока утечки увеличивается, при этом включается контакт реле в исполнительном элементе и на отключающую катушку поступает ток, который отключает генератор трехфазной сети от нагрузки через дифференциальный автомат блока присоединения. Аналого-цифровой преобразователь в измерительном блоке производит развертку сигнала по позиции "3" - "аварийный режим".

В аварийном режиме в третьем случае при воздействии теплового излучения от внешнего источника на контролируемую сеть нагрузки, датчик тока в блоке присоединения открывается, и ток от него поступает на: вход симистора и контакта, при этом симистор открывается, выход которого подсоединен, к входу реле 26 и цепь тока замыкается на землю. Реле срабатывает и включает свои контакты в цепи отключающей катушки в исполнительном элементе и контакты в цепи сигнальной лампы. В результате ток поступает на катушку отключения дифференциального автомата в блоке присоединения, после чего дифференциальный автомат срабатывает и отключает генератор трехфазной сети от нагрузки. При этом аналого-цифровой преобразователь в измерительном блоке производит развертку сигнала на график и непрерывную запись по позиции "3" - "аварийный режим".

Достоинством устройства для контроля изоляции электротехнических систем является то, что оно осуществляет контроль изоляции с достаточной точность является чувствительным и помехозащищенным, производит развертку сигнала на график и непрерывную запись, что существенным образом сокращает время поиска неисправностей в системе, предотвращает образование аварийных режимов в электроустановке.

Недостаток устройства заключается в том, что оно не позволяет определять поврежденную фазу в контролируемой сети, что приводит к снижению точности измерения величины сопротивления изоляции в контролируемой сети.

Задачей полезной модели является создание устройства для контроля изоляции электротехнических систем, позволяющего повысить точность измерения величины сопротивления изоляции в контролируемой сети, за счет определения поврежденной фазы проводов контролируемой сети нагрузки.

Для решения поставленной задачи в устройстве для контроля изоляции электротехнических систем, содержащем генератор трехфазной сети, нагрузку, блок присоединения к нагрузке, включающий дифференциальный автомат, последовательно соединенный с блоком питания, выпрямитель, делитель частоты, заградительный блок, измерительный блок с реле, шунтированным конденсатором, исполнительный элемент с катушкой отключения дифференциального автомата, блок отключения дифференциального автомата, датчик тока, установленный и блоке присоединения, семистор, реле и лампа-сигнализации, установленных в блоке отключения дифференциального автомата, повышающий трансформатор, расположенный в заградительном блоке, аналого-цифровой преобразователь, расположенный в измерительном блоке, при этом четыре выхода генератора трехфазной сети подключены параллельно через блок присоединения к нагрузке и заградительному блоку, выход которого соединен с землей, два выхода генератора трехфазной сети подключены к входу делителя частоты, один из выходов которого соединен с землей, другой выход подключен к одному из входов выпрямителя, один из выходов которого соединен с землей, первый и второй выходы блока присоединения соединены с исполнительным элементом, входы которого соединены с соответствующими выходами генератора сети, выход блока отключения дифференциального автомата соединен с четвертым выходом блока присоединения, через разделительный конденсатор, а выход соединен с землей и сигнальной лампой, вход которой соединен с контактом реле измерительного блока, а выход ее через резистор соединен со вторым входом исполнительного элемента, при этом контакт реле блока отключения дифференциального автомата своим входом подключен к первому входу исполнительного элемента, а выход его к катушке отключения дифференциального автомата, датчик тока, своим выходом подсоединен к входам симистора и сигнальной лампы, которые своими выходами подсоединены к земле, первичная обмотка повышающего трансформатора своими входами подключена к двум выходам выпрямителя параллельно с измерительным блоком, а вторичная обмотка своими выходами подключена к входам заградительного блока, вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу реле тока измерительного блока, делитель частоты выполнен с тремя дополнительными выходами, позволяющими получить три различные частоты и дополнительно установлен автоматический переключатель частоты делителя, расположенный между делителем частоты и выпрямителем, при этом вход переключателя подсоединен к трем выходам делителя частоты, его выход - к входу выпрямителя.

Признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа являются установка автоматического переключателя частоты, расположенного между делителем частоты и выпрямителем, и выполнение делителя частоты с тремя с тремя дополнительными выходами, позволяющими получить три различные частоты.

Благодаря отличительным признакам устройство позволяет повысить точность измерения величины сопротивления изоляции в контролируемой сети. Это обусловлено тем, что контролируемая сеть проверяется на различных частотах непромышленной частоты, что дает возможность контролировать многофазные электрические сети по каждой из фаз.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема устройства для контроля электротехнических систем, на фиг.2 - график развертки сигнала, на котором позиция 1 обозначает нормальный режим, позиция 2 - режим неисправности, а позиция 3 - авария

Устройство для контроля электротехнических систем содержит генератор трехфазной сети 1, блок присоединения 2, нагрузку 3, делитель частоты 4, автоматический переключатель частоты делителя 5, выпрямитель 6, выполненный по мостовой схеме, заградительный блок 7, исполнительный элемент 8, измерительный блок 9, аналого-цифровой преобразователь 10, расположенный в измерительном блоке 9, блок отключения дифференциального автомата 11, повышающий трансформатор 12, расположенный в заградительном блоке 7.

В качестве генератора трехфазной сети 1 выбран генератор ДГА-250, блок присоединения 2 включает дифференциальный автомат 13 типа ПМВ, конденсаторы 14 и разделительный конденсатор 15 марки КБГМП-600 В, датчик тока 16. В выпрямителе 6 использованы диоды Д226Д. Делитель частоты 4 марки ДЧ600/3000-2700 выполнен с тремя дополнительными выходами, которые были образованы за счет трех отпайек от витков по длине вторичной обмотки делителя.

В заградительном блоке 7 использован колебательный контур 17 марки Тр-600 - 3000/7000 и конденсатор КБГ-400. Исполнительный элемент 8 включает катушку отключения 18 пускателя типа ПМВ с замыкающими контактами 19 и 20, сигнальную лампу 21 типа ЛС-220 В с замыкающим контактом 22 и резистор 23. Измерительный блок 9 представляет собой реле тока 24 типа РКН, шунтированное конденсатором 25, миллиамперметры М2001-24, которые своими выходами подключены к входам аналого-цифрового преобразователя 10, собранного по микросхеме КР572ПВЗ и преобразователя уровней 5N 74 LYCC 3245A. Блок отключения дифференциального автомата 11 включает реле 26, 27 типа РЭС64А с током срабатывания 1,2-1,5 А, подстроечный резистор 28, сигнальную лампу 29 типа ЛН, симистор 30, резистор 31, замыкающий контакт 32 реле 27.

Первые четыре выхода генератора трехфазной сети 1 подключены к входам блока присоединения 2, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы которого подсоединены к входам нагрузки 3, остальные два выхода подсоединены к входам делителя частоты 4, три выхода которого подключены к трем входам автоматического переключателя частоты делителя 5, выход которого соединен с первым входом выпрямителя 6.

Дифференциальный автомат 13 блока присоединения 2 к нагрузке 3 последовательно соединен с конденсаторами 14, объединенных звездой, являющимися блоком питания. Вход дифференциального автомата 13 и четвертый выход генератора трехфазной, сети I являются входами блока присоединение 2. Три входа дифференциального автомата 13 и четвертый провод от генератора трехфазной сети 1 являются шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами блока присоединения 2. Первый выход дифференциального автомата 13 и выход четвертого провода генератора трехфазной сети I являются первым и вторим выходами блока присоединения 2, выход конденсаторов 14, объединенных звездой, его третьим выхода, выход разделительного конденсатора 15 его четвертым выходом, выход датчика тока 16 - его пятым выходом.

Первым входом заградительного блока 7 является вход, подсоединенным к третьему выходу блока присоединения 2, третьим и четвертым входом являются входы подключения к выходам выпрямителя 6, первичной обмотки трансформатора колебательного контура 17, вторичная обмотка которого включена, в рассечку цепи контура, выход блока подсоединен к земле.

Исполнительный элемент 8 своими двумя входами подключен к первому и второму выходу блока присоединения 2.

Вход катушки отключения 18 является входом исполнительного элемента 8, а объединенный выход контактов 19, 20 - его выходом. Вход сигнальной лампы 21 соединен с выходом резистора 23, а его вход является входом исполнительного элемента 8. Вход контакта 22 также является входом исполнительного элемента 8.

Вход реле тока 24 и параллельно к нему подсоединенного входа аналого-цифрового преобразователя 10 измерительного блока 9 является его выходом, а выход реле тока 24 и параллельно к нему подсоединенный выход аналого-цифрового преобразователя 10 является выходом измерительного блока 9.

Вход реле 26 блока отключения дифференциального автомата 11 соединен с четвертым выходом блока присоединения 2 через разделительный конденсатор 15, а выход его через подстроечный резистор 28 соединен с землей.

Выход симистора 30 блока отключения дифференциального - автомата 11 соединен с входом реле 31, выход которого соединен с землей. Вход сигнальной лампы 29 блока отключения дифференциального автомата 11 соединен с выходом замыкающего контакта 32 реле 27, а выход ее через резистор 30 соединен с землей, вход симистора 30, объединенного с входом замыкающего контакта 32 реле 27 подсоединен к выходу датчика тока 16, являющийся выходом блока присоединения 2.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии воздействия теплового получения от внешних источников на контролируемую сеть, ток генератора трехфазной сети 1 поступает на реле тока 24 и параллельно соединенного с ним аналого-цифровой преобразователь 10 измерительного блока 9 через конденсаторы 14 блока присоединения 2 и далее через вторичную обмотку повышающего трансформатора 12 колебательного контура 17 заградительного блока 7, выпрямитель 6, автоматический переключатель выходов 5, делитель частоты 4 - на землю. Этот ток имеет минимальную величину, одновременно ток генератора, трехфазной сети 1 поступает на контролируемую сеть нагрузки 3 через дифференциальный автомат 13 и четвертый провод блока присоединения 2 и далее через нагрузку 3 на землю. Основной путь тока проходит от делителя частоты 4 и автоматический переключатель выходов вторичной обмотки 5 делителя частоты 4 на выпрямитель 6, соединенный с измерительным блоком 9, через повышающий трансформатор 12 и колебательный контур 17 заградительного блока 7, конденсаторы 14 блока присоединения 2, нагрузку 3 и на землю.

В выпрямителе 6 токи от делителя частоты 4, через автоматический переключатель частоты делителя 5, генератора трехфазной сети 1 и нагрузки 3 накладываются и результирующий ток утечки поступает на реле тока 24 и аналого-цифровой преобразователь 10 измерительного блока 9.

Кроме того, ток генератора трехфазной сети 1 поступает через дифференциальный автомат 13 и четвертый провод генератора трехфазной сети 1 блока присоединения 2 на отключающую катушку 18 и сигнальную лампу 21 исполнительного элемента 8. Ток генератора трехфазной сети 1 поступает также на реле 26 блока отключения дифференциального автомата, 11 от четвертого, выхода блока присоединения 2 через разделительный конденсатор 15 и компенсируется подстроечным резистором 28.

В нормальном режиме работы, т.е. при наличии сопротивления изоляции в пределах установленных норм, величина тока нагрузки имеет допустимое значение, а величина результирующего тока утечки недостаточна для срабатывания реле 24 измерительного блока 9. контакт 19 реле 27 в исполнительном элементе 8 находится в отключенном состоянии, сигнальная лампа 21 не горит, контакт 20 реле 26 в исполнительном элементе 8 и контакт 32 реле 27 в блоке отключения дифференциального автомата 11 находятся в отключенном состоянии.

Ток от генератора трехфазной сети 1 продолжаем поступать на нагрузку 3. Измерительный блок 9 показывает величину результирующего тока уточки нагрузки 3, соответствующую техническим нормам. Аналого-цифровой преобразователь 10 производит развертку среднерезультирующего от трех измерений сигнала по позиции 1 как показано на фиг.2.

В предаварийном режиме при состоянии изоляции контролируемой сети нагрузки 3 до срабатывания реле 24 аналого-цифровой преобразователь 10 производит развертку сигнала по позиции 2 как показано на фиг.2. При этом производится запись времени состояния изоляции контролируемой сети нагрузки 3.

Это дает возможность своевременного отыскания места повреждения и, с помощью автоматического частоты делителя 5, в ручном режиме определить наиболее поврежденную фазу провода за счет наложения токов различной частоты на контролируемую сеть нагрузки 3.

Ток от генератора трехфазной сети 1 продолжает поступать на нагрузку 3. В аварийном режиме в первом случае при симметричном снижении сопротивления изоляции нагрузки 3 ниже установленных норм результирующий ток утечки увеличивается выше установленных норм, реле 24 в измерительном блоке 9 срабатывает и включает контакт 22 в исполнительном элементе 8. Измерительный блок 9 показывает величину результирующего тока утечки выше установленных норм, сигнальная лампа 21 в исполнительном элементе 8 горит, показывая аварийный режим, при этом аналого-цифровой преобразователь 10 производит развертку сигнала на график и непрерывную запись по позиции 3 - аварийный режим (фиг.2).

В аварийном режиме во втором случае при однофазном замыкании на землю или прикосновении человека к фазному проводу величина результирующего тока утечки увеличивается, при этом включается контакт 19 реле 26 в исполнительном элементе 8 и на отключающую катушку 18 поступает ток, который отключает генератор трехфазной сети 1 от нагрузки 3 через дифференциальный автомат 13 блока присоединения 2. Аналого-цифровой преобразователь 10 в измерительном блоке 9 производит развертку сигнала на график и непрерывную запись по позиции 3 - аварийный режим (фиг.2).

В аварийном режиме в третьем случае при воздействии теплового излучения от внешнего источника на контролируемую сеть нагрузки 3, датчик тока 16 в блоке присоединения 2 открывается и ток от него поступает на вход симистора 30 и контакта 32, при этом симистор 30 открывается, выход которого подсоединен к входу реле 27 и цепь тока замыкается на землю. Реле 27 срабатывает и включает свои контакты 20 в цепи отключающей катушки 18 в исполнительном элементе 8 и контакты 32 в цепи сигнальной лампы 29. В результате ток поступает на катушку отключения 18 дифференциального автомата 13 в блоке присоединения 2.

После чего дифференциальный автомат 13 срабатывает и отключает генератор трехфазной сети 1 от нагрузки 3.

При этом аналого-цифровой преобразователь 10 производит развертку сигнала на график и непрерывную запись по позиции 3 - аварийный режим (фиг.2).

Устройство для контроля изоляции электротехнических систем, содержащее генератор трехфазной сети, нагрузку, блок присоединения к нагрузке, включающий дифференциальный автомат, последовательно соединенный с блоком питания, выпрямитель, делитель частоты, заградительный блок, измерительный блок с реле, шунтированным конденсатором, исполнительный элемент с катушкой отключения дифференциального автомата, блок отключения дифференциального автомата, датчик тока, установленный в блоке присоединения, семистор, реле и лампу сигнализации, установленных в блоке отключения дифференциального автомата, повышающий трансформатор, расположенный в заградительном блоке, аналого-цифровой преобразователь, расположенный в измерительном блоке, при этом четыре выхода генератора трехфазной сети подключены параллельно через блок присоединения к нагрузке и заградительному блоку, выход которого соединен с землей, два выхода генератора трехфазной сети подключены к входу делителя частоты, один из выходов которого соединен с землей, другой выход подключен к одному из входов выпрямителя, один из выходов которого соединен с землей, первый и второй выходы блока присоединения соединены с исполнительным элементом, входы которого соединены с соответствующими выходами генератора сети, в\ход блока отключения дифференциального автомата соединен с четвертым выходом блока присоединения через разделительный конденсатор, а выход соединен с землей и сигнальной лампой, вход которой соединен с контактом реле измерительного блока, а выход ее через резистор соединен со вторым входом исполнительного элемента, при этом контакт реле блока отключения дифференциального автомата своим входом подключен к первому входу исполнительного элемента, а выход его - к катушке отключения дифференциального автомата, датчик тока своим выходом подсоединен к входам симистора и сигнальной лампы, которые своими выходами подсоединены к земле, первичная обмотка повышающего трансформатора своими

входами подключена к двум выходам выпрямителя параллельно с измерительным блоком, а вторичная обмотка своими выходами подключена к входам заградительного блока, вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу реле тока измерительного блока, отличающееся тем, что делитель частоты выполнен с тремя дополнительными выходами, позволяющими получить три различные частоты, и дополнительно снабжено автоматическим переключателем частоты делителя, расположенным между делителем частоты и выпрямителем, при этом вход переключателя подсоединен к трем выходам делителя частоты, его выход - к входу выпрямителя.



 

Похожие патенты:
Наверх