Указатель напряжения для проверки совпадения фаз

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для проверки совпадения фаз и проведения фазировки в электроустановках переменного тока промышленной частоты. Достигаемый технический результат - повышение достоверности измерений за счет компенсации неконтролируемых токов утечки на землю. Устройство содержит контактные щупы, между которыми подключены последовательно соединенные проводниками первая и вторая цепи токоограничивающих резисторов и газоразрядный индикатор (ГИ), а также введены компенсатор неконтролируемой утечки на землю в виде дополнительных проводников, идентичных проводникам, соединяющим ГИ с токоограничивающими резисторами, причем концы каждого из этих проводников, подходящие к ГИ, соединены с его противоположными выводами, и емкостный шунт, величина которого рассчитывается по минимальному допустимому значению порога зажигания указателя, включаемого по схеме "встречно", и пороговому напряжению зажигания ГИ. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для проверки совпадения фаз и проведения фазировки в электроустановках переменного тока промышленной частоты.

Известны устройства для указания напряжения, в которых активные элементы включены через элементы нагрузки на фазное напряжение сети [1, 2].

Недостатком таких устройств является ненадежность индикации напряжения при использовании устройств на установках высокого напряжения из-за наличия больших токов утечки на землю через неконтролируемую емкостную связь.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является указатель напряжения, содержащий контактные щупы, между которыми подключены последовательно соединенные первая цепь высоковольтных резисторов, газоразрядный индикатор, соединенный параллельно с емкостным шунтом, и вторая цепь высоковольтных резисторов [3].

Однако известное устройство обладает недостаточной надежностью и достоверностью индикации отсутствия разности напряжений при работе с высокими синфазными напряжениями из-за нешунтируемых токов утечки, которые обусловлены неустранимой несимметричностью емкостной связи с землей.

Целью изобретения является повышение достоверности показаний устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в указатель напряжения для проверки совпадения фаз, содержащий контактные щупы, между которыми подключены последовательно соединенные первая цепь токоограничивающих резисторов, газоразрядный индикатор, соединенный параллельно с емкостным шунтом, и вторая цепь токоограничивающих резисторов, введен компенсатор неконтролируемой утечки на землю в виде дополнительного провода, идентичного проводу, соединяющему газоразрядный индикатор с токоограничивающим резистором, причем дополнительный провод проходит параллельно в непосредственной близости от этого соединяющего провода, а конец дополнительного провода, подходящий к газоразрядному индикатору, соединен с противоположным выводом индикатора.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого указателя напряжения для проверки совпадения фаз.

На фиг. 2 приведена эквивалентная схема предлагаемого указателя.

Указатель напряжения для проверки совпадения фаз содержит контактные щупы 1 и 2, между которыми подключены последовательно соединенные первая цепь токоограничивающих резисторов 3, газоразрядный индикатор 4, соединенный параллельно с емкостным шунтом 5, и вторая цепь токоограничивающих резисторов 6. Компенсатор неконтролируемой утечки на землю выполнен в виде дополнительных проводов 7 и 8, идентичных проводам 9 и 10, соединяющим газоразрядный индикатор 4 с токоограничивающими резисторами 3 и 6, причем дополнительные провода 7 и 8 проходят параллельно в непосредственной близости от соответствующих соединительных проводов 9 и 10. Один конец каждого из дополнительных проводов 7 и 8 подключается к схеме указателя. Причем конец дополнительного провода, подходящий к газоразрядному индикатору, соединен с противоположным выводом индикатора.

Устройство работает следующим образом.

Вначале проверяется наличие напряжения на всех фазах фазируемых цепей по схеме "фаза-земля", когда один контактный щуп касается проверяемой фазы, а второй щуп заземлен.

При фазировке трехфазной сети контактным щупом 1 указателя касаются одного токопровода одной из фазируемых цепей трехфазной сети, а контактным щупом 2 поочередно касаются всех трех токопроводов другой фазируемой цепи. Отсутствие свечения газоразрядной лампы 4 свидетельствует об одноименности фаз ("согласное" включение), наличие свечения свидетельствует о разноименности фаз ("встречное" включение). В указанной последовательности производится фазировка всех трех фаз.

Работу компенсатора неконтролируемой утечки на землю иллюстрирует эквивалентная схема (фиг. 2). Комплексные проводимости z₁ и z₂ представляют соответственно токовые утечки на землю с проводов 9 и 10. Проводимости z'₁ и z'₂ представляют компенсирующие токи утечки с проводов 7 и 8 соответственно. Видно, что при включении по схеме "согласно" газоразрядный индикатор 4 включен в диагональ моста, образованного одинаковыми резисторами (цепи токоограничивающих сопротивлений 3 и 6) и соединенными попарно-параллельно проводимостями z₁::z'₂ и z'₁::z₂.

Как правило, проводимости z₁ и z₂ (неконтролируемые утечки) не равны друг другу, что в отсутствие компенсации (z'₁ и z'₂) приводит к разбалансировке моста и зажиганию газоразрядного индикатора при достаточно большом синфазном напряжении (напряжении зажигания индикатора по схеме "согласно"). Поскольку дополнительные провода 7 и 8 расположены в непосредственной близости от соответственно проводов 9 и 10, соответствующие проводимости равны между собой: z₁=z'₁, z₂=z'₂.

При этом перекрестно-параллельное соединение смежных проводимостей (z₁:: z'₂ и z'₁::z₂) балансирует мост и повышает напряжение зажигания индикатора по схеме "согласно".

В предлагаемом указателе отпадает необходимость шунтирования газоразрядного указателя для повышения порога зажигания по схеме "согласно". Номинал емкости 5 рассчитывается по нижнему значению порога зажигания указателя, включенного по схеме "встречно", U_min: где U₀ - пороговое напряжение газоразрядного индикатора, а - эквивалентное значение распределенной емкости между основными (9, 10) и дополнительными (7, 8) соединительными проводами. Суммарное значение сопротивления цепи токоограничивающих резисторов определяется по паспортному значению номинального тока газоразрядного индикатора 4.

Известен указатель напряжения для проверки совпадения фаз (УВНФ-10МК), освоенный отечественной промышленностью. Данный указатель предназначен для электроустановок переменного тока частоты 50 Гц напряжением 6 и 10 кВ всех типов, включая малогабаритные комплектные распределительные устройства. Основные технические требования к УВНФ-10МК определяют напряжение зажигания указателя по схеме "согласно" не менее 12,7 кВ, а по схеме "встречно" не более 2,5 кВ. Напряжение зажигания указателя согласуют с напряжением сети путем подбора номиналов токоограничивающих резисторов 3 и 6 и шунтирующей емкости 5.

Шунтирование неконтролируемых токов утечки только с помощью емкости 5, применяемое в указателе УВНФ-10МК, приводит к недостоверности показаний при приближении соединяющего провода к заземленным конструкциям, чего трудно избежать при работе в малогабаритных комплектных распределительных устройствах.

В частном случае, когда газоразрядный индикатор, как и в УВНФ-10МК, конструктивно объединен с одной из цепей токоограничивающих резисторов (3 или 6), соответствующий дополнительный провод (7 или 8) из схемы можно исключить. Экспериментально установлено, что даже в этом несимметричном случае при опускании части соединительного двухжильного провода в заземленную воду напряжение зажигания по схеме "согласно" у предлагаемого указателя превышает нормируемые значения.

Таким образом, введение предлагаемого компенсатора неконтролируемых токов утечки на землю принципиально повышает достоверность показаний указателя.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 1652929, кл. G 01 R 19/155, 1988.

2. Авторское свидетельство СССР N 1272284, кл. G 01 R 29/18, 1985.

3. Авторское свидетельство СССР N 1624340, кл. G 01 R 19/155, 1987.

Формула изобретения

Указатель напряжения для проверки совпадения фаз, содержащий контактные щупы, между которыми подключены последовательно соединенные электрическими проводниками первая цепь токоограничивающих резисторов, газоразрядный индикатор и вторая цепь токоограничивающих резисторов, отличающийся тем, что в него введены компенсатор неконтролируемой утечки на землю в виде дополнительных проводников, идентичных проводникам, соединяющим газоразрядный индикатор с токоограничивающими резисторами, причем дополнительные проводники проходят параллельно в непосредственной близости от этих проводников, а концы каждого из дополнительных проводников, подходящие к газоразрядному индикатору, соединены с его противоположными выводами, а также емкостный шунт, величина которого рассчитывается по минимальному допустимому значению порога зажигания указателя, включаемого по схеме "встречно", и пороговому напряжению зажигания газоразрядного индикатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2