Устройство для контроля сопротивления изоляции в электрической сети переменного тока с изолированной нейтралью

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««935830 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11 ° 04. 80 (21) 2909087/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I)M. Кл.

G О1 и 31/02

Н 02 Н 3/17

Гоеударетмииый комитет

СССР ио делам изебретеиий и еткрытий

Опубликовано 15. 06. 82. Бюллетень,1те 22 (53) УДК621. 316. .925(088.8) Дата опубликования описания 15 ° 06 82 (72) Авторы изобретения

В.ф. Ракитянский и В.П. Котов

Кемеровское отделение Научно-исследовательского и проектно-конструкторского института по- автоматизации угольной промышленности Гипроуглеавтоматизация" . (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИЗОЛИРОВАННОЙ

НЕЙТРАЛЫ0

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 (1).

Проведение очередных и большого количества внеочередных проверок состояния изоляции при помощи передвижных испытательных установок в условиях, например, горнорудных и угольных предприятий, распределительные электрические сети которых имеют высокую повреждаемость и размещены на значительных площадях, довольно трудоемко и требует значительных затрат времени, специальной аппаратуры, а также тщательной подготовки и органиэации испытаний для обеспечения безопасности персонала, проводящего испытания.

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

Однако достоверность выявления дефектов изоляции известным БРУ ма20 ла в связи с тем, что величина контрольного напряжения в этих устройствах значительно ниже уровня рабочего напряжения электрической сети.

3 93

При этом места с ослабленной изоляцией, которые не пробиваются напряжением, использованным в БРУ для измерения сопротивления изоляции, могут быть пробиты номинальным напряжением электрической сети. Недостаточная достоверность выявления повреждений изоляции известными БРУ 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 самоустраняющиеся 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, выполняющее функции БРУ, 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 управления, воздействующий н4 БПСИ j3).

Величина контрольного напряжения в нем близка по величине к номинальному напряжению контролируемой сети.

Тем не менее, достоверность выявления дефектов изоляции данным устрой" ством остается недостаточной.

Цель изобретения - повышение дос" товерности выявления дефектов при автоматическом опережающем контроле состояния изоляции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля co" противления 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

5830

10

55 ю

55 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 БПСИ, единичный выход - к второму входу второго элемента И и через переключатель режима работы — к второму включающе.му входу БПСИ, при этом выходы первого и второго элементов И подключены ко входам второго элемента ИЛИ, выход которого служит для 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, ч и 5, триггер б управления, переключатель 7 режима работы контрольно-блокировочного устройства, вспомогательный контакт 8 коммутационного аппарата, блок 9 переключаюц|их герконов, подстроечный резистор

10 в цепи источника 11 вспомогатель" ного напряжения, источник 12 контрольного напряжения, заградительный

5 9358 фильтр 13, подстроечные резистор 14 и двухобмоточное реле 15.

В зависимости от положения переключателя 7, предлагаемое устройство, встроенное в схему управления комму- 5 тационного аппарата, может работать в двух режимах: как блокировочное реле утечки и как испытательная установка.

Работа устройства в режиме БРУ осуществляется следующим образом.

В режиме БРУ в зависимости от предстоящего включения коммутационного аппарата (оперативное или послеаварийное) опережающий контроль I5 состояния изоляции включаемой электрической сети производится при разных уровнях контрольного напряжения.

55

При оперативном включении коммутационного аппарата контроль состояния изоляции в присоединении осуществляется пониженным безопасным напряжением.

Включение коммутационного аппарата после его аварийного отключения под действием защит осуществляется после дополнительной проверки состояния изоляции повышенным контрольным напряжением, 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 инициирует работу устройства с проверкой состояния изоляции в присоединении .безопасным пониженным контрольным напряжением. При этом по тормозной обмотке реле 15 протекает ток,.определяемый напряжением вспомогательного источника 11, который создает

ИДС, стремящуюся включить реле 15, а по рабочей обмотке реле 15 проте" кает зарядный ток сети и ток утечки ее изоляции, которые создают при встречном включении обмоток ИДС, препятствующую включению реле 15. Параметры 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.

lO

30 6

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 иа исполнение. При включении коммутационный аппарат своим вспомогательным контактом В выводит устройство из работы.

При аварийном отключении коммутационного аппарата элементами встро" енной 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 конт" рольным напряжением в описанной последовательности.

При удовлетворительном состоянии изоляции в присоединении при провер" ке ее пониженным контрольным напряжением реле 15 срабатывает и формирует сигнал, который поступает на вход логических элементов 4 и 5, последний пропускает его на единичный вход триггера 6 управления и переводит его e другое положение. С триг" гера 6 сигнал поступает на вход логического элемента 4 и одновременно обеспечивает подачу напряжения в обмотку электромагнита управления второго,геркона и посредством замыка" ния 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 ИДС 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 вклю935830 чение коммутационного аппарата. При разрешении сигнал поступает на вход логического элемента 4 и через логический элемент 2 передается на исполнение устройству автоматического повторного включения (АПВ). При включении коммутационный аппарат своим вспомогательным контактом 8 выводит устройство из работы.

При неудовлетворительном состоя- 10 нии изоляции контролируемого присоединения с целью эффективного выявления места повреждения изоляции, а также с целью профилактических испытаний элементов электрической 15 сети после их ремонта возможен перевод контрольно-блокировочного устройства s режим испытательной установки, который осуществляется с помощью переключателя 7 путем подачи щ напряжения на обмотку управления соответствующего геркона от постороннего источника напряжения, минуя триггер 6 управления. Работа устройства в этом случае аналогична режиму проверки состояния изоляции сети повышенным напряжением в режиме БРУ с той лишь разницей, что при удовлетворительном состоянии изоляции разрешающий сигнал на включение коммутационного аппарата не поступает, так, сигнал с триггера 6 управления на втором входе логического элемента 4 отсутствует.

При проведении профилактических

35 испытаний элементов электрической сети посредством КБУ, функционирую" щего в режиме испытательной установ- ки, значительно сокращается трудоемкость и затраты времени, упрощается подготовка и организация контроль. ных испытаний в связи с тем, что испытания проводятся без разборки электрической схемы. При этом повышается безопасность их проведения

45 и не требуется специальной аппаратуры.

Использование новых элементов выгодно отличает предлагаемое устройство от известного (3), так как

50 позволяет повысить достоверность выявления дефектов изоляции в контролируемом присоединении путем использования второй ступени контрольного повышенного напряжения.

Применение предлагаемого устрой" ства в комплексе с АПВ в коммутационных аппаратах с автоматическим и дистанционным управлением позволит уменьшить число и длительность откпючений 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

I 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, о т л и ч а ю щ е е с я 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 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 включающему входу

БПСИ, единичный выход - к второму входу второго Злемента И и через пе935830

Составитель Л. Васькова

Редактор Л. Алексеенко Техред З, Палий Корректор И. Демчик

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4202/46

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 реключатель режима работы - к второму включающему входу БПСИ, при этом выходы первого и второго элементов И подключены ко входам второго элемента ИЛИ, выход которого служит для 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.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Платонов В ° В. и др. Испытания и прожигание изоляции силовых ка5 бельных линий. И., "Энергия", 1975, с. 11-16.

2. Авторское свидетельство CCCP 383150, кл. H 02 H 3/16, 1970.

3. Система защиты комбинирован 0 ная С3К. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Фонд научных трудов ВОСТНИИ, Кемерово, 1977 (прототип).