27.06.2015
216.013.58ef

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения сопротивления изоляции электрических сетей переменного тока, находящихся под напряжением и изолированных от земли. Устройство содержит источник измерительного напряжения, миллиамперметр, блок гальванической развязки, блок вычитания, блок управления, управляемый источник переменного напряжения, первый ключ, второй ключ, токоограничивающий резистор. Причем два входа блока гальванической развязки подключены к двум фазам контролируемой сети, между которыми действует переменное напряжение. Выход блока гальванической развязки подключен ко второму входу блока управления, выход которого подключен к входу управляемого источника переменного напряжения, первый выход которого подключен к второму выводу токоограничивающего резистора, первый вывод которого подключен ко второму выходу источника измерительного напряжения. Второй выход управляемого источника переменного напряжения подключен через миллиамперметр к земле. Первый выход источника измерительного напряжения через первый ключ подключен к любой фазе контролируемой сети. Первый вход блока вычитания подключен к первому выходу управляемого источника переменного напряжения, а выход блока вычитания через второй ключ подключен к первому входу блока управления. Технический результат заключается в уменьшении погрешности и времени измерения сопротивления изоляции. 3 ил.
Основные результаты: Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей переменного тока, содержащее источник измерительного напряжения, миллиамперметр, отличающееся тем, что дополнительно введены блок гальванической развязки, блок вычитания, блок управления, управляемый источник переменного напряжения, первый ключ, второй ключ, токоограничивающий резистор, причем два входа блока гальванической развязки подключены к двум фазам контролируемой сети, между которыми действует переменное напряжение, выход блока гальванической развязки подключен ко второму входу блока управления, выход блока управления подключен к входу управляемого источника переменного напряжения, первый выход которого подключен к второму выводу токоограничивающего резистора, первый вывод которого подключен ко второму выходу источника измерительного напряжения, второй выход управляемого источника переменного напряжения подключен через миллиамперметр к земле, первый выход источника измерительного напряжения через первый ключ подключен к любой фазе контролируемой сети, первый вход блока вычитания подключен к первому выходу управляемого источника переменного напряжения, выход блока вычитания через второй ключ подключен к первому входу блока управления.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения сопротивления изоляции электрических сетей переменного тока, находящихся под напряжением и изолированных от земли.

Известно устройство для измерения сопротивления изоляции сети [А.С. СССР №118896, кл. 21е, 2901, 21e, 3610, 59 г.], работа которого основана на нахождении эквипотенциальных точек на потенциометре, включаемом между проводами сети, при помощи высокоомного измерительного прибора, который включен в электрическую цепь последовательно со вспомогательным источником постоянного тока и движком указанного потенциометра.

В этом устройстве с помощью движка потенциометра отыскивается нулевой потенциал, благодаря чему напряжение сети не оказывает влияния на измерительную цепь.

Однако недостатком данного устройства является большое время измерения в случае, если емкость фаз относительно земли большая. При очень большой емкости фаз относительно земли измерения становятся нецелесообразными, следовательно, устройство имеет ограниченные функциональные возможности. В процессе измерения, после подключения вспомогательного источника постоянного тока, необходимо выждать время, пока зарядятся емкости фаз сети относительно земли. Постоянная времени цепи заряда емкостей зависит от величины суммарной емкости фаз и от сопротивления потенциометра. Для получения маленькой постоянной времени, на первый взгляд, можно уменьшить сопротивление потенциометра, при этом возрастает ток, текущий через потенциометр, возрастает мощность, рассеиваемая на потенциометре, снижается надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототип) является устройство [Иванов Е.А., Кузнецов С.Е. Методы контроля изоляции судовых электроэнергетических систем. Учебное пособие. - СПб.: «Элмор», 1999. с.49, 50] для измерения сопротивления изоляции в сетях переменного тока, принцип действия которого основан на использовании метода наложения постоянного измерительного напряжения. Устройство содержит индуктивный или емкостный фильтр R1, Cf, источник измерительного напряжения E, миллиамперметр А. Фильтр R1, Cf необходим в связи с тем, что в точке подключения к контролируемой сети действует переменная составляющая напряжения, а для проведения измерений необходимо устранить влияние переменной составляющей напряжения на измерительные цепи.

Недостатком данного устройства является большое время измерения в случае, если емкости фаз сети относительно земли большие. При очень большой емкости фаз относительно земли измерения становятся нецелесообразными, следовательно, устройство имеет ограниченные функциональные возможности. Длительность переходных процессов, возникающих при накладывании постоянного измерительного напряжения, прямо пропорциональна сопротивлению R1 и емкости фаз сети относительно земли. Если для уменьшения времени измерения уменьшить сопротивление R1 для уменьшения времени переходного процесса, то за счет того, что к нему приложено большое переменное напряжение, возрастет рассеиваемая на нем мощность. При этом снижается надежность. Кроме этого, если снижать сопротивление R1, то будет возрастать влияние переменной составляющей напряжения на измерительные цепи, то есть возрастет переменная составляющая тока в измерительной цепи, при этом будет возрастать погрешность.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей. Технический результат заключается в уменьшении погрешности и времени измерения сопротивления изоляции.

Поставленная задача достигается за счет того, что в устройство для измерения сопротивления изоляции сетей переменного тока, содержащее источник измерительного напряжения, миллиамперметр, дополнительно введены блок гальванической развязки, блок вычитания, блок управления, управляемый источник переменного напряжения, первый ключ, второй ключ, токоограничивающий резистор, причем два входа блока гальванической развязки подключены к двум фазам контролируемой сети, между которыми действует переменное напряжение, выход блока гальванической развязки подключен ко второму входу блока управления, выход блока управления подключен к входу управляемого источника переменного напряжения, первый выход которого подключен к второму выводу токоограничивающего резистора, первый вывод которого подключен ко второму выходу источника измерительного напряжения, второй выход управляемого источника переменного напряжения подключен через миллиамперметр к земле, первый выход источника измерительного напряжения через первый ключ подключен к любой фазе контролируемой сети, первый вход блока вычитания подключен к первому выходу управляемого источника переменного напряжения, выход блока вычитания через второй ключ подключен к первому входу блока управления.

На фиг.1 приведена схема устройства 1, подключенного к контролируемой сети 2. На фиг.2 и фиг.3 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип действия предлагаемого устройства 1.

Устройство 1 содержит блок гальванической развязки 3, блок вычитания 4, блок управления 5, управляемый источник переменного напряжения 6, миллиамперметр 7, источник измерительного напряжения 8, токоограничивающий резистор 9, первый ключ 10, второй ключ 11. Контролируемая сеть 2 содержит источники напряжения 12, 13, 14 сопротивления нагрузки 15, 16, 17, сопротивления изоляции каждой фазы 18, 19, 20, емкости каждой фазы 21, 22, 23. Два входа блока гальванической развязки 3 подключены к двум фазам контролируемой сети 2, между которыми действует переменное напряжение. Выход блока гальванической развязки 3 подключен ко второму входу блока управления 5. Выход блока управления 5 подключен к входу управляемого источника переменного напряжения 6, первый выход которого подключен ко второму выводу токоограничивающего резистора 9, второй выход управляемого источника переменного напряжения 6 подключен через миллиамперметр 7 к «земле». Первый вывод токоограничивающего резистора 9 подключен ко второму выходу источника измерительного напряжения 8. Первый выход источника измерительного напряжения 8 через первый ключ 10 подключен к любой фазе контролируемой сети 2. Первый вход блока вычитания 4 подключен к первому выходу управляемого источника переменного напряжения 6, выход блока вычитания 4 через второй ключ 11 подключен к первому входу блока управления 5.

Устройство 1 работает следующим образом. Устройство 1 периодически подключается к контролируемой сети 2, производит измерение эквивалентного сопротивления изоляции сети, затем отключается. В отключенном состоянии первый ключ 10 разомкнут, второй ключ 11 замкнут. В подключенном состоянии первый ключ 10 замкнут, второй ключ 11 разомкнут.

Рассмотрим работу устройства 1 в отключенном состоянии, при этом происходит подготовка к измерению. На вход блока гальванической развязки 3 поступает переменное напряжение с частотой сети. (Блок гальванической развязки 3 может быть выполнен, например, в виде трансформатора или в виде схемы оптронной развязки.) С выхода блока гальванической развязки 3 синхронизирующий сигнал поступает на второй вход блока управления 5. Этот сигнал в простейшем случае может иметь синусоидальную форму, но в общем случае может отличаться от синусоиды, и быть, например, прямоугольными импульсами. Блок управления 5 формирует управляющий сигнал для управляемого источника переменного напряжения 6, который может создавать синусоидальное напряжение, с изменяющимися в широких пределах амплитудой и фазой. Блок управления 5 вырабатывает такой сигнал управления на своем выходе, чтобы напряжение управляемого источника переменного напряжения 6 стало точно равным по амплитуде и фазе напряжению в точке подключения относительно земли Uc (напряжение сети), фиг.2. Для того чтобы можно было сравнить напряжение управляемого источника переменного напряжения 6 с напряжением сети Uc, предназначен блок вычитания 4. На его выходы подаются эти два напряжения, блок вычитания производит вычитание мгновенных значений этих двух напряжений, на его выходе образуется сигнал, равный разности этих двух напряжений. Сигнал с выхода блока вычитания 4 через второй ключ 11 поступает на первый вход блока управления 5. Таким образом, в отключенном состоянии устройства 1 производится подготовка к измерению, заключающаяся в том, что напряжение управляемого источника переменного напряжения 6 Eпер становится точно равным напряжению Uc. Алгоритм, по которому работает блок управления 5, выходит за рамки настоящего изобретения. Здесь отметим, что сигнал на выходе блока управления 5 формируется путем преобразования синхронизирующего сигнала, поступающего на второй вход. При этом блок управления стремится свести к минимуму разность Uc и Eпер.

Рассмотрим работу устройства 1 в подключенном состоянии, при этом происходит измерение эквивалентного сопротивления изоляции. Второй ключ 11 размыкается, следовательно, на первый вход блока управления 5 не поступает сигнал, равный разности Uc - Eпер. В результате амплитуда и фаза управляемого источника переменного напряжения 6 в течение времени измерения остаются неизмененными. После замыкания первого ключа 10 возникает переходный процесс с очень маленькой постоянной времени τ, которая в основном зависит от сопротивления токоограничивающего резистора 9 и суммарной емкости фаз сети 21, 22, 23 относительно земли. Сопротивление токоограничивающего резистора 9 очень мало (менее 1 Ом), поэтому постоянная времени переходного процесса тоже мала. Следовательно, уменьшается время измерения. Уменьшение сопротивления токоограничивающего резистора 9 стало возможным (по сравнению с прототипом), так как на нем не падает большое переменное напряжение, поэтому он не греется, кроме этого в измерительной цепи не возникает большой переменной составляющей тока. Через замкнутый первый ключ 10 осуществляется воздействие на контролируемую сеть 2. Напряжение воздействия равно сумме Eпер+Eизм, где Eизм - постоянное напряжение, которое вырабатывает источник измерительного напряжения 8. В результате, в каждый момент времени в точке подключения напряжение Uc на величину Eизм больше, чем напряжение Uc в свободном состоянии сети, фиг.3. Следовательно, к сопротивлениям изоляции 18, 19, 20 помимо переменного напряжения, обусловленного параметрами сети, приложено постоянное напряжение Eизм. В результате, через миллиамперметр 7 будет протекать постоянный ток, обусловленный напряжением Eизм и эквивалентным сопротивлением изоляции сети. Так как переменная составляющая напряжения Uc точно равна переменной составляющей напряжения Uc до замыкания первого ключа 10, протекающий через миллиамперметр 7 ток практически не имеет переменной составляющей с частотой сети. Благодаря этому уменьшается погрешность измерения сопротивления изоляции.

Таким образом, обеспечивается расширение функциональных возможностей.

Технический результат заключается в уменьшении погрешности измерения сопротивления изоляции и в уменьшении времени измерения сопротивления изоляции сетей переменного тока.

Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей переменного тока, содержащее источник измерительного напряжения, миллиамперметр, отличающееся тем, что дополнительно введены блок гальванической развязки, блок вычитания, блок управления, управляемый источник переменного напряжения, первый ключ, второй ключ, токоограничивающий резистор, причем два входа блока гальванической развязки подключены к двум фазам контролируемой сети, между которыми действует переменное напряжение, выход блока гальванической развязки подключен ко второму входу блока управления, выход блока управления подключен к входу управляемого источника переменного напряжения, первый выход которого подключен к второму выводу токоограничивающего резистора, первый вывод которого подключен ко второму выходу источника измерительного напряжения, второй выход управляемого источника переменного напряжения подключен через миллиамперметр к земле, первый выход источника измерительного напряжения через первый ключ подключен к любой фазе контролируемой сети, первый вход блока вычитания подключен к первому выходу управляемого источника переменного напряжения, выход блока вычитания через второй ключ подключен к первому входу блока управления.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 33.
10.01.2015
№216.013.1e23

Система мобильных дамб и способ ее возведения

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве водоподпорного инженерного защитного сооружения, в том числе при предупреждении и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Система содержит одну или несколько секций 1, состоящих из двух внутренних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539143
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.263d

Способ получения горячедеформированных порошковых материалов

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ включает механическое легирование шихты на основе алюминия углеродом в высокоэнергетической мельнице, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением. Шихту на основе алюминия получают механохимической активацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541242
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.04.2015
№216.013.431c

Устройство защиты коллекторного электродвигателя от перегрева

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах на основе коллекторных электродвигателей, в частности для тяговых электродвигателей электропоездов. Технический результат заключается в возможности повышения чувствительности защиты к возможным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548678
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.05.2015
№216.013.4e99

Устройство экспресс-контроля магнитных характеристик листовой электротехнической стали

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство экспресс-контроля магнитных характеристик листовой электротехнической стали и предназначено для измерения динамической петли гистерезиса и основной кривой намагничивания стали на частотах от 1 до 10000 Гц. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551639
Дата охранного документа: 27.05.2015
10.06.2015
№216.013.5095

Способ детектирования параметров синусоидального сигнала

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах обработки радиосигналов и в приборах измерения амплитуды, частоты и фазы. Достигаемый технический результат - уменьшение времени детектирования параметров синусоидального сигнала в широком диапазоне частот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552150
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.5d29

Винтовой конвейер для транспортировки сыпучих грузов

Винтовой конвейер содержит загрузочное (1) и разгрузочное (2) устройства, цилиндрический желоб (3) с расположенной в нем транспортирующей проволочной спиралью (5), кинематически соединенной с приводом (6). Транспортирующая спираль выполнена в виде проволоки каната двойной свивки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555390
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.6265

Электромеханический привод для управления элеронами беспилотного летательного аппарата

Изобретение относится к области авиации и касается приводов управления элеронами (аэродинамическими поверхностями) летательных аппаратов. Электромеханический привод для управления элероном беспилотного летательного аппарата (БПЛА) содержит скоростной электромеханический двигатель. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556736
Дата охранного документа: 20.07.2015
27.07.2015
№216.013.6607

Устройство для синхронизации параметров подключаемых на параллельную работу генераторов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при синхронизации по частоте подключаемых на параллельную работу генераторов, под которой понимается подключение их на общую нагрузку. Техническим результатом является повышение точности определения рассогласования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557672
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.09.2015
№216.013.7bf6

Способ определения потерь в трансформаторе и устройство для его реализации

Изобретение относится к электрическим аппаратам и может быть использовано для интегрального измерения потерь электрической энергии в трансформаторах электрических станций и подстанций. Технический результат: повышение точности и упрощение измерения. Сущность: способ заключается в измерении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563331
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7bfb

Способ автоматического контроля технического состояния элементов последовательной аккумуляторной батареи и устройство для его осуществления

Изобретение относится к системам для контроля работоспособности и диагностики неисправностей аккумуляторных батарей, состоящих из n последовательно включенных элементов. Сущность: способ включает обработку информации результатов контроля в N+1 выходных зажимах подключения контролируемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563336
Дата охранного документа: 20.09.2015
Показаны записи 1-10 из 38.
10.01.2015
№216.013.1e23

Система мобильных дамб и способ ее возведения

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве водоподпорного инженерного защитного сооружения, в том числе при предупреждении и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Система содержит одну или несколько секций 1, состоящих из двух внутренних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539143
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.263d

Способ получения горячедеформированных порошковых материалов

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ включает механическое легирование шихты на основе алюминия углеродом в высокоэнергетической мельнице, формование заготовки и ее последующую горячую обработку давлением. Шихту на основе алюминия получают механохимической активацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541242
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.04.2015
№216.013.431c

Устройство защиты коллекторного электродвигателя от перегрева

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах на основе коллекторных электродвигателей, в частности для тяговых электродвигателей электропоездов. Технический результат заключается в возможности повышения чувствительности защиты к возможным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548678
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.05.2015
№216.013.4e99

Устройство экспресс-контроля магнитных характеристик листовой электротехнической стали

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство экспресс-контроля магнитных характеристик листовой электротехнической стали и предназначено для измерения динамической петли гистерезиса и основной кривой намагничивания стали на частотах от 1 до 10000 Гц. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551639
Дата охранного документа: 27.05.2015
10.06.2015
№216.013.5095

Способ детектирования параметров синусоидального сигнала

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах обработки радиосигналов и в приборах измерения амплитуды, частоты и фазы. Достигаемый технический результат - уменьшение времени детектирования параметров синусоидального сигнала в широком диапазоне частот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552150
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.5d29

Винтовой конвейер для транспортировки сыпучих грузов

Винтовой конвейер содержит загрузочное (1) и разгрузочное (2) устройства, цилиндрический желоб (3) с расположенной в нем транспортирующей проволочной спиралью (5), кинематически соединенной с приводом (6). Транспортирующая спираль выполнена в виде проволоки каната двойной свивки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555390
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.6265

Электромеханический привод для управления элеронами беспилотного летательного аппарата

Изобретение относится к области авиации и касается приводов управления элеронами (аэродинамическими поверхностями) летательных аппаратов. Электромеханический привод для управления элероном беспилотного летательного аппарата (БПЛА) содержит скоростной электромеханический двигатель. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556736
Дата охранного документа: 20.07.2015
27.07.2015
№216.013.6607

Устройство для синхронизации параметров подключаемых на параллельную работу генераторов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при синхронизации по частоте подключаемых на параллельную работу генераторов, под которой понимается подключение их на общую нагрузку. Техническим результатом является повышение точности определения рассогласования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557672
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.09.2015
№216.013.7bf6

Способ определения потерь в трансформаторе и устройство для его реализации

Изобретение относится к электрическим аппаратам и может быть использовано для интегрального измерения потерь электрической энергии в трансформаторах электрических станций и подстанций. Технический результат: повышение точности и упрощение измерения. Сущность: способ заключается в измерении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563331
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7bfb

Способ автоматического контроля технического состояния элементов последовательной аккумуляторной батареи и устройство для его осуществления

Изобретение относится к системам для контроля работоспособности и диагностики неисправностей аккумуляторных батарей, состоящих из n последовательно включенных элементов. Сущность: способ включает обработку информации результатов контроля в N+1 выходных зажимах подключения контролируемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563336
Дата охранного документа: 20.09.2015

Похожие РИД в системе