RU2614187C1 - Determination method of the circuit insulation resistance and insulation resistance of the joined alternating current circuit with insulated neutral - Google Patents
Determination method of the circuit insulation resistance and insulation resistance of the joined alternating current circuit with insulated neutral Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614187C1 RU2614187C1 RU2015154393A RU2015154393A RU2614187C1 RU 2614187 C1 RU2614187 C1 RU 2614187C1 RU 2015154393 A RU2015154393 A RU 2015154393A RU 2015154393 A RU2015154393 A RU 2015154393A RU 2614187 C1 RU2614187 C1 RU 2614187C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rectifier bridge
- ground
- insulation resistance
- phase rectifier
- resistor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/16—Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
- G01R27/18—Measuring resistance to earth, i.e. line to ground
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании устройств контроля и измерения сопротивления изоляции сетей переменного тока с изолированной нейтралью.The invention relates to electrical engineering and can be used to create devices for monitoring and measuring the insulation resistance of AC networks with isolated neutral.
Известен способ измерения и контроля сопротивления изоляции изолированных от земли силовых электрических сетей переменного тока под рабочим напряжением (RU 2377581 C1, опубликовано 27.12.2009), заключающийся в том, что накладывают на силовую сеть стабилизированное постоянное напряжение, путем подключения к контролируемой сети измерительной цепи, состоящей из последовательно-соединенных резисторного датчика тока Rдт, источника стабилизированного постоянного напряжения Uст и добавочного резистора Rд с конденсатором фильтра Cф. Добавочный резистор Rд выбирают в k-раз большим, чем величина резисторного датчика тока Rдт, затем измеряют напряжение U1 на резисторном датчике тока, после чего эквивалентное сопротивление изоляции Rиз контролируемой сети вычисляют по формуле: Rиз=Rдт[Uст/U1-(к+1)], где Rиз - эквивалентное сопротивление изоляции силовой электрической сети.A known method of measuring and monitoring the insulation resistance of isolated from the ground power electric networks of alternating current under operating voltage (RU 2377581 C1, published December 27, 2009), which consists in applying a stabilized constant voltage to the power network by connecting a measuring circuit to a controlled network, consisting of series-connected resistor current sensor Rdt, stabilized constant voltage source Ust and additional resistor Rd with filter capacitor Cf. The additional resistor Rd is selected k-times larger than the value of the resistor current sensor Rdt, then the voltage U1 at the resistor current sensor is measured, after which the equivalent insulation resistance R from the controlled network is calculated by the formula: Riz = Rdt [Ust / U1- (k + 1 )], where Riz is the equivalent insulation resistance of the power network.
Недостатком известного аналога является то, что данным способом не могут быть измерены сопротивления изоляций отдельных присоединений.A disadvantage of the known analogue is that this method cannot be measured insulation resistance of individual connections.
Известен способ контроля состояния изоляции фидеров трехфазной сети переменного тока с изолированной нейтралью (RU 2400764 C1, опубликовано 27.09.2010), при котором определяют угол сдвига фазы между током и напряжением нулевой последовательности, текущую величину сопротивления изоляции каждого контролируемого фидера рассчитывают по зависимостиA known method for monitoring the insulation status of the feeders of a three-phase AC network with isolated neutral (RU 2400764 C1, published September 27, 2010), in which the phase angle between the current and the zero-sequence voltage is determined, the current insulation resistance of each controlled feeder is calculated according
R=3*U0/3*I0*cosϕ*10-3,R = 3 * U 0/3 * I 0 * cosφ * 10 -3,
где R - сопротивление изоляции фидера,where R is the insulation resistance of the feeder,
3*I0 - ток нулевой последовательности в мА,3 * I 0 - zero sequence current in mA,
3*U0 - напряжение нулевой последовательности в В,3 * U 0 - zero sequence voltage in V,
ϕ* - угол сдвига фазы между током и напряжением нулевой последовательности.ϕ * is the phase angle between the current and voltage of the zero sequence.
Недостатком данного способа является сложность его реализации, обусловленная тем, что необходимо определить не только ток и напряжение нулевой последовательности, но и угол сдвига фаз между ними.The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, due to the fact that it is necessary to determine not only the current and voltage of the zero sequence, but also the phase angle between them.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ определения сопротивления изоляции сети и сопротивлений изоляции присоединений сети переменного тока с изолированной нейтралью (Иванов Е., Дьячков А. Как правильно измерить сопротивление изоляции электроустановок, Новости электротехники, №2(14), 2002, стр. 50-52), при котором, к фазам сети переменного тока подключается трехфазный выпрямительный мост, собранный на полупроводниковых диодах по схеме Ларионова, при этом вольтметром магнитоэлектрической системы поочередно измеряют три напряжения: Ucp - на выходе моста, U1 - между положительным полюсом моста и землей, U2 - между отрицательным полюсом моста и землей. Расчет сопротивления изоляции сети R выполняют по формуле:The closest analogue to the proposed invention is a method for determining the insulation resistance of the network and the insulation resistance of the AC connections with an isolated neutral (Ivanov E., Dyachkov A. How to correctly measure the insulation resistance of electrical installations, Electrical News, No. 2 (14), 2002, p. 50-52), in which, a three-phase rectifier bridge assembled on semiconductor diodes according to the Larionov circuit is connected to the phases of the AC network, while the voltmeter of the magnetoelectric system is alternately from eryayut three voltages: U cp - bridge output, U 1 - bridge between a positive pole and the ground, U 2 - bridge between the negative pole and the ground. The calculation of the insulation resistance of the network R is performed according to the formula:
R=Rv*(Ucp/(U1+U2)-1), где Rv - сопротивление вольтметра, аналогичное формуле для метода трех отсчетов вольтметра в сетях постоянного тока.R = R v * (U cp / (U 1 + U 2 ) -1), where R v is the resistance of the voltmeter, similar to the formula for the method of three samples of the voltmeter in DC networks.
Существенно, что в подобных случаях измерения должны производиться вольтметром именно магнитоэлектрической системы, так как носителями информации о величине сопротивления изоляции являются только средние значения напряжений. Этот способ пригоден для применения в однофазных и трехфазных сетях переменного тока, в сетях с управляемыми и неуправляемыми выпрямителями.It is significant that in such cases, measurements should be made with a voltmeter of the magnetoelectric system, since only average voltage values are carriers of information about the value of insulation resistance. This method is suitable for use in single-phase and three-phase AC networks, in networks with controlled and uncontrolled rectifiers.
Недостатком ближайшего аналога является то, что данным способом не могут быть измерены сопротивления изоляций отдельных присоединений, а также при данном способе возникают значительные перекосы напряжений между фазами и «землей», что приводит к повышенному напряжению на отдельных фазах относительно «земли», а значит, к снижению ресурса изоляции.The disadvantage of the closest analogue is that this method cannot be used to measure the insulation resistances of individual connections, and this method also causes significant voltage imbalances between the phases and the ground, which leads to increased voltage on the individual phases relative to the ground, which means to reduce the isolation resource.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, позволяющего устранить недостатки известного способа.The objective of the invention is to provide a method that allows to eliminate the disadvantages of the known method.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет измерения сопротивлений изоляции присоединений, уменьшения величины перекоса напряжений между фазами и «землей», возникающих при определении сопротивления изоляции сети и сопротивлении изоляции присоединений.The technical result is the expansion of functionality by measuring the insulation resistance of the connections, reducing the voltage imbalance between the phases and the "ground" that occurs when determining the insulation resistance of the network and the insulation resistance of the connections.
Технический результат достигается тем, что в способе определения сопротивления изоляции сети переменного тока с изолированной нейтралью и сопротивлений изоляции присоединений сети переменного тока с изолированной нейтралью, заключающемся в том, что, измеряют средние значения напряжения между положительным и отрицательным полюсами трехфазного выпрямительного моста, собранного на полупроводниковых диодах по схеме Ларионова и подключенного к фазам сети переменного тока, а также между положительным и отрицательным полюсами трехфазного выпрямительного моста и «землей», производят выравнивание напряжений на фазах сети путем включения параллельно полюсам трехфазного выпрямительного моста двух последовательно соединенных первого и второго резисторов, общая точка которых соединена с «землей», одновременно измеряют среднее значение тока через провод, соединяющий общую точку первого и второго резисторов с «землей», измеряют средние значения дифференциальных токов, протекающих по присоединениям сети, с помощью датчиков дифференциальных токов для измерений средних значений токов, после подключения сначала к одному из полюсов трехфазного выпрямительного моста третьего резистора, один из выводов которого подсоединен к общей точке первого и второго резисторов, а потом к другому полюсу трехфазного выпрямительного моста четвертого резистора, один из выводов которого подсоединен к общей точке первого и второго резисторов, а значения сопротивлений изоляции всей сети в целом и сопротивления изоляции присоединений определяют из выражений:The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the insulation resistance of an alternating current main with an isolated neutral and the insulation resistances of the connections of an alternating current main with an insulated neutral, the average voltage between the positive and negative poles of a three-phase rectifier bridge assembled on semiconductor diodes according to the Larionov circuit and connected to the phases of the alternating current network, as well as between the positive and negative poles, three-phase about the rectifier bridge and ground, equalize the voltage on the phases of the network by connecting parallel to the poles of the three-phase rectifier bridge two series-connected first and second resistors, the common point of which is connected to the ground, at the same time measure the average current through the wire connecting the common point of the first and a second resistor with ground, measure the average of the differential currents flowing through the network connections, using differential current sensors for measuring average values currents, after connecting first to one of the poles of the three-phase rectifier bridge of the third resistor, one of the terminals of which is connected to the common point of the first and second resistors, and then to the other pole of the three-phase rectifier bridge of the fourth resistor, one of the terminals of which is connected to the common point of the first and second resistors, and the values of the insulation resistance of the entire network as a whole and the insulation resistance of the connections are determined from the expressions:
Ri=|(U++U--U)/(Ii+-Ii-)|;R i = | (U + + U - -U) / (I i + -I i- ) |;
R=|(U++U--U)/(I+-I-)|, R = | (U + + U - -U) / (I + -I - ) |,
гдеWhere
R - полное сопротивление изоляции всей сети;R is the total insulation resistance of the entire network;
Ri - полное сопротивление изоляции i-го присоединения;R i is the total insulation resistance of the i-th connection;
U+ - среднее значение напряжения на положительном полюсе выпрямительного моста относительно «земли» при подключении к нему третьего резистора;U + is the average value of the voltage at the positive pole of the rectifier bridge relative to the "ground" when a third resistor is connected to it;
U- - среднее значение напряжения на отрицательном полюсе выпрямительного моста относительно «земли» при подключении к нему четвертого резистора;U - is the average value of the voltage at the negative pole of the rectifier bridge relative to the "ground" when a fourth resistor is connected to it;
U - среднее значение напряжения между положительным и отрицательным полюсами выпрямительного моста;U is the average voltage between the positive and negative poles of the rectifier bridge;
I+ - среднее значение тока через провод, соединяющий общую точку первого и второго резисторов с «землей», при подключении к положительному полюсу выпрямительного моста третьего резистора;I + is the average value of the current through the wire connecting the common point of the first and second resistors to the ground when connected to the positive pole of the rectifier bridge of the third resistor;
I- - средний ток через провод, соединяющий общую точку первого и второго резисторов с «землей», при подключении к отрицательному полюсу выпрямительного моста четвертого резистора;I - is the average current through the wire connecting the common point of the first and second resistors to the ground, when the fourth resistor is connected to the negative pole of the rectifier bridge;
Ii+ - среднее значение дифференциального тока i-го присоединения, вызванного подключением к положительному полюсу выпрямительного моста третьего резистора;I i + is the average value of the differential current of the i-th connection caused by the connection of the third resistor to the positive pole of the rectifier bridge;
Ii- - среднее значение дифференциального тока i-го присоединения, вызванного подключением к отрицательному полюсу выпрямительного моста четвертого резистора.I i- is the average value of the differential current of the i-th connection caused by the fourth resistor connected to the negative pole of the rectifier bridge.
Сущность способа поясняется схемами, приведенными на фиг. 1 и 2 и осциллограммами на фигурах 3-11.The essence of the method is illustrated by the diagrams shown in FIG. 1 and 2 and the waveforms in figures 3-11.
На фиг. 1 изображены источник питания 1 сети переменного тока с изолированной нейтралью 17, нагрузки присоединений 22, 23, 24, 25 с емкостями и активными сопротивлениями их изоляций. Например, присоединение 22 с нагрузкой 13 подсоединено к фазам а, в и с, присоединение 23 с нагрузкой 14 подсоединено к фазам в и с, присоединение 24 с нагрузкой 15 подсоединено к фазам а и в, подсоединение 25 с нагрузкой 16 подсоединено к фазам а и с. Кроме этого на схеме (фиг. 1) показаны резистивные элементы 5 и 6, подключенные через ключи 7 и 8 к полюсам «-» и «+» выпрямителя 2 соответственно, устройства измерения напряжения 9, 10 и 12 (вольтметры для измерений средних значений), устройства 18, 19, 20 и 21 для измерения средних значений дифференциальных токов (датчики дифференциальных токов для измерений средних значений токов), протекающих по присоединениям 22, 23, 24 и 25, резисторы 3, 4, соединенные последовательно и подключенные параллельно полюсам выпрямителя 2, миллиамперметр 11 для измерений средних значений токов, протекающих в проводе, соединяющем общую точку резисторов 3, 4, 5 и 6 и «землю».In FIG. 1 shows a
Способ осуществляют следующим образом. Измеряют средние значения напряжения между положительным и отрицательным полюсами выпрямительного моста вольтметром 12. Измеряют средние значения напряжений между «землей» и положительным полюсом выпрямительного моста с помощью вольтметров 10, а также измеряют среднее значение тока в проводе, соединяющем общую точку резисторов 3, 4, 5, 6 и «землю», миллиамперметром 11, измеряют средние значения дифференциальных токов с помощью датчиков дифференциальных токов для измерения средних значений (например, датчики дифференциальных токов типа ДДТ производства ООО НПП «ЭКРА»), протекающих по присоединениям сети после подключения к положительному полюсу выпрямительного моста резистора 6. Измеряют средние значения напряжения между «землей» и отрицательным полюсом выпрямительного моста с помощью вольтметра 9, а также измеряют среднее значение тока через миллиамперметр 11, измеряют средние значения дифференциальных токов с помощью датчиков дифференциальных токов для измерений средних значений токов, протекающих по присоединениям сети после подключения к отрицательному полюсу выпрямителя резистора 5. Значения сопротивлений изоляции каждого из присоединений и сети в целом определяют из выражений:The method is as follows. Measure the average voltage between the positive and negative poles of the rectifier bridge with a
Ri=|(U1++U2--U)/(Ii+-Ii-)|; R=|(U1++U2--U)/(I0+-I0-)|, R i = | (U 1+ + U 2- -U) / (I i + -I i- ) |; R = | (U 1+ + U 2- -U) / (I 0+ -I 0- ) |,
гдеWhere
R - полное сопротивление изоляции всей сети;R is the total insulation resistance of the entire network;
Ri - полное сопротивление изоляции i-го присоединения;R i is the total insulation resistance of the i-th connection;
U1+ - среднее значение напряжения на положительном полюсе выпрямительного моста относительно «земли» при подключении к нему третьего резистора;U 1+ is the average value of the voltage at the positive pole of the rectifier bridge relative to the "ground" when a third resistor is connected to it;
U2- - среднее значение напряжения на отрицательном полюсе выпрямительного моста относительно «земли» при подключении к нему четвертого резистора;U 2- is the average value of the voltage at the negative pole of the rectifier bridge relative to the "ground" when a fourth resistor is connected to it;
U - среднее значение напряжения между положительным и отрицательным полюсами выпрямительного моста;U is the average voltage between the positive and negative poles of the rectifier bridge;
I0+ - среднее значение тока через провод, соединяющий общую точку первого и второго резисторов с «землей», при подключении к положительному полюсу выпрямительного моста третьего резистора;I 0+ is the average value of the current through the wire connecting the common point of the first and second resistors to the ground when connected to the positive pole of the rectifier bridge of the third resistor;
I0- - средний ток через провод, соединяющий общую точку первого и второго резисторов с «землей», при подключении к отрицательному полюсу выпрямительного моста четвертого резистора;I 0- is the average current through the wire connecting the common point of the first and second resistors to the ground, when the fourth resistor is connected to the negative pole of the rectifier bridge;
Ii+ - среднее значение дифференциального тока i-го присоединения, вызванного подключением к положительному полюсу выпрямительного моста третьего резистора;I i + is the average value of the differential current of the i-th connection caused by the connection of the third resistor to the positive pole of the rectifier bridge;
Ii- - среднее значение дифференциального тока i-го присоединения, вызванного подключением к отрицательному полюсу выпрямительного моста четвертого резистора.I i- is the average value of the differential current of the i-th connection caused by the fourth resistor connected to the negative pole of the rectifier bridge.
На фиг. 2 изображена упрощенная схема замещения сети переменного тока с изолированной нейтралью для расчета сопротивлений изоляции, изображенной на фиг. 1, где Е - э.д.с. на выходе выпрямителя, , эквивалентное сопротивление изоляции сети 17 переменного тока соответственно при отрицательном и положительном напряжении фаз сети относительно «земли», и эквивалентное сопротивление изоляции первого присоединения соответственно при отрицательном и положительном напряжении фаз сети относительно «земли», и эквивалентное сопротивление изоляции второго присоединения соответственно при отрицательном и положительном напряжении фаз сети относительно «земли», и эквивалентное сопротивление изоляции третьего присоединения соответственно при отрицательном и положительном напряжении фаз сети относительно «земли», и эквивалентное сопротивление изоляции четвертого присоединения соответственно при отрицательном и положительном напряжении фаз сети относительно «земли», R3 и R4 сопротивления резисторов, подключаемых с помощью ключей 7 и 8 к выводам выпрямителя соответственно «-» и «+», R1 и R2 - сопротивления резисторов 3 и 4.In FIG. 2 shows a simplified equivalent circuit of an alternating current main with isolated neutral for calculating the insulation resistances shown in FIG. 1, where E is the emf at the output of the rectifier, , equivalent insulation resistance of the
Напряжение смещения нейтрали сети переменного тока Uсм, т.е. напряжение точки О (фиг. 1) относительно «земли» тем больше, чем больше разница между сопротивлениями изоляции фаз относительно «земли». При этом чем выше напряжение смещения нейтрали, тем выше различия напряжений на фазах сети относительно «земли». Проведенные математические и натуральные исследования показали, что перекос напряжений между полюсами выпрямительного моста и «землей» ΔU тем больше, чем больше напряжение смещения нейтрали сети переменного токаAC neutral neutral bias voltage U cm , i.e. the voltage of the point O (Fig. 1) relative to the "earth" the greater, the greater the difference between the insulation resistances of the phases relative to the "earth". Moreover, the higher the neutral bias voltage, the higher the voltage differences at the phases of the network relative to the "ground". Mathematical and natural studies have shown that the voltage distortion between the poles of the rectifier bridge and the "ground" ΔU is greater, the greater the bias voltage of the neutral of the AC network
где ΔU=U+-U-, U+ - напряжение на выводе «+» выпрямителя относительно «земли», U- - напряжение на выводе «-» выпрямителя относительно «земли».where ΔU = U + -U - , U + is the voltage at the “+” terminal of the rectifier relative to the ground, U - is the voltage at the “-” terminal of the rectifier relative to the ground.
До замыкания ключей К1 и К2:Before closing the keys K1 and K2:
напряжение на выводе «+» выпрямителя относительно «земли»voltage at the “+” terminal of the rectifier relative to the “ground”
Напряжение на выводе «-» выпрямителя относительно «земли»The voltage at the “-” terminal of the rectifier relative to the “ground”
U-=U+-EU - = U + -E
Как видно из выражений 1 и 2, перекос напряжений между полюсами выпрямительного моста и «землей» тем меньше, чем меньше соотношенияAs can be seen from
R1//Rсиз-//R1из-//R2из-//R3из-//R4из- и R2//Rсиз+//R1из+//R2из+//R3из+//R4из+ R 1 // R siz- // R 1iz- // R 2iz- // R 3iz- // R 4iz- and R 2 // R siz + // R 1iz + // R 2iz + // R 3iz + // R 4 of +
Таким образом, при ухудшении сопротивлений изоляции фаз сети относительно земли производится выравнивание напряжений на фазах сети относительно «земли», добиваясь уменьшения смещения нейтрали. Для этого включают в схему параллельно полюсам выпрямительного моста два последовательно соединенных одинаковых резисторов, общая точка которых соединена с «землей». Резисторы 3, 4 выбирают сопротивлением, во много раз меньшим, чем сопротивление изоляции, например сопротивлением 100…1000 кОм.Thus, when the insulation resistance of the phases of the network relative to the ground deteriorates, the voltages on the phases of the network are balanced against the “ground”, achieving a decrease in the neutral offset. To do this, include in the circuit parallel to the poles of the rectifier bridge two series-connected identical resistors, the common point of which is connected to the "ground".
После замыкания ключа К1 напряжение U1+ на выводе «+» выпрямительного моста относительно «земли»After closing the key K1, the voltage U 1+ at the terminal "+" of the rectifier bridge relative to the "ground"
где RΣиз+ - эквивалентное сопротивление изоляции сети и присоединений при положительном напряжении фаз относительно «земли» RΣиз+=Rсиз+//R1из+//R2из+//R3из+//R4из+, RΣиз- - эквивалентное сопротивление сети и присоединений при отрицательном напряжении фаз относительно «земли» RΣиз-=Rсиз-//R1из-//R2из-//R3из-//R4из-.where R Σ from + is the equivalent insulation resistance of the network and connections at a positive phase voltage relative to the "ground" R Σ from + = R s + + // R 1 from + // R 2 from + // R 3 from + // R 4 from + , R Σ from - - equivalent resistance of the network and connections with a negative phase voltage relative to the "ground" R Σiz- = R siz- // R 1iz- // R 2iz- // R 3iz- // R 4iz- .
Выражение (3) можно записать через проводимости GExpression (3) can be written in terms of conductivity G
U1+=E*(1/(G2+G4+GΣиз+)/(1/(G2+G4+GΣиз+)+1(G1+GΣиз-)), U 1+ = E * (1 / (G 2 + G 4 + G Σ from + ) / (1 / (G 2 + G 4 + G Σ from + ) +1 (G 1 + G Σ from- )),
гдеWhere
G2=1/R2, G4=1/R4, GΣиз+=1/RΣиз+, G1=1/R1, GΣиз-=1/RΣиз- G 2 = 1 / R 2 , G 4 = 1 / R 4 , G Σ from + = 1 / R Σ from + , G 1 = 1 / R 1 , G Σ from - = 1 / R Σ from -
После замыкания ключа K1 ток I0+ через миллиамперметрAfter closing the key K1, the current I 0+ through the milliammeter
После замыкания ключа К2 напряжение U2- на выводе «-» выпрямительного моста относительно «земли»After closing the key K2, the voltage U 2- at the “-” terminal of the rectifier bridge relative to the “ground”
После замыкания ключа К2 ток I0- через миллиамперметр:After closing the key K2, the current I 0- through the milliammeter:
Используя выражения 1-6, можно получить:Using expressions 1-6, you can get:
GΣиз++GΣиз-=1/(RΣиз+//RΣиз-)=(I0+-I0-)/(Е-U2--U1+)G Σ from + + G Σ from- = 1 / (R Σ from + // R Σ from- ) = (I 0+ -I 0- ) / (Е-U 2- -U 1+ )
Таким образом, полное сопротивление изоляции всей сети:Thus, the total insulation resistance of the entire network:
RΣиз=RΣиз+//RΣиз-=|(U1++U2--U)/(I0+-I0-)|, R Σ from = R Σ from + // R Σ from- = | (U 1+ + U 2- -U) / (I 0+ -I 0- ) |,
гдеWhere
U1+ - среднее значение напряжения на положительном полюсе выпрямительного моста относительно «земли» при подключении к нему третьего резистора;U 1+ is the average value of the voltage at the positive pole of the rectifier bridge relative to the "ground" when a third resistor is connected to it;
U2- - среднее значение напряжения на отрицательном полюсе выпрямительного моста относительно «земли» при подключении к нему четвертого резистора;U 2- is the average value of the voltage at the negative pole of the rectifier bridge relative to the "ground" when a fourth resistor is connected to it;
U - среднее значение напряжения между положительным и отрицательным полюсами выпрямительного моста;U is the average voltage between the positive and negative poles of the rectifier bridge;
I0+ - среднее значение тока через провод, соединяющий общую точку резисторов R1 и R2 и «землю» при подключении к положительному полюсу выпрямителя третьего резистора;I 0+ - the average value of the current through the wire connecting the common point of the resistors R 1 and R 2 and the "ground" when connected to the positive pole of the rectifier of the third resistor;
I0- - средний ток через провод, соединяющий общую точку резисторов R1 и R2 и «землю» при подключении к отрицательному полюсу выпрямителя четвертого резистора.I 0- is the average current through the wire connecting the common point of the resistors R 1 and R 2 and the ground when connected to the negative pole of the rectifier of the fourth resistor.
Ток, протекающий через миллиамперметр, равен сумме дифференциальных токов, протекающих через все присоединения.The current flowing through a milliammeter is equal to the sum of the differential currents flowing through all the connections.
Выражения для эквивалентного сопротивления изоляций каждого присоединения Riиз получим на примере первого присоединения для схемы (фиг. 2) исходя из значений для дифференциальных токов присоединений, а также выражений для напряжений на полюсах выпрямителя при замыкании ключей К1 и К2:The expressions for the equivalent insulation resistance of each connection R i will be obtained by the example of the first connection for the circuit (Fig. 2) based on the values for the differential currents of the connections, as well as the expressions for the voltage at the poles of the rectifier when the keys K1 and K2 are closed:
Riиз=Riиз-//Riиз+,R iiz = R iiz- // R iiz + ,
где Riиз- и Riиз+ - эквивалентное сопротивление изоляции первого присоединения соответственно при отрицательном и положительном напряжении фаз сети относительно «земли».where R i - and R i + + - equivalent insulation resistance of the first connection, respectively, with a negative and positive voltage of the phases of the network relative to the "ground".
После замыкании ключа К1 токи, протекающие по изоляции проводов первого присоединения (фиг. 1), равны токам, протекающим через сопротивления изоляции первого присоединения, соединяющего шины «+» и «-» выпрямительного моста и «землю»:After closing the key K1, the currents flowing through the insulation of the wires of the first connection (Fig. 1) are equal to the currents flowing through the insulation resistance of the first connection connecting the rectifier bridge “+” and “-” buses and “ground”:
I1+=U1+*G1из+, I1-=U1-*G1из-,I 1+ = U 1+ * G 1 of + , I 1- = U 1- * G 1 of- ,
где U1+, U1- - напряжение на выводах выпрямительного моста «+» и «-» относительно «земли» соответственно,where U 1+ , U 1- is the voltage at the terminals of the rectifier bridge "+" and "-" relative to the "ground", respectively,
G1из+, G1из- - проводимость изоляции первого присоединения соответственно при положительном и отрицательном напряжении фаз сети относительно «земли».G 1 of + , G 1 of- - the insulation conductivity of the first connection, respectively, with a positive and negative voltage of the phases of the network relative to the "ground".
Дифференциальный ток первого присоединения после замыкания ключа К1:The differential current of the first connection after closing the key K1:
гдеWhere
G1из - полная проводимость изоляции первого присоединения,G 1iz - the total conductivity of the insulation of the first connection,
G1из=G1из++G1из- G 1 of = G 1 of + + G 1 of
После замыкания ключа К2: токи, протекающие по изоляции проводов первого присоединения (фиг. 1), равны токам, протекающим через сопротивления изоляции первого присоединения, соединяющего шины «+» и «-» выпрямительного моста и «землю»:After closing the key K2: the currents flowing through the insulation of the wires of the first connection (Fig. 1) are equal to the currents flowing through the insulation resistance of the first connection connecting the rectifier bridge “+” and “-” busbars and “earth”:
, ,
U2+, U1- - напряжение на шине «+» и «-» относительно «земли» соответственно после замыкания ключа К2.U 2+ , U 1- - voltage on the bus "+" and "-" relative to the "ground", respectively, after closing the key K2.
Дифференциальный ток первого присоединения после замыкания ключа К2:The differential current of the first connection after closing the key K2:
Исходя из выражений (7, 8) получим выражение для полного (эквивалентного) сопротивления изоляции первого присоединения:Based on the expressions (7, 8) we obtain the expression for the total (equivalent) insulation resistance of the first connection:
. .
В общем случае для i-присоединения полное сопротивление изоляцииIn general, for i-connection, the total insulation resistance
Ri=|(U1++U2--U)/(Ii+-Ii-)|,R i = | (U 1+ + U 2- -U) / (I i + -I i- ) |,
Ri - полное сопротивление изоляции i-го присоединения;R i is the total insulation resistance of the i-th connection;
U1+ - среднее значение напряжения на положительном полюсе выпрямительного моста относительно «земли» при подключении к нему третьего резистора;U 1+ is the average value of the voltage at the positive pole of the rectifier bridge relative to the "ground" when a third resistor is connected to it;
U2- - среднее значение напряжения на отрицательном полюсе выпрямительного моста относительно «земли» при подключении к нему четвертого резистора;U 2- is the average value of the voltage at the negative pole of the rectifier bridge relative to the "ground" when a fourth resistor is connected to it;
U - среднее значение напряжения между положительным и отрицательным полюсами выпрямительного моста;U is the average voltage between the positive and negative poles of the rectifier bridge;
Ii+ - среднее значение дифференциального тока i-го присоединения, вызванного подключением к положительному полюсу выпрямительного моста третьего резистора;I i + is the average value of the differential current of the i-th connection caused by the connection of the third resistor to the positive pole of the rectifier bridge;
Ii- - среднее значение дифференциального тока i-го присоединения, вызванного подключением к отрицательному полюсу выпрямительного моста четвертого резистора.I i- is the average value of the differential current of the i-th connection caused by the fourth resistor connected to the negative pole of the rectifier bridge.
На фигуре 3 представлены осциллограмма напряжения на положительном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 1 и осциллограмма напряжения на отрицательном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 2 при разомкнутых ключах 7 и 8 и хорошей изоляции. На фигуре 4 представлены осциллограмма напряжения на положительном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 1 и осциллограмма напряжения на отрицательном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 2 при замкнутом ключе 7 и хорошей изоляции. На фигуре 5 представлены осциллограмма напряжения на положительном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 1 и осциллограмма напряжения на отрицательном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 2 при замкнутом ключе 8 при хорошей изоляции.The figure 3 shows the voltage waveform at the positive terminal of the rectifier bridge relative to the "ground" 1 and the voltage waveform at the negative terminal of the rectifier bridge relative to the "ground" 2 with
На фигуре 6 представлены осциллограмма напряжения на положительном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 1 и осциллограмма напряжения на отрицательном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 2 при разомкнутых ключах 7 и 8 и плохой изоляции фазы А. На фигуре 7 представлены осциллограмма напряжения на положительном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 1 и осциллограмма напряжения на отрицательном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 2 при замкнутом ключе 7 и плохой изоляции фазы А. На фигуре 8 представлены осциллограмма напряжения на положительном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 1 и осциллограмма напряжения на отрицательном выводе выпрямительного моста относительно «земли» 2 при замкнутом ключе 8 при плохой изоляции фазы А.The figure 6 shows the voltage waveform at the positive terminal of the rectifier bridge relative to the "ground" 1 and the voltage waveform at the negative terminal of the rectifier bridge relative to the "ground" 2 with
На фигуре 9 представлены осциллограммы тока 1 через миллиамперметр и осциллограмма дифференциального тока 2 через присоединение при разомкнутых ключах 7 и 8 при плохой изоляции фазы А. На фигуре 10 представлены осциллограммы тока 1 через миллиамперметр и осциллограмма дифференциального тока 2 через присоединение при замкнутом ключе 7 при плохой изоляции фазы А. На фигуре 11 представлены осциллограммы тока 1 через миллиамперметр и осциллограмма дифференциального тока 2 через присоединение при замкнутом ключе 8 при плохой изоляции фазы А.Figure 9 shows the waveforms of current 1 through a milliammeter and the waveform of the differential current 2 through the connection with
Видно, что средние значения напряжений и токов при замкнутом ключе 7 и при замкнутом ключе 8 отличаются.It can be seen that the average values of voltages and currents with a
Устройство, реализующее предлагаемый способ определения сопротивления изоляции сети переменного тока с изолированной нейтралью и сопротивлений изоляции присоединений сети переменного тока с изолированной нейтралью - терминал «ЭКРА-СКИ», выпрямительный мост, собранный на полупроводниковых диодах по схеме Ларионова и в качестве датчиков дифференциальных токов - датчики типа ДДТ-25 производства НПП «ЭКРА», успешно прошло испытания в условиях полигона ООО НПП «ЭКРА».A device that implements the proposed method for determining the insulation resistance of an AC network with an isolated neutral and the insulation resistance of the AC connections with an isolated neutral is the EKRA-SKI terminal, a rectifier bridge assembled on semiconductor diodes according to the Larionov circuit and sensors as differential current sensors type DDT-25 manufactured by NPP EKRA, successfully tested in the conditions of the testing ground of LLC NPP EKRA.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015154393A RU2614187C1 (en) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Determination method of the circuit insulation resistance and insulation resistance of the joined alternating current circuit with insulated neutral |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015154393A RU2614187C1 (en) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Determination method of the circuit insulation resistance and insulation resistance of the joined alternating current circuit with insulated neutral |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2614187C1 true RU2614187C1 (en) | 2017-03-23 |
Family
ID=58453305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015154393A RU2614187C1 (en) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Determination method of the circuit insulation resistance and insulation resistance of the joined alternating current circuit with insulated neutral |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2614187C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755341C2 (en) * | 2017-04-14 | 2021-09-15 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Method for determining power released in current leaks to case at place of damage to insulation of phases of electrical network with insulated neutral |
RU2756380C1 (en) * | 2021-01-27 | 2021-09-29 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Method for determining insulation resistance of network and insulation resistances of ac connections with isolated neutral of more than 1000 v |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU819747A1 (en) * | 1977-10-28 | 1981-04-07 | Ленинградский Ордена Ленина Электро-Технический Институт Им. B.И.Ульянова (Ленина) | Device for measuring insulation resistance of three-phase electric network with insulated neutral |
JPH0894683A (en) * | 1994-09-26 | 1996-04-12 | Tokyo Gas Co Ltd | System for monitoring insulation of low voltage non-grounded system |
RU2321008C2 (en) * | 2006-04-24 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of measurement of resistance of electric circuits' insulation (versions) |
RU2377581C1 (en) * | 2008-08-27 | 2009-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ"СЭС") | Method of measurement and monitoring of insulation resistance of unearthed power electrical ac networks under operation voltage and device for its implementation |
RU2381513C1 (en) * | 2008-07-16 | 2010-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Method of testing attachement insulation resistance in direct current mains with isolated neutral, device for implementation thereof and differential sensor therefor |
RU2400764C1 (en) * | 2009-09-21 | 2010-09-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method of controlling three-phase feeder isolation |
US20130088240A1 (en) * | 2011-10-10 | 2013-04-11 | Wolfgang Hofheinz | Method and apparatus for determining an insulation resistance in grounded it systems |
-
2015
- 2015-12-17 RU RU2015154393A patent/RU2614187C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU819747A1 (en) * | 1977-10-28 | 1981-04-07 | Ленинградский Ордена Ленина Электро-Технический Институт Им. B.И.Ульянова (Ленина) | Device for measuring insulation resistance of three-phase electric network with insulated neutral |
JPH0894683A (en) * | 1994-09-26 | 1996-04-12 | Tokyo Gas Co Ltd | System for monitoring insulation of low voltage non-grounded system |
RU2321008C2 (en) * | 2006-04-24 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of measurement of resistance of electric circuits' insulation (versions) |
RU2381513C1 (en) * | 2008-07-16 | 2010-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Method of testing attachement insulation resistance in direct current mains with isolated neutral, device for implementation thereof and differential sensor therefor |
RU2377581C1 (en) * | 2008-08-27 | 2009-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ"СЭС") | Method of measurement and monitoring of insulation resistance of unearthed power electrical ac networks under operation voltage and device for its implementation |
RU2400764C1 (en) * | 2009-09-21 | 2010-09-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method of controlling three-phase feeder isolation |
US20130088240A1 (en) * | 2011-10-10 | 2013-04-11 | Wolfgang Hofheinz | Method and apparatus for determining an insulation resistance in grounded it systems |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ИВАНОВ Е. и др., Как правильно измерить состояние изоляции электроустановок, Новости электротехники, N 2(14), 2002, с. 50-52. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755341C2 (en) * | 2017-04-14 | 2021-09-15 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Method for determining power released in current leaks to case at place of damage to insulation of phases of electrical network with insulated neutral |
RU2756380C1 (en) * | 2021-01-27 | 2021-09-29 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Method for determining insulation resistance of network and insulation resistances of ac connections with isolated neutral of more than 1000 v |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9829519B2 (en) | Method and apparatus to commission voltage sensors and branch circuit current sensors for branch circuit monitoring systems | |
WO2007066911A1 (en) | Internal impedance measuring device of stationary battery and method thereof | |
Thakur et al. | Unbalance voltage sag fault-type characterization algorithm for recorded waveform | |
Ramar et al. | A new impedance-based fault location method for radial distribution systems | |
CN107636481B (en) | Method and apparatus for commissioning voltage sensors and branch current sensors for branch monitoring systems | |
RU2614187C1 (en) | Determination method of the circuit insulation resistance and insulation resistance of the joined alternating current circuit with insulated neutral | |
KR101986221B1 (en) | 3-phase 4-wire electrical installation hot-line insulation resistance measurement method and device | |
RU2381513C1 (en) | Method of testing attachement insulation resistance in direct current mains with isolated neutral, device for implementation thereof and differential sensor therefor | |
US8649143B2 (en) | Improper voltage detection for electronic circuit breaker | |
RU140217U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING EARTH RESISTANCE | |
RU2674528C1 (en) | Method for determination of distance to places of earth faults on two power lines in networks with low earth fault currents | |
RU2609277C1 (en) | Method of monitoring insulation resistance of extensive dc networks | |
RU2756380C1 (en) | Method for determining insulation resistance of network and insulation resistances of ac connections with isolated neutral of more than 1000 v | |
Salmerón et al. | New approach to assess unbalance and harmonic distortion in power systems | |
KR102622919B1 (en) | Apparatus for measuring line parameter | |
Freye et al. | Synthetic Laboratory Imitation of Transient Voltage Stresses of MMC-HVDC Links | |
RU2321008C2 (en) | Method of measurement of resistance of electric circuits' insulation (versions) | |
Olszowiec | Application of network voltages to insulation monitoring in unearthed AC circuits with rectifiers | |
RU2554308C1 (en) | Ac mains isolation resistance measurement device | |
Kletsel et al. | The device for determining the distance to single phase fault on the power line | |
Sifat et al. | Feasibility of magnetic signature-based detection of low and high impedance faults in low-voltage distribution networks | |
RU2609726C1 (en) | Method of determination of insulation resistance for direct current network with insulated neutral | |
Langkowski et al. | Grid impedance identification considering the influence of coupling impedances | |
SU1737363A1 (en) | Method of testing the electric networks insulation resistance | |
Olszowiec | Modifications of diode rectifier circuits for continuous insulation measurement in live AC it networks |