RU116710U1 - DEVICE FOR CONTROL OF INSULATION OF ELECTRICAL SYSTEMS - Google Patents

Abstract

Устройство для контроля изоляции электрических систем, содержащее генератор сети, блок присоединения, блок вентильной защиты, нагрузку, генератор тока непромышленной частоты, выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, заградительный блок, измерительный блок, исполнительный элемент, датчик тока, установленный в блоке присоединения, симистор, реле и лампа сигнализации, установленные в исполнительном элементе, при этом генератор сети своими двумя выходами подсоединен к блоку присоединения, первый и второй выходы которого присоединены к входу блока вентильной защиты, выходы которого подсоединены к нагрузке, генератор тока непромышленной частоты своим выходом подсоединен к входу выпрямителя, выходы которого соединены с измерительным блоком, а третий выход через заградительный блок присоединен к блоку присоединения, исполнительный элемент с установленными в нем симистором, реле и лампой накаливания своими входами подсоединен к третьему и четвертому выходам блока присоединения, а своим выходом соединен с землей, датчик тока своим входом подключен к контролируемой сети через разделительные конденсаторы в блоке присоединения, а своим выходом подсоединен к входам симистора и лампы сигнализации, выходы которых подсоединены к земле, отличающееся тем, что устройство снабжено повышающим трансформатором, расположенным в заградительном блоке, при этом первичная обмотка трансформатора своими входами подключена к двум выходам выпрямителя, параллельно с измерительным блоком, а вторичная обмотка своими двумя выходами подключена к входам заградительного блока. A device for monitoring the insulation of electrical systems, containing a network generator, a connection unit, a valve protection unit, a load, a non-industrial frequency current generator, a bridge rectifier, a barrier unit, a measuring unit, an actuator, a current sensor installed in the connection unit, a triac , relay and alarm lamp installed in the actuator, while the mains generator with its two outputs is connected to the connection unit, the first and second outputs of which are connected to the input of the valve protection unit, the outputs of which are connected to the load, the non-industrial frequency current generator is connected to the input rectifier, the outputs of which are connected to the measuring unit, and the third output through the barrier unit is connected to the connection block, the actuator with the triac, relay and incandescent lamp installed in it is connected to the third and fourth outputs of the connection block, and its output ohm is connected to ground, the current sensor is connected with its input to the monitored network through separating capacitors in the connection block, and its output is connected to the inputs of the triac and alarm lamp, the outputs of which are connected to ground, characterized in that the device is equipped with a step-up transformer located in the barrier block , while the primary winding of the transformer is connected by its inputs to two outputs of the rectifier, in parallel with the measuring unit, and the secondary winding by its two outputs is connected to the inputs of the barrier unit.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для защиты электрических установок постоянного тока с изолированными от земли проводами от аварийных режимов.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used to protect direct current electrical installations with insulated wires from the earth from emergency conditions.

Известно устройство для контроля изоляции электрических систем (Патент №72797 РФ, МПК Н02Н 3/17. Устройство для контроля изоляции электрических систем/Балюк А.А., Борзеев И.Я., Катин В.Д.; ДВГУПС (РФ). - №2007147759; 3аявлено 20.12.2007. Опубл. 27.04.2006. Бюл.№12.)A device for monitoring the insulation of electrical systems (Patent No. 72797 of the Russian Federation, IPC Н02Н 3/17. A device for monitoring the insulation of electrical systems / Balyuk AA, Borzeev I.Ya., Katin VD; DVGUPS (RF). - No. 2007147759; 3 announced on December 20, 2007. Published on April 27, 2006. Bull.No.12.)

Устройство содержит генератор сети, блок присоединения, нагрузку, блок вентильной защиты, генератор тока непромышленной частоты, выпрямитель, заградительный блок, измерительный блок, исполнительный элемент.The device comprises a network generator, an attachment unit, a load, a valve protection unit, a non-industrial frequency current generator, a rectifier, a blocking device, a measuring unit, an actuating element.

Блок присоединения, присоединенный к блоку вентильной защиты и нагрузке содержит дифференциальный автомат последовательно соединенный с разделительными конденсаторами. Входы дифференциального автомата являются входами блока присоединения. Два выхода дифференциального автомата являются двумя выходами блока присоединения, первый и второй выходы дифференциального автомата являются третьим и четвертым выходом блока присоединения, а выход разделительных конденсаторов - его пятым выходом.The connection unit connected to the valve protection unit and the load comprises a differential circuit breaker connected in series with isolation capacitors. The inputs of the differential automaton are the inputs of the accession unit. Two outputs of the differential automaton are two outputs of the attachment unit, the first and second outputs of the differential automaton are the third and fourth outputs of the attachment unit, and the output of the isolation capacitors is its fifth output.

Измерительный блок, представляет собой реле, шунтированное конденсатором. Вход реле является входом измерительного блока, а выход - реле - его выходом.The measuring unit is a relay shunted by a capacitor. The relay input is the input of the measuring unit, and the output, the relay, is its output.

Исполнительный элемент представляет собой катушку отключения дифференциального автомата. Вход катушки является входом исполнительного элемента, а выход контакта реле - его выходом.The actuating element is a tripping coil of a differential machine. The coil input is the input of the actuator, and the relay contact output is its output.

Заградительный блок представляет собой колебательный контур, вход и выход которого является входом и выходом заградительного блока.The blocking block is an oscillating circuit, the input and output of which is the input and output of the blocking block.

Два выхода генератора сети подключены к входам блока присоединения, первый и второй выходы которого подсоединены к входам вентильной защиты, выходы которого соединены с нагрузкой. Третий, четвертый и пятый выходы блока присоединения присоединены к входам исполнительного элемента и заградительного блока.Two outputs of the network generator are connected to the inputs of the connection unit, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the valve protection, the outputs of which are connected to the load. The third, fourth and fifth outputs of the accession unit are connected to the inputs of the actuating element and the blocking unit.

Один выход генератора тока непромышленной частоты соединен с первым входом выпрямителя, а второй выход с землей.One output of a non-industrial frequency current generator is connected to the first input of the rectifier, and the second output to ground.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Ток от генератора сети поступает на дифференциальный автомат блока присоединения и затем на блок вентильной защиты и на нагрузку. Одновременно ток генератора непромышленной частоты поступает на нагрузку через выпрямитель, заградительный блок, разделительный конденсатор блока присоединения, блок вентильной защиты и затем на землю. В блоке присоединения токи от генератора сети и непромышленной частоты накладываются и результирующий ток утечки, управляется контактом реле измерительного блока. Кроме того, ток от генератора сети поступает через дифференциальный автомат блока присоединения на отключающую катушку исполнительного элемента. Этот путь прохождения тока является основным путем.The current from the network generator is supplied to the differential machine of the connection unit and then to the valve protection unit and to the load. At the same time, the current of the non-industrial frequency generator is supplied to the load through the rectifier, the blocking block, the isolation capacitor of the connection block, the valve protection block, and then to the ground. In the connection unit, the currents from the network generator and non-industrial frequency are superimposed and the resulting leakage current is controlled by the relay contact of the measuring unit. In addition, the current from the network generator is supplied through the differential machine of the accession unit to the disconnecting coil of the actuating element. This current path is the main path.

В нормальном режиме работы, т.е. при наличии сопротивления изоляции в пределах установленных норм, величина тока нагрузки имеет допустимое значение, а величина результирующего тока недостаточна для замыкания контакта реле измерительного блока. Контакт реле измерительного блока находится в отключенном состоянии. Ток от генератора сети и непромышленной частоты продолжают поступать на нагрузку. Измерительный блок показывает величину результирующего тока нагрузки, соответствующей техническим нормам.In normal operation, i.e. in the presence of insulation resistance within the established norms, the load current has an acceptable value, and the resulting current is insufficient to close the relay contact of the measuring unit. The relay contact of the measuring unit is in the off state. Current from the network generator and non-industrial frequency continue to flow to the load. The measuring unit shows the value of the resulting load current in accordance with technical standards.

В аварийном режиме, т.е. при снижении сопротивления изоляции нагрузки ниже установленных норм, результирующий ток увеличивается выше допустимых значений и включает контакт реле измерительного блока, который показывает величину утечки результирующего тока нагрузки контролируемой сети, превышающую технические нормы.In emergency mode, i.e. when the load insulation resistance decreases below the established norms, the resulting current increases above the permissible values and turns on the relay contact of the measuring unit, which shows the leakage value of the resulting load current of the controlled network exceeding the technical standards.

При прохождении тока по второму пути включается контакт реле измерительного блока и на отключающую катушку исполнительного элемента поступает ток, который отключает ток генератора сети через дифференциальный автомат блока присоединения от нагрузки. Блок вентильной защиты отключает нагрузку от контролируемой сети. Ток от генератора непромышленной частоты продолжает поступать на контролируемую сеть. Устройство, основанное на наложении на контролируемую сеть напряжения непромышленной частоты от генератора и путем введения в него блока вентильной защиты, заградительного блока и усовершенствования измерительного блока повышает точность измерения и электробезопасность.When current flows along the second path, the relay contact of the measuring unit is turned on and a current is supplied to the disconnecting coil of the actuating element, which disconnects the current of the network generator through the differential circuit breaker of the connection unit from the load. The valve protection block disconnects the load from the monitored network. Current from the non-industrial frequency generator continues to flow to the monitored network. A device based on the application of non-industrial frequency voltage to the controlled network from the generator and by introducing a valve protection unit, a blocking device and improving the measuring unit into it increases the measurement accuracy and electrical safety.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет распознавать вид повреждения от воздействия теплового излучения внешней среды, имеет низкую чувствительность при фиксации срабатывания от воздействия теплового излучения от источников внешней среды и не позволяет определить место повреждения в контролируемой сети.The disadvantage of this device is that it does not allow to recognize the type of damage from exposure to thermal radiation from the environment, has a low sensitivity when fixing the response from exposure to thermal radiation from sources of the external environment and does not allow to determine the location of damage in a controlled network.

Кроме того, устройство не позволяет осуществлять контроль сетей большой протяженности (кабельных линий), так как оно не обладает достаточной чувствительностью, надежностью и точностью измерения для сетей большой протяженности.In addition, the device does not allow monitoring of long-distance networks (cable lines), since it does not have sufficient sensitivity, reliability and measurement accuracy for long-distance networks.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля изоляции электрических систем (патент №86807 РФ, МПК Н02Н 3/17. Устройство для контроля изоляции электрических систем./ Балюк А.А., Борзеев И.Я.; ДВГУПС (РФ). - №,2008150886, Заявлено 22.12.2008 Опубл. 10.09.2009. Бюл. №25)The closest in technical essence and the achieved result is a device for monitoring the insulation of electrical systems (RF patent No. 86807, IPC Н02Н 3/17. Device for monitoring the insulation of electrical systems. / Balyuk AA, Borzeev I.Ya .; DVGUPS (RF ). - No. 2008150886, Declared December 22, 2008 Published on September 10, 2009, Bull. No. 25)

Устройство для контроля изоляции электрических систем содержит генератор сети, блок присоединения, блок вентильной защиты, нагрузку, генератор тока непромышленной частоты, выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, заградительный блок, измерительный блок, исполнительный элемент, датчик тока, установленный в блоке присоединения, симистор, реле и лампа сигнализации, установленные в исполнительном элементе.A device for monitoring the insulation of electrical systems contains a network generator, an accession unit, a valve protection unit, a load, a non-industrial frequency current generator, a bridge rectifier, a blocking device, a measuring unit, an actuating element, a current sensor installed in the connection unit, a triac, relay and alarm lamp installed in the actuator.

Генератор сети своими двумя выходами подсоединен к блоку присоединения, первый и второй выходы которого подсоединены к входу блока вентильной защиты, выход которого подсоединен к нагрузке. Генератор тока непромышленной частоты своим выходом подсоединен к входу выпрямителя, выходы которого соединены с измерительным блоком, а третий выход через заградительный блок присоединен к блоку присоединения.The network generator with its two outputs is connected to the connection unit, the first and second outputs of which are connected to the input of the valve protection unit, the output of which is connected to the load. The non-industrial frequency current generator is connected with its output to the input of the rectifier, the outputs of which are connected to the measuring unit, and the third output is connected to the connection unit through a blocking unit.

Исполнительный элемент своими входами подсоединен к третьему и четвертому выходам блока присоединения, а своим выходом соединен с землей, датчик тока своим входом подключен, к контролируемой сети через разделительные конденсаторы в блоке присоединения, а своим выходом подсоединен к входам симистора и лампы сигнализации, которые своими выходами подсоединены к земле.The actuating element is connected by its inputs to the third and fourth outputs of the connection unit, and is connected to ground by its output, the current sensor is connected by its input to the controlled network through isolation capacitors in the connection unit, and by its output is connected to the inputs of the triac and the alarm lamp, which by their outputs connected to the ground.

Блок присоединения содержит дифференциальный автомат, соединенный с разделительными конденсаторами, входы дифференциального автомата являются двумя выходами блока присоединения, первый и второй выходы дифференциального автомата являются третьим и четвертым выходом блока присоединения, а выход разделительных конденсаторов - его пятым выходом. Шестым выходом блока присоединения является выход датчика тока вход, которого подсоединен к объединенным выходам разделительных конденсаторов.The connection unit contains a differential automaton connected to isolation capacitors, the inputs of the differential automaton are two outputs of the connection unit, the first and second outputs of the differential automaton are the third and fourth outputs of the connection unit, and the output of the separation capacitors is its fifth output. The sixth output of the connection unit is the output of the current sensor input, which is connected to the combined outputs of the isolation capacitors.

Заградительный блок представляет собой колебательный контур. Вход и выход колебательного контура являются входом и выходом заградительного блока.The blocking block is an oscillating circuit. The input and output of the oscillatory circuit are the input and output of the blocking unit.

Измерительный блок представляет собой реле шунтированное конденсатором, вход реле является входом измерительного блока, а выход реле - его выходом.The measuring unit is a relay shunted by a capacitor, the relay input is the input of the measuring unit, and the relay output is its output.

Исполнительный элемент представляет собой катушку отключения дифференциального автомата. Вход катушки является входом исполнительного элемента, а выход объединенных контактов - его одним выходом, другим выходом является вход симистора, и сигнальной лампы объединенных между собой.The actuating element is a tripping coil of a differential machine. The coil input is the input of the actuating element, and the output of the combined contacts is its one output, the other output is the input of the triac, and the signal lamp are interconnected.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При отсутствии воздействия теплового излучения от внешних источников на контролируемую сеть ток генератора сети поступает на дифференциальный автомат блока присоединения и далее на блок вентильной защиты и нагрузку одновременно ток генератора непромышленной частоты поступает на нагрузку - через выпрямитель, заградительный блок, разделительные конденсаторы блока присоединения, блок вентильной защиты нагрузку и затем на землю. Этот путь прохождения тока является основным путем. В блоке присоединения токи от генератора сети и генератора непромышленной частоты накладываются и результирующий ток утечки, поступает на контакт реле измерительного блока. По второму пути ток от генератора сети поступает через дифференциальный автомат блока присоединения на отключающую катушку исполнительного элемента продолжает поступать на контролируемую сеть.In the absence of the influence of thermal radiation from external sources on the monitored network, the current of the network generator is supplied to the differential circuit breaker of the connection unit and then to the valve protection unit and the load at the same time, the current of the non-industrial frequency generator is supplied to the load - through the rectifier, blocking block, isolation capacitors of the connection block, valve block protect the load and then to the ground. This current path is the main path. In the connection unit, the currents from the network generator and non-industrial frequency generator are superimposed and the resulting leakage current is supplied to the relay contact of the measuring unit. On the second path, the current from the network generator enters through the differential machine of the accession unit to the disconnecting coil of the actuator continues to flow to the controlled network.

В нормальном режиме работы, т.е. при наличии сопротивления изоляции в пределах установленных норм, величина тока нагрузки имеет допустимое значение, а величина результирующего тока недостаточна для замыкания контакта реле измерительного блока, при этом контакты исполнительного элемента находятся в отключенном состоянии. Токи от генератора сети и генератора непромышленной частоты продолжают поступать на нагрузку.In normal operation, i.e. in the presence of insulation resistance within the established norms, the load current has an acceptable value, and the resulting current is insufficient to close the relay contact of the measuring unit, while the contacts of the actuator are in the off state. Currents from the mains generator and non-industrial frequency generator continue to flow to the load.

Измерительный блок показывает величину утечки результирующего тока нагрузки соответствующей техническим нормам. Датчик тока в блоке присоединения, симистор в исполнительном элементе закрыты, сигнальная лампа не горит.The measuring unit shows the leakage value of the resulting load current in accordance with technical standards. The current sensor in the connection unit, the triac in the actuator are closed, the signal lamp does not light.

В аварийном режиме, т.е. при снижении сопротивления изоляции нагрузки ниже установленных норм, результирующий ток увеличивается выше допустимого значения и включает контакт реле измерительного блока, который показывает величину утечки результирующего тока нагрузки контролируемой сети, превышающую технические нормы. При этом включении контакта реле на отключающую катушку исполнительного элемента поступает ток, который отключает ток генератора сети через дифференциальный автомат блока присоединения от нагрузки, а блок вентильной защиты отключает нагрузку от контролируемой сети. Ток от генератора непромышленной частоты продолжает поступать на контролируемую сеть по второму пути, т.е. ток продолжает течь через измерительный блок, заградительный блок, блок присоединения.In emergency mode, i.e. when the load insulation resistance decreases below the established norms, the resulting current increases above the permissible value and turns on the relay contact of the measuring unit, which shows the leakage value of the resulting load current of the controlled network exceeding the technical standards. When this relay contact is turned on, a current is supplied to the disconnecting coil of the actuating element, which disconnects the current of the network generator through the differential circuit breaker of the connection unit from the load, and the valve protection block disconnects the load from the controlled network. The current from the non-industrial frequency generator continues to flow to the controlled network along the second path, i.e. current continues to flow through the measuring unit, the blocking unit, the connection unit.

При воздействии теплового излучения от внешнего источника на контролируемую сеть датчик тока в блоке присоединения открывается, и ток от генератора непромышленной частоты поступает на вход симистора и сигнальную лампу, при этом симистор, выход которого подсоединен к входу реле, открывается, и цепь тока генератора непромышленной частоты замыкается на землю. Затем включается контакт реле, который также задействован в поступлении тока на отключающую катушку дифференциального автомата. Сигнальная лампа горит и продолжает гореть после отключения генератора сети от нагрузки, что указывает на процесс распознавания вида повреждения. При этом чувствительность срабатывания устройства контроля изоляции электрических систем значительно повышается.When thermal radiation from an external source affects the controlled network, the current sensor in the connection unit opens, and the current from the non-industrial frequency generator enters the input of the triac and the signal lamp, while the triac, whose output is connected to the relay input, opens, and the current circuit of the non-industrial frequency generator closes to the ground. Then the relay contact is turned on, which is also involved in the supply of current to the trip coil of the differential machine. The signal lamp is on and continues to light after the mains generator is disconnected from the load, which indicates the process of recognizing the type of damage. In this case, the response sensitivity of the insulation control device of electrical systems is significantly increased.

Таким образом, представляется возможность отыскать место повреждения в контролируемой сети при ее отключении от генератора сети, так как ток от генератора непромышленной частоты поступает независимо от состояния контролируемой сети на симистор, реле и сигнальную лампу, которые все время поиска будут находиться во включенном состояний. Место повреждения находят по месту расположения датчика тока в контролируемой сети.Thus, it is possible to find the place of damage in the controlled network when it is disconnected from the network generator, since the current from the non-industrial frequency generator flows regardless of the state of the controlled network to the triac, relay and signal lamp, which will be in the on state all the time during the search. The place of damage is found at the location of the current sensor in the controlled network.

Устройство позволяет распознать вид повреждения, повысить чувствительность устройства к срабатыванию от взаимодействия внешних источников теплового излучения и определить место повреждения в контролируемой сети.The device allows you to recognize the type of damage, increase the sensitivity of the device to a response from the interaction of external sources of thermal radiation and determine the location of damage in a controlled network.

Недостатком устройства для контроля изоляции электрических систем является то, что оно не позволяет с достаточной точностью распознавать вид повреждения в электрических сетях большой протяженности, например в кабельных линиях, имеет низкую чувствительность и помехоустойчивость в наиболее удаленных местах от источника тока.The disadvantage of the device for monitoring the insulation of electrical systems is that it does not allow with sufficient accuracy to recognize the type of damage in long-distance electric networks, for example in cable lines, has low sensitivity and noise immunity in the most remote places from the current source.

Задачей полезной модели является создание устройства для контроля изоляции электрических систем, позволяющего повысить точность распознавания вида повреждения в сетях большой протяженности (кабельных линиях), его чувствительность и помехоустойчивость.The objective of the utility model is to create a device for monitoring the insulation of electrical systems, which allows to increase the accuracy of recognition of the type of damage in long-distance networks (cable lines), its sensitivity and noise immunity.

Для решения поставленной задачи в известном устройстве для контроля изоляции электрических систем, содержащем генератор сети, блок присоединения, блок вентильной защиты, нагрузку, генератор тока, непромышленной частоты, выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, заградительный блок, измерительный блок, исполнительный элемент, датчик тока, установленный в блоке присоединения, симистор, реле и лампа сигнализации, установленные в исполнительном элементе, при этом генератор сети своими двумя выходами подсоединен к блоку присоединения, первый и второй выходы которого присоединены к входу блока вентильной защиты, выходы которого подсоединены к нагрузке, генератор тока непромышленной частоты своим выходом подсоединен к входу выпрямителя, выходы которого соединены с измерительным блоком, а третий выход через заградительный блок присоединен к блоку присоединения, исполнительный элемент, с установленными в нем симистором реле и лампой накаливания своими входами подсоединен к третьему и четвертому выходам блока присоединения, а своим выходом соединен с землей, датчик тока своим входом подключен, к контролируемой сети через разделительные конденсаторы в блоке присоединения, а своим выходом подсоединен к входам симистора и лампы сигнализации, выходы которых подсоединены к земле, дополнительно установлен повышающий трансформатор, расположенный в заградительном блоке, первичная обмотка которого своими входами подключена к двум выходам выпрямителя, параллельно с измерительным блоком, а вторичная обмотка своими двумя выходами подключена к входам заградительного блока.To solve the problem in a known device for monitoring the insulation of electrical systems, containing a network generator, connection unit, valve protection unit, load, current generator, non-industrial frequency, bridge rectifier, blocking block, measuring unit, actuator, current sensor installed in the connection unit, a triac, relay and alarm lamp installed in the actuator, while the network generator with its two outputs is connected to the connection unit, the first and second outputs of which are connected to the input of the valve protection unit, the outputs of which are connected to the load, the non-industrial frequency current generator is connected with its output to the input of the rectifier, the outputs of which are connected to the measuring unit, and the third output is connected to the connection block through the blocking block, the actuator, with a relay triac installed in it and an incandescent lamp with its inputs connected to the third and fourth outputs of the connection unit, and connected to ground with its output, a current sensor connected to the controlled network through isolation capacitors in the connection unit, and connected to the inputs of the triac and alarm lamp, the outputs of which are connected to ground, with an output step-up transformer located in the blocking unit, the primary winding of which is connected to two outputs by its inputs rectifier, in parallel with the measuring unit, and the secondary winding with its two outputs is connected to the inputs of the blocking unit.

Признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа являются установка повышающего трансформатора, расположение его в заградительном блоке, и новые взаимосвязи в устройстве.Signs that distinguish the claimed solution from the prototype are the installation of a step-up transformer, its location in the blocking unit, and new relationships in the device.

Благодаря отличительным признакам заявляемое решение позволяет значительно увеличить точность распознавания вида повреждения в электрических сетях большой протяженности (кабельных линиях), и, кроме того, увеличить его чувствительность и помехоустойчивость. Это обусловлено тем, что при осуществлении контроля изоляции электрических сетей большой протяженности (кабельные линии) за счет введения повышающего трансформатора увеличивается мощность передаваемого сигнала в контролируемую сеть и компенсируется ее емкостная составляющая, что приводит к повышению точности измерения. Кроме того, за счет разделения измерительных цепей подачи и приема сигнала в заградительном блоке с помощью сердечника повышающего трансформатора исключаются помехи в измерительном блоке в момент измерения контролируемой величины сопротивления изоляции, что приводит к помехоустойчивости устройства и повышению его чувствительности.Thanks to the distinguishing features, the claimed solution allows to significantly increase the accuracy of recognition of the type of damage in long-distance electric networks (cable lines), and, in addition, increase its sensitivity and noise immunity. This is due to the fact that when monitoring insulation of large electric networks (cable lines) by introducing a step-up transformer, the transmitted signal power increases in the controlled network and its capacitive component is compensated, which leads to an increase in measurement accuracy. In addition, due to the separation of the measuring circuits of the signal supply and reception in the blocking unit with the help of a step-up transformer core, interference in the measuring unit at the time of measuring the controlled value of the insulation resistance is eliminated, which leads to noise immunity of the device and an increase in its sensitivity.

Предлагаемое решение поясняется чертежом.The proposed solution is illustrated in the drawing.

На фигуре представлена схема устройства для контроля изоляции электрических систем.The figure shows a diagram of a device for monitoring the insulation of electrical systems.

Устройство для контроля изоляции электрических систем содержит генератор сети 1, блок присоединения 2, блок вентильной защиты 3, нагрузку 4, генератор тока непромышленной частоты 5, выпрямитель 6, выполненный по мостовой схеме, заградительный блок 7, измерительный блок 8, исполнительный элемент 9, повышающий трансформатор 10.The device for monitoring the insulation of electrical systems contains a network generator 1, an accession unit 2, a valve protection unit 3, a load 4, a non-industrial frequency current generator 5, a rectifier 6 made in a bridge circuit, a blocking device 7, a measuring unit 8, an actuating element 9, increasing transformer 10.

Блок присоединения 2, присоединенный к блоку вентильной защиты 3 и нагрузке 4 содержит дифференциальный автомат 11, последовательно соединенный, с разделительным конденсатором 12 и параллельно с разделительный конденсатором 13, входы дифференциального автомата 11 являются двумя выходами блока присоединения 2, первый и второй выходы дифференциального автомата 11 являются третьим и четвертым выходами блока присоединения 2, а выход разделительного конденсатора 12 - его пятым выходом, шестым выходом блока присоединения 2 является выход датчика тока 14, вход которого подсоединен к объединенным выходам разделительных конденсаторов 13.The accession unit 2 connected to the valve protection unit 3 and the load 4 contains a differential automaton 11 connected in series with an isolation capacitor 12 and in parallel with an isolation capacitor 13, the inputs of the differential automaton 11 are two outputs of the accession unit 2, the first and second outputs of the differential automaton 11 are the third and fourth outputs of the accession unit 2, and the output of the isolation capacitor 12 is its fifth output, the sixth output of the accession unit 2 is the sensor output then ka 14, the input of which is connected to the combined outputs of the isolation capacitors 13.

Заградительный блок 7 представляет собой колебательный контур в виде повышающего трансформатора 10, вход и выход его являются входом и выходом заградительного блока.The blocking block 7 is an oscillating circuit in the form of a step-up transformer 10, its input and output are the input and output of the blocking block.

Измерительный блок 8 представляет собой реле 15, шунтированное конденсатором 16, вход реле 15 является входом измерительного блока 8, а выход реле 15 - его выходом.The measuring unit 8 is a relay 15, shunted by the capacitor 16, the input of the relay 15 is the input of the measuring unit 8, and the output of the relay 15 is its output.

Исполнительный элемент 9 представляет собой катушку отключения 17 дифференциального автомата 11, симистор 18, выход которого соединен с входом реле 19, выход которою соединен с землей, сигнальную лампу 20, вход которой параллельно с входом симистора 18 подсоединен к выходу датчика тока 14, а выход соединен с землей. Вход катушки 17 является входом исполнительного элемента 9, выход объединенных контактов 21, 22 - его одним выходом, другим выходом является вход симистора 18 и сигнальной лампы 20, объединенных между собой. Другим выходом блока исполнительного элемента 9 является объединенный выход реле 19 и сигнальной лампы 20 соединенных с землей.The actuating element 9 is a trip coil 17 of a differential automaton 11, a triac 18, the output of which is connected to the input of the relay 19, the output of which is connected to the ground, a signal lamp 20, the input of which is parallel to the input of the triac 18 is connected to the output of the current sensor 14, and the output is connected with the ground. The input of the coil 17 is the input of the actuating element 9, the output of the combined contacts 21, 22 is its one output, the other output is the input of the triac 18 and the signal lamp 20, interconnected. Another output of the block of the actuating element 9 is the combined output of the relay 19 and the signal lamp 20 connected to the ground.

Два выхода генератора сети 1 подключены к входам блока присоединения 2 первый и второй выходы которого подсоединены к входам блока вентильной защиты 3, выходы которого соединений с нагрузкой 4, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока присоединения 2 присоединений к входам исполнительного элемента 9 и заградительного блока 7.Two outputs of the network 1 generator are connected to the inputs of the connection unit 2, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the valve protection unit 3, the outputs of which are connected to the load 4, the third, fourth, fifth and sixth outputs of the connection unit 2 of the connections to the inputs of the actuator 9 and the barrier block 7.

В качестве генератора сети 1 выбран генератор ПН-140, блок вентильной защиты 3 оборудован силовыми диодами ВК-200, генератор тока непромышленной частоты 5 - АД-20М, выпрямитель 6 - оборудован диодами Д226Д.The PN-140 generator was chosen as the generator of network 1, the valve protection unit 3 is equipped with VK-200 power diodes, the non-industrial frequency current generator 5 is AD-20M, the rectifier 6 is equipped with D226D diodes.

В блоке присоединения 2 использован дифференциальный автомат ПМВ и конденсаторы типа КБГ-МП 600 В, датчик тока типа ДПС. В заградительном блоке 7 введем повышающий трансформатор 10 Тр-600 - 2200/3000 и использован конденсатор КБГ-400 В.In accession block 2, a PMV differential machine and 600 V KBG-MP capacitors and a DPS type current sensor were used. In the blocking unit 7, we introduce a step-up transformer 10 Tr-600 - 2200/3000 and a KBG-400 V capacitor is used.

В качестве исполнительного элемента 9 использованы катушка 17 пускателя ПМВ, реле РКП, симистор, сигнальная лампа ЛС.As the actuating element 9, the coil 17 of the PMV starter, the relay of the RCP, the triac, the warning lamp LS were used.

В измерительном блоке 8 использовано реле РЭС 64А с током срабатывания 1,2-1,3 мА и миллиамперметр M200I-24.In measuring unit 8, a RES 64A relay with a switching current of 1.2-1.3 mA and a milliammeter M200I-24 are used.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При отсутствии воздействия теплового излучения от внешних источников на контролируемую сеть ток генератора сети 1 поступает на дифференциальный автомат 11 блока присоединения 2 и затем на блок вентильной защиты 3 и нагрузку 4. Одновременно ток генератора непромышленной частоты 5 поступает на нагрузку 4 через выпрямитель 6, повышающий трансформатор 10 заградительного блока 7, разделительные конденсаторы 11, 12 блока присоединения 2, блок вентильной защиты 3, нагрузку 4 и далее на землю, который является основным путем прохождения тока. В блоке присоединения 2 токи от генератора сети 1 и генератора непромышленной частоты 5 накладываются, результирующий ток утечки, который управляет контактами 21, 22 поступает, на реле 15, измерительного блока 8. Кроме того, ток от генератора сети 1 поступает на дифференциальный автомат 11 блока присоединения 2 и на отключающую катушку 17 исполнительного элемента 9.In the absence of the influence of thermal radiation from external sources on the monitored network, the current of the generator of the network 1 is supplied to the differential automaton 11 of the connection unit 2 and then to the valve protection unit 3 and load 4. At the same time, the current of the generator of non-industrial frequency 5 is supplied to load 4 through a rectifier 6, raising the transformer 10 of the blocking unit 7, isolation capacitors 11, 12 of the connection unit 2, the valve protection unit 3, the load 4 and further to the ground, which is the main current path. In the connection unit 2, the currents from the generator of the network 1 and the generator of non-industrial frequency 5 are superimposed, the resulting leakage current that controls the contacts 21, 22 is supplied to the relay 15 of the measuring unit 8. In addition, the current from the generator of the network 1 is supplied to the differential machine 11 of the block connection 2 and to the trip coil 17 of the actuator 9.

В нормальном режиме работы, т.е. при наличии сопротивления изоляции в пределах установленных норм, величина тока нагрузки 4 имеет допустимое значение, величина результирующего тока недостаточна для замыкания контакта 21 реле 15 измерительного блока 8.In normal operation, i.e. in the presence of insulation resistance within the established standards, the load current 4 has an acceptable value, the resulting current is insufficient to close the contact 21 of the relay 15 of the measuring unit 8.

При этом контакты 21, 22 исполнительного элемента 9 находится в отключенном состоянии. Токи от генератора сети 1 и генератора непромышленной частоты 5 продолжают поступать на нагрузку 4, измерительный блок 8 показывает величину тока утечки результирующего тока нагрузки 4 соответствующей техническим нормам. Датчик тока 14 в блоке присоединения 2 симистор 18 в исполнительном элементе 9 закрыты, сигнальная лампа 20 в исполнительном элемент 9 не горит.While the contacts 21, 22 of the actuating element 9 is in the off state. The currents from the generator of the network 1 and the generator of non-industrial frequency 5 continue to flow to the load 4, the measuring unit 8 shows the leakage current of the resulting current of the load 4 corresponding to the technical standards. The current sensor 14 in the accession unit 2 of the triac 18 in the actuator 9 is closed, the signal lamp 20 in the actuator 9 is not lit.

В аварийном режиме, т.е. при снижении сопротивления изоляции нагрузки 4 ниже установленных норм результирующий ток утечки значительно увеличивается за счет увеличения мощности подаваемого сигнала со вторичной обмотки повышающего трансформатора 10 в заградительном блоке 7, величина его получается выше установленных норм (допустимого значения) и включает контакт 21 реле 15 измерительного, блока 8, который показывает величину утечки результирующего тока нагрузки 4 контролируемой сети, превышающую технические нормы. При включении контакта 21 реле 15 на отключающую катушку 17 исполнительного элемента 9 поступает ток, который отключает ток генератора сети 1 через дифференциальный автомат 11 блока присоединения 2, блок вентильной защиты 3 отключает нагрузку 4 от контролируемой сети.In emergency mode, i.e. when the load insulation resistance 4 decreases below the established standards, the resulting leakage current increases significantly due to an increase in the power of the supplied signal from the secondary winding of the step-up transformer 10 in the blocking unit 7, its value is higher than the established norms (permissible value) and includes contact 21 of the measuring relay 15, block 8, which shows the amount of leakage of the resulting load current 4 of the controlled network, exceeding technical standards. When contact 21 of the relay 15 is turned on, a current is supplied to the disconnecting coil 17 of the actuating element 9, which disconnects the current of the network generator 1 through the differential machine 11 of the connection unit 2, the valve protection unit 3 disconnects the load 4 from the controlled network.

Ток от генератора непромышленной частоты 5, продолжает поступать на нагрузку 4 через выпрямитель 6, повышающий трансформатор 10 заградительного блока 7, разделительные конденсаторы 11, 12 блока присоединения 2, блок вентильной защиты 3, нагрузку 4 и далее на землю, что дает некоторое время для поиска, и устранения неисправностей в электрооборудовании технологического процесса, при этом повышается точность измерения, и помехоустойчивость, за счет разделения измерительных цепей сердечником повышающего трансформатора 10 заградительного блока 7.The current from the non-industrial frequency generator 5 continues to flow to the load 4 through the rectifier 6, raising the transformer 10 of the blocking unit 7, isolation capacitors 11, 12 of the connection unit 2, the valve protection unit 3, the load 4 and further to the ground, which gives some time to search , and troubleshooting in electrical equipment of the process, while increasing the accuracy of measurement, and noise immunity, due to the separation of the measuring circuits by the core of the step-up transformer 10 of the blocking unit 7.

При воздействии теплового излучения от внешнего источника на контролируемую сеть в дальней точке нагрузки 4 датчик тока 14 в блоке присоединения 2 открывается и ток от генератора непромышленной частоты 5 поступает на вход симистора 18 и сигнальную лампу 20, при этом симистор 18 открывается, ток поступает на реле 19, контакт 21 замыкается и включат катушку отключения дифференциального автомата 17, включается контакт 22 реле 19, который также задействован в поступлении тока на отключающую катушку 17 дифференциального автомата 11 и цепь тока генератора непромышленной частоты замыкается на землю.When thermal radiation from an external source affects the controlled network at a distant load point 4, the current sensor 14 in the connection unit 2 opens and the current from the non-industrial frequency generator 5 is fed to the input of the triac 18 and the signal lamp 20, while the triac 18 is opened, the current is supplied to the relay 19, contact 21 closes and turns on the trip coil of the differential machine 17, turns on contact 22 of relay 19, which is also involved in supplying current to the trip coil 17 of the differential machine 11 and the generator current circuit non-industrial frequency closes to the ground.

При этом сигнальная лампа 20 горит и продолжает гореть после, отключения генератора сети 1 от нагрузки 4, что указывает на процесс распознавания вида повреждения. Чувствительность срабатывания устройства значительно повышается за счет включения в эту работу повышающего трансформатора 10 в заградительном блоке 7, со вторичной обмотки которого поступает сигнал большой мощности одновременно на вход измерительного блока 8 и вход выпрямительного блока 6. Из-за снижения сопротивления изоляции в контролируемой сети нагрузки 4 определяется место повреждения в наиболее удаленной точке от места источника тока, генератора сети 1.In this case, the signal lamp 20 is on and continues to burn after disconnecting the network generator 1 from load 4, which indicates the process of recognizing the type of damage. The response sensitivity of the device is significantly increased due to the inclusion of a step-up transformer 10 in the blocking unit 7, from the secondary winding of which a high power signal is simultaneously transmitted to the input of the measuring unit 8 and the input of the rectifier unit 6. Due to the reduction of insulation resistance in the controlled load network 4 the place of damage is determined at the most distant point from the place of the current source, network generator 1.

При этом представляется возможным отыскать место повреждения в контролируемой сети при ее отключении от генератора сети 1, так как ток от генератора непромышленной частоты 5 поступает независимо от состояния контролируемой сети на симистор 18, реле 19 и сигнальную лампу 20, которые за все время, поиска будут находиться во включенном состоянии. Место повреждения находят по месту расположения датчика тока 14 в контролируемом сети.At the same time, it seems possible to find the place of damage in the monitored network when it is disconnected from the network generator 1, since the current from the non-industrial frequency generator 5 arrives, regardless of the state of the monitored network, to the triac 18, relay 19 and signal lamp 20, which for the whole time of the search will be be on. The place of damage is found at the location of the current sensor 14 in a controlled network.

Claims (1)

Устройство для контроля изоляции электрических систем, содержащее генератор сети, блок присоединения, блок вентильной защиты, нагрузку, генератор тока непромышленной частоты, выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, заградительный блок, измерительный блок, исполнительный элемент, датчик тока, установленный в блоке присоединения, симистор, реле и лампа сигнализации, установленные в исполнительном элементе, при этом генератор сети своими двумя выходами подсоединен к блоку присоединения, первый и второй выходы которого присоединены к входу блока вентильной защиты, выходы которого подсоединены к нагрузке, генератор тока непромышленной частоты своим выходом подсоединен к входу выпрямителя, выходы которого соединены с измерительным блоком, а третий выход через заградительный блок присоединен к блоку присоединения, исполнительный элемент с установленными в нем симистором, реле и лампой накаливания своими входами подсоединен к третьему и четвертому выходам блока присоединения, а своим выходом соединен с землей, датчик тока своим входом подключен к контролируемой сети через разделительные конденсаторы в блоке присоединения, а своим выходом подсоединен к входам симистора и лампы сигнализации, выходы которых подсоединены к земле, отличающееся тем, что устройство снабжено повышающим трансформатором, расположенным в заградительном блоке, при этом первичная обмотка трансформатора своими входами подключена к двум выходам выпрямителя, параллельно с измерительным блоком, а вторичная обмотка своими двумя выходами подключена к входам заградительного блока.

A device for monitoring the insulation of electrical systems, containing a network generator, an accession unit, a valve protection unit, a load, a non-industrial frequency current generator, a bridge rectifier, a blocking device, a measuring unit, an actuating element, a current sensor installed in the connection unit, a triac , a relay and an alarm lamp installed in the actuator, while the network generator with its two outputs is connected to the connection unit, the first and second outputs of which are connected to the input of the valve protection unit, the outputs of which are connected to the load, the non-industrial frequency current generator is connected with its output to the input of the rectifier, the outputs of which are connected to the measuring unit, and the third output is connected through the block to the connection unit, the actuator with a triac, relay and an incandescent lamp is connected with its inputs to the third and fourth outputs of the connection unit, and is connected to ground with its output, the current sensor is connected to a controlled network by its input through isolation capacitors in the connection unit, and with its output connected to the inputs of a triac and an alarm lamp, the outputs of which are connected to ground, characterized in that the device is equipped with a step-up transformer located in the blocking unit, while the primary winding of the transformer with its inputs is connected to two outputs of the rectifier , in parallel with the measuring unit, and the secondary winding with its two outputs is connected to the inputs of the blocking unit.