RU2510033C2 - Устройство для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля - Google Patents
Устройство для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510033C2 RU2510033C2 RU2012125915/28A RU2012125915A RU2510033C2 RU 2510033 C2 RU2510033 C2 RU 2510033C2 RU 2012125915/28 A RU2012125915/28 A RU 2012125915/28A RU 2012125915 A RU2012125915 A RU 2012125915A RU 2510033 C2 RU2510033 C2 RU 2510033C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- voltage source
- comparator
- insulation resistance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, в частности к контрольно-измерительной технике, и предназначено для использования в качестве технического средства непрерывного контроля сопротивления изоляции и электрической прочности цепи «погружной электродвигатель (ПЭД) - трехжильный силовой кабель» с рабочим напряжением 1-2,5 кВ, применяемого в устройствах электроцентробежного насоса (УЭЦН). Устройство включает в себя источник постоянного напряжения 3, измеритель утечки тока 7, блоки световой 1 и звуковой сигнализации 4, повышающий трансформатор 11, компаратор разряда источника постоянного напряжения 5, микроконтроллер 2, источник опорного напряжения 6, компаратор сброса генератора 8, генератор опорной частоты 9 и усилитель мощности 10, конденсатор 14, резистивный делитель 13, выпрямительный диод 12, эталонный резистор 17, один из выводов которого подключен к тестовой клемме 16; измерительный шунт 15 с возможностью соединения с шиной 19 корпуса и оплеткой контролируемого кабеля, зажим 18 для подключения к жилам контролируемого кабеля. Элементы конструкции соединены определенным образом согласно фиг.1. Технический результат изобретения заключается в создании обладающего высокой надежностью и оперативностью устройства, обеспечивающего непрерывный контроль сопротивления изоляции и электрической прочности цепи «ПЭД - трехжильный силовой кабель». 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к контрольно-измерительной технике, и предназначено для использования в качестве технического средства непрерывного контроля сопротивления изоляции и электрической прочности цепи «погружной электродвигатель (ПЭД) - трехжильный силовой кабель» с рабочим напряжением 1-2,5 кВ, применяемого в устройствах электроцентробежного насоса (УЭЦН).
Известно устройство для контроля качества электрической изоляции [1], содержащее импульсный генератор, который вырабатывает электрические импульсы с наперед заданной большой энергией, трансформатор, переключатель режимов работы. Импульсный генератор используется для создания импульсов контроля изоляции катушек. Устройство содержит также мостовые схемы, конденсаторы, микроамперметр и микровольтметр. Однако данное устройство за счет использования генераторов высоких энергий небезопасны для применения в нефтяной промышленности.
Известно также устройство для измерения электрического сопротивления изоляции в электрических жгутах и кабелях сетей, находящихся под напряжением постоянного тока [2], работа которого заключается в том, что перед началом воздействия на измеряемую цепь конденсатора известного номинала потенциал шины корпуса оцифровывается и запоминается. По окончании оценки переходного процесса к шине корпуса подключается заряженный восстановительный конденсатор, который восстанавливает потенциал шины корпуса до запомненного значения. Технический результат - минимальное время между циклами измерения - достигается за счет применения восстановительного конденсатора, ЦАП и компаратора в качестве элемента сравнения, изменяющегося в процессе восстановления потенциала корпуса и запомненного первоначального потенциала корпуса.
Однако данное устройство обладает тем недостатком, что в техническом решении измерения сопротивления изоляции существуют циклы измерения по оценке переходного процесса и время реакции устройства на включение сигнализации при снижении сопротивления изоляции будет значительным по сравнению с заявляемым изобретением.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для контроля качества электрической изоляции [3], включающее источник постоянного напряжения, соединенный с измерителем утечки тока, блоки звуковой и/или световой сигнализации, трансформатор.
Недостатком данного технического решения является то, что не осуществляется непрерывной проверки кабеля на электрическую прочность изоляции с рабочим напряжением 1-2,5 кВ при спуске оборудования в скважину, а проверка порога срабатывания осуществляется в лабораторных условиях, а не непосредственно перед началом работы, как при использовании заявляемого изобретения.
Задачей изобретения является определение снижения контролируемого параметра ниже предельно допустимого значения и оперативного информирования об этом технического персонала в процессе выполнения подземного ремонта скважины, а также исключение настроек и регулировок перед началом работы и, как следствие, простота в эксплуатации. Перед началом работы работоспособность изделия может быть проверена подключением зажима для фиксации трехжильного кабеля к тестовой клемме. Наряду с наличием автономного источника питания, встроенного в устройство, осуществляется возможность установки изделия непосредственно на ребре металлического барабана, на который смотан трехжильный кабель, при этом осуществляется непрерывный контроль сопротивления изоляции кабеля и, как следствие, сокращение трудоемкости и временных затрат технического персонала на измерение контролируемого параметра «вручную».
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля, включающее источник постоянного напряжения, измеритель утечки тока, блоки световой и звуковой сигнализации, повышающий трансформатор, согласно изобретению содержит последовательно соединенные компаратор разряда источника постоянного напряжения и микроконтроллер, выход которого соединен с входами блоков световой и звуковой сигнализации; последовательно соединенные источник опорного напряжения, компаратор сброса генератора, генератор опорной частоты и усилитель мощности; включенные параллельно конденсатор и резистивный делитель, выход которого соединен со вторым входом компаратора сброса генератора; выпрямительный диод, анод которого соединен с одним из выходов вторичной обмотки трансформатора, а катод соединен с одними из выводов резистивного делителя и конденсатора и выполнен с возможностью подключения к трем жилам контролируемого кабеля; эталонный резистор, один из выводов которого подключен к тестовой клемме; измерительный шунт, один вывод которого соединен с другими выводами резистивного делителя и конденсатора и подключен к другому выходу вторичной обмотки трансформатора и первому входу измерителя утечки тока, а другой его вывод соединен с другим выводом эталонного резистора и выполнен с возможностью соединения с шиной корпуса и оплеткой контролируемого кабеля; при этом выход измерителя утечки тока соединен со вторым входом микроконтроллера, а второй его вход соединен со вторым выходом источника опорного напряжения, третий выход которого соединен с первым входом компаратора разряда источника опорного напряжения, второй вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжения.
Заявляемое устройство поясняется блок-схемой и включает следующие элементы:
1 - блок световой сигнализации;
2 - микроконтроллер;
3 - источник постоянного напряжения;
4 - блок звуковой сигнализации;
5 - компаратор разряда источника постоянного напряжения;
6 - источник опорного напряжения;
7- измеритель утечки тока;
8 - компаратор сброса генератора;
9 - генератор опорной частоты;
10 - усилитель мощности;
11- повышающий трансформатор;
12 - выпрямительный диод;
13 - резистивный делитель;
14 - конденсатор;
15 - измерительный шунт;
16 - тестовая клемма;
17 - эталонный резистор;
18 - зажим;
19 - шина корпуса.
В устройстве для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля (на фигуре не показан) компаратор разряда источника постоянного напряжения 5 и микроконтроллер 2 соединены последовательно, при этом выход микроконтроллера соединен с входами блоков световой 1 и звуковой 4 сигнализации. Источник опорного напряжения 6, компаратор сброса генератора 8, генератор опорной частоты 9 и усилитель мощности 10 также соединены последовательно. Кроме этого, устройство содержит включенные параллельно конденсатор 14 и резистивный делитель 13, выход которого соединен со вторым входом компаратора сброса генератора 8, а также высоковольтный выпрямительный диод 12, анод которого соединен с одним из выходов вторичной обмотки трансформатора 11, а катод соединен с одними из выводов резистивного делителя 13 и конденсатора 14 и выполнен с возможностью подключения к трем жилам контролируемого кабеля через зажим 18. Устройство одним из выходов присоединяется к шине 19 корпуса и к оплетке контролируемого кабеля через измерительный шунт 15, другой выход которого соединен с другими выводами резистивного делителя 13 и конденсатора 14 и подключен к другому выходу вторичной обмотки трансформатора 11 и первому входу измерителя утечки тока 7. Выход измерителя утечки тока 7 соединен со вторым входом микроконтроллера 2, а второй его вход соединен со вторым выходом источника опорного напряжения 6, третий выход которого соединен с первым входом компаратора разряда источника опорного напряжения 5, второй вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжения 3.
Устройство представляет собой автономный электронный измерительный блок и размещается в герметичном металлическом контейнере, закрепляемом на ребре рабочего барабана с кабелем, спускаемым в скважину совместно с ПЭД. Имеет особо конструктивно выполненные коммутационные элементы для обеспечения быстрого и надежного подключения к контролируемой электрической цепи.
Электропитание устройства осуществляется от внутреннего источника постоянного напряжения (аккумулятора) 3 напряжением 12 В, размещенного в специальном изолированном отсеке контейнера.
Заряд аккумулятора по мере необходимости осуществляется от электрической сети переменного тока напряжением 220 В 50 Гц посредством стандартного зарядного блока типа сетевого адаптера, входящего в комплект поставки устройства.
Устройство непрерывного контроля сопротивления изоляции электрической цепи «погружной электродвигатель (ПЭД) - трехжильный силовой кабель» работает следующим образом.
Для оперативного контроля работоспособности устройства перед началом работы зажим 18 подключается к тестовой клемме 16, имитируя ситуацию по снижению сопротивления изоляции ниже допустимого предела (100 Мом) за счет эталонного резистора 17, при этом устройство считается работоспособным, если срабатывают блоки световой 1 и звуковой 4 сигнализации.
Устройство своим выходом подключается клеммой 18 «зажим» к 3-м жилам силового кабеля, а корпус устройства, конструктивно сопряженный с клеммой 19 «шина корпуса», монтируется на ребре рабочего барабана с силовым кабелем специальной струбциной, осуществляющей надежный электрический контакт. Напряжение высокой частоты, поступающее с генератора опорной частоты 9 на вход усилителя мощности 10, к которому подключен повышающий трансформатор 11, преобразуется на выходе повышающего трансформатора 11 в импульсы напряжения высокой полярности. Затем детектируются выпрямительным диодом 12 и сглаживаются конденсатором 14 до уровня напряжения, необходимого для проведения измерения сопротивления изоляции между клеммами «зажим» 18 и «шина корпуса» 19. Напряжение обратной связи из общей точки резистивного делителя 13 поступает на вход блока 8 компаратора сброса генератора, где сравнивается с опорным напряжением блока 6 источника опорного напряжения. При достижении заданной величины измерительного напряжения на клемме 18 «зажим» с выхода блока 8 компаратора сброса поступает сигнал запрета генерации на блок 9 генератора опорной частоты, осуществляя старт/стопный режим последнего, тем самым снижая ток потребления устройства в целом для осуществления продолжительного режима работы и поддержания заданной величины измерительного напряжения.
При снижении сопротивления изоляции в контролируемой цепи увеличивается падение напряжения на измерительном шунте 15, которое поступает на блок 7 измерителя утечки тока, где сравнивается с опорным напряжением, поступающим с блока 6 источника опорного напряжения. При снижении сопротивления изоляции в измеряемой цепи ниже допустимого предела с выхода блока 7 измерителя утечки тока поступает сигнал на блок 2 микроконтроллера, который включает блок 1 световой и звуковой 4 сигнализации.
При снижении уровня напряжения, поступающего от источника постоянного напряжения 3, ниже уровня, необходимого для нормальной работы всех блоков устройства, после сравнения с опорным напряжением, поступающим с блока 6 источника опорного напряжения, срабатывает компаратор разряда источника постоянного напряжения 5 и передает на блок 2 микроконтроллера сигнал, запрещающий работу устройства. С выхода блока 2 микроконтроллера совокупность управляющих сигналов в заданной последовательности включают блоки световой 1 и звуковой 4 сигнализации, что говорит о необходимости заряда источника постоянного напряжения 3.
Таким образом, за счет использования в составе устройства подзаряжаемого источника постоянного напряжения обеспечивается непрерывный контроль сопротивления изоляции, а за счет наличия в устройстве и других элементов, являющихся существенными признаками заявляемого устройства и вошедших в отличительную часть формулы изобретения, обеспечивается оперативное определение снижения контролируемого параметра - сопротивления изоляции трехжильного кабеля - ниже предельно допустимого значения.
Источники информации
1. DE 1927302, МПК Н02К 15/00, опубл. 12.02.1970 г.
2. RU 2289142 C1, МПК G01R 27/16, опубл. 10.12.2006 г.
3. RU 11414 U1, МПК Н02К 15/00, H01B 11/00, опубл.16.09.1999. г.
Claims (1)
- Устройство для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля, включающее источник постоянного напряжения, измеритель утечки тока, блоки световой и звуковой сигнализации, повышающий трансформатор, отличающееся тем, что содержит последовательно соединенные компаратор разряда источника постоянного напряжения и микроконтроллер, выход которого соединен с входами блоков световой и звуковой сигнализации; последовательно соединенные источник опорного напряжения, компаратор сброса генератора, генератор опорной частоты и усилитель мощности; включенные параллельно конденсатор и резистивный делитель, выход которого соединен со вторым входом компаратора сброса генератора; выпрямительный диод, анод которого соединен с одним из выходов вторичной обмотки трансформатора, а катод соединен с одними из выводов резистивного делителя и конденсатора и выполнен с возможностью подключения к трем жилам контролируемого кабеля; эталонный резистор, один из выводов которого подключен к тестовой клемме; измерительный шунт, один вывод которого соединен с другими выводами резистивного делителя и конденсатора и подключен к другому выходу вторичной обмотки трансформатора и первому входу измерителя утечки тока, а другой его вывод соединен с другим выводом эталонного резистора и выполнен с возможностью соединения с шиной корпуса и оплеткой контролируемого кабеля; при этом выход измерителя утечки тока соединен со вторым входом микроконтроллера, а второй его вход соединен со вторым выходом источника опорного напряжения, третий выход которого соединен с первым входом компаратора разряда источника опорного напряжения, второй вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012125915/28A RU2510033C2 (ru) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Устройство для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012125915/28A RU2510033C2 (ru) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Устройство для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012125915A RU2012125915A (ru) | 2013-12-27 |
| RU2510033C2 true RU2510033C2 (ru) | 2014-03-20 |
Family
ID=49785927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012125915/28A RU2510033C2 (ru) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Устройство для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2510033C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU175206U1 (ru) * | 2017-03-22 | 2017-11-28 | Общество с ограниченной ответственностью "СКБ Медрентех" | Аппарат для испытания диэлектриков |
| EA028362B1 (ru) * | 2015-06-01 | 2017-11-30 | Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" | Устройство для непрерывного контроля сопротивления электрической изоляции кабеля |
| RU2681257C2 (ru) * | 2016-05-25 | 2019-03-05 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ установления места снижения сопротивления изоляции и определения мощности токовой утечки |
| RU2690515C1 (ru) * | 2018-06-04 | 2019-06-04 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Устройство мониторинга состояния кабеля |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6327124B1 (en) * | 1999-02-05 | 2001-12-04 | Smc Electrical Products, Inc. | Low current ground fault relay |
| US6794879B2 (en) * | 2000-11-08 | 2004-09-21 | General Electric Company | Apparatus and method for detecting and calculating ground fault resistance |
| RU2282860C2 (ru) * | 2004-10-29 | 2006-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии" (ФГУП "ЦНИИ СЭТ") | Устройство контроля сопротивления изоляции незаземленных разветвленных электрических сетей под рабочим напряжением |
| RU2289142C1 (ru) * | 2005-07-04 | 2006-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет" (ТРТУ) | Устройство измерения сопротивления изоляции |
| RU2403580C2 (ru) * | 2009-05-12 | 2010-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ЦНИИ судовой электротехники и технологии" (ФГУП "ЦНИИ СЭТ") | Способ измерения и контроля эквивалентного сопротивления изоляции изолированных от земли силовых электрических сетей постоянного тока, в том числе и сетей электродвижения со статическими преобразователями под рабочим напряжением, и устройство для его реализации |
-
2012
- 2012-06-21 RU RU2012125915/28A patent/RU2510033C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6327124B1 (en) * | 1999-02-05 | 2001-12-04 | Smc Electrical Products, Inc. | Low current ground fault relay |
| US6794879B2 (en) * | 2000-11-08 | 2004-09-21 | General Electric Company | Apparatus and method for detecting and calculating ground fault resistance |
| RU2282860C2 (ru) * | 2004-10-29 | 2006-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии" (ФГУП "ЦНИИ СЭТ") | Устройство контроля сопротивления изоляции незаземленных разветвленных электрических сетей под рабочим напряжением |
| RU2289142C1 (ru) * | 2005-07-04 | 2006-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет" (ТРТУ) | Устройство измерения сопротивления изоляции |
| RU2403580C2 (ru) * | 2009-05-12 | 2010-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ЦНИИ судовой электротехники и технологии" (ФГУП "ЦНИИ СЭТ") | Способ измерения и контроля эквивалентного сопротивления изоляции изолированных от земли силовых электрических сетей постоянного тока, в том числе и сетей электродвижения со статическими преобразователями под рабочим напряжением, и устройство для его реализации |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA028362B1 (ru) * | 2015-06-01 | 2017-11-30 | Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" | Устройство для непрерывного контроля сопротивления электрической изоляции кабеля |
| RU2681257C2 (ru) * | 2016-05-25 | 2019-03-05 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ установления места снижения сопротивления изоляции и определения мощности токовой утечки |
| RU175206U1 (ru) * | 2017-03-22 | 2017-11-28 | Общество с ограниченной ответственностью "СКБ Медрентех" | Аппарат для испытания диэлектриков |
| RU2690515C1 (ru) * | 2018-06-04 | 2019-06-04 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Устройство мониторинга состояния кабеля |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012125915A (ru) | 2013-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101367891B1 (ko) | 전력케이블의 열화진단 장치 및 그 방법 | |
| JP6883144B2 (ja) | 電気バッテリシステムの充電時の妨害アークを検出する方法 | |
| EP3217182A1 (en) | Systems and methods to emulate high frequency electrical signatures | |
| RU2510033C2 (ru) | Устройство для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля | |
| JP5443094B2 (ja) | 電気自動車用急速充電器の充電ケーブル絶縁試験装置 | |
| RU160203U1 (ru) | Мобильное устройство для испытаний силовых трансформаторов и кабелей | |
| CN111044871A (zh) | 一种集成式10kV氧化锌避雷器试验***及方法 | |
| CN201615922U (zh) | 可改变显示方向的单极高压带电指示器 | |
| EP2778694B1 (en) | Apparatus and method for insulation testing of an electrical supply network | |
| CN106353593B (zh) | 用于监测静电除尘器的信号质量的方法和静电除尘器 | |
| CN108027399B (zh) | 用于检测电击危险的电路、ac设备、通信***和基站*** | |
| RU178687U1 (ru) | Устройство поиска повреждения изоляции электрооборудования и кабелей | |
| CN101726650A (zh) | 可改变显示方向的单极高压带电指示器 | |
| RU178299U1 (ru) | Устройство непрерывного контроля сопротивления изоляции погружного электрокабеля и непрерывного контроля сопротивления обмоток погружного электродвигателя электропогружной насосной установки | |
| JP5883363B2 (ja) | 点灯及び極性試験用電源装置 | |
| KR102389992B1 (ko) | 배터리 내부 저항 측정 장치 및 방법 | |
| CN210514521U (zh) | 一种绝缘耐压检查装置 | |
| CN104950274B (zh) | 直流验电器启动电压试验装置及试验方法 | |
| RU2541418C9 (ru) | Устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции под рабочим напряжением в силовых сетях переменного тока с резистивной нейтралью | |
| RU2526221C2 (ru) | Устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции в сетях переменного тока с резистивной нейтралью под рабочим напряжением | |
| CN106872930B (zh) | 一种电能表现场检测设备的回路通断性自检装置及方法 | |
| RU2695519C2 (ru) | Проверяемый индикатор высокого напряжения | |
| CN110609181A (zh) | 一种配电变压器缺相判相方法及装置 | |
| RU11414U1 (ru) | Устройство для контроля качества электрической изоляции | |
| RU2732790C1 (ru) | Способ контроля сопротивления изоляции и защиты электрической сети |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190622 |