CS261258B1 - Zařízení pro nepřetržitou indikaci izolačního stavu stejnosměrného pohonu s usměrňovačem - Google Patents

Abstract

Řešení·se týká nepřetržité indikace izolačního stavu stejnosměrného poh mu napájeného usměrňovačem. Zařízení umožňuje indikovat izolační stav pohonu za chodu i klidu motoru při jeho napájeni usměr­ ňovačem. Zařízení sestává z usměrňovacího můstku, dvou diod, odporníku, ampérmetru, potenciometrů, transformátoru, kondenzá­ toru a tlumivky.

Description

Vynález se týká zařízení pro nepřetržitou indikaci izolačního stavu stejnosměrného pohonu s usměrňovačem. Zařízení umožňuje indikovat izolační stav pohonu za chodu i klidu motoru při jeho napájení usměrňovačem, a to jak diodovým, tak i tyristorovým.

U velkých stejnosměrných pohonů je důležité kontrolovat jejich izolační stav, tj. hodnotu izolačního odporu proti zemi z toho důvodu, že v případě nízkého izolačního odporu motoru či napájecího usměrňovače může při náhodném zemním spojení dojít ke zkratu a tím k těžké havárii pohonu.

Dosud známé indikační sousatvy, pracující se střídavým relé napájeným přes kondenzátor malým transformátorem, jež jsou odvozeny ze známé rotorové zemní ochrany synchronních strojů, selhávají v případech, kdy motor je napájen tyristorovým usměrňovačem vykazujícím velkou vlnivost napětí, která je způsobena silně vyvinutými vyššími harmonickými proudy.

Uvedenou nevýhodu odstraňuje zařízení pro nepřetržitou indikaci izolačního stavu stejnosměrného pohonu s usměrňovačem podle vynálezu, sestávající z usměrňovacího můstku, dvou diod, ampérmetru, potenciometru, odporníku, transformátoru, kondenzátoru a tlumivky. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kladná svorka usměrňovacího můstku je připojena přes první diodu a přes odpor k jedné svorce ampérmetru, jehož druhá svorka je současně spojena se zemní svorkou a se zápornou svorkou usměrňovacího můstku. Kladná svorka ^usměrňovacího můstku je spojena přes druhou diodu se středem potenciometru, připojeného paralelně ke kotvě motoru stejnosměrného pohonu s usměrňovačem, přičemž střídavá strana [usměrňovacího můstku je připojena na sekundární vinutí transformátoru, jehož primární vinutí je překlenuto kondenzátorem a přes tlumivku připojeno ke střídavé napájecí síti.

Výhodou zařízení podle vynálezu je, že je jednoduché a tudíž i spolehlivé. Pracuje nepřetržitě za chodu pohonu, takže pro kontrolu Izolačního stavu není nutné pohon vypínat. Ampěrmetr je prakticky na potenciálu země, takže je pro obsluhu bezpečný.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad zařízení podle vynálezu. Usměrňovač 2 stejnosměrného pohonu je paralelně připojen ke kotvě 2 motoru stejnosměrného pohonu, který má proti zemi izolační odpor 3A a 3B a Izolační kapacitu 4A a 4B, paralelně připojenou k izolačnímu odporu 3A a 3B.

Ke kotvě 2 motoru stejnosměrného pohonu je paralelně připojen potenciometr 10. Usměrňovači můstek 5 je spojen svou kladnou svorkou + přes první diodu 6. a přes odpor 2 ⁸ jednou svorkou ampérmetru 8, který má druhou svorku spojenu současně se zemní svorkou a se zápornou svorkou - usměrňovacího můstku 5. Dále je kladná svorka + usměrňovacího můstku 5 spojena přes druhou diodu 9, se středem potenciometru 10.

Střídavá strana usměrňovacího můstku Q je paralelně připojena k sekundárnímu vinutí transformátoru 11, jehož primární vinutí je překlenuto kondenzátorem 12 a přes tlumivku 13 připojeno ke střídavé napájecí síti s napětím U_g.

V dále uvedeném popisu funkce značí následující symboly:

2_A - proud ampérmetru 8.

2^ - celkový stejnosměrný proud v izolačních odporech 3A, 3B

I. - proud usměrňovacího můstku 5 —u . —

1^ - primární proud transformátoru 21

2₂ - sekundární proud transformátoru 21

R_A - ohmická hodnota odporníku 2 včetně ampérmetru 2

2R^ - ohmická hodnota prvního a druhého izolačního odporu 3A, 3B

2Rp - ohmická hodnota každé poloviny potenciometru 22

U_g - napětí střídavé napájecí sítě

X - reaktance kondenzátoru 12

-c —

Xi - reaktance tlumivky 12

- impedance primární strany transformátoru 11

Použitím stejnosměrného proudu z usměrňovacího můstku 2 3^e docíleno toho, že není nutné respektovat vliv izolační kapacity 4A, resp. 4B, která stejnosměrný proud nepropouští.

Dioda 2 je orientována, že dovoluje vstup stejnosměrnému proudu 2_A do odporu 7. a do ampérmetru JB, ale zabraňuje vstupu vyšším harmonickým, přicházejícím z usměrňovače 2 do ampérmetru 2 ^v těch případech, kdy jejich kladná půlvlna je na zemní svorce.

Dioda 2 je tak orientována, že dovoluje vstup stejnosměrného proudu do izolačních odporů 3A resp-. 3B, ale zabraňuje vstupu vyšším harmonickým, přicházejícím z usměrňovače 2 do ampérmetru 2 v těch případech, kdy jejich kladná půlvlna je na středu potenciometru 10.

Pro proud 1^ vstupující do primární strany transformátoru 11, který s kondenzátorem 12 a tlumivkou 13 tvoří Boucherotův obvod, platí vztah

X jX_L + Z (1 - )

V případě, že se provede záměrně X^ ⁼«Xq, bude

D_s

Ι_η = -⁵— = KONST.

Při stálém závitovém převodu transformátoru 11 bude stálý i proud 2₂ ^v sekundární straně transformátoru 11 a při stálém proudovém převodu usměrňovacího můstku 2 bude stálý i jeho stejnosměrný proud 2_U·

Označí-li se odpor každé poloviny potenciometru 10 jako 2 a izolační odpory 3A a 3B jako 2 R^, pak mezi středem potenciometru 10 a zemní svorkou je zařazen výsledný odpor Rp + fL· . Pak platí pro napětí mezi zemní svorkou a kladnou svorkou usměrňovacího můstku:

(R_p + RJ . I. = R_ft . I_A

Z toho _T ^RA · ^XA i R_ + R,

Dále platí

I =1.+1.= konst. u A i čili ^RA · ^IA

1=1+ ——-2 = I . (1 + u ¹A R„ + R. ¹

P ¹

Rp+R£

Proud měřený ampérmetrem je ^Rp ^{+ R}i

Rp + R. + R_a +

^Rp ^{+ R}i

V případě, že by izolační odpor R^ byl nekonečný, tj. R^ =· , ukáže ampérmetr proud

R + ·« —^E- . I =

Sp + ** + R_a • ^Tu = V

V případě, že by izolační odpor byl nulový, tj. R^ = 0, ukáže ampérmetr proud ^Rp + ^{0 R}P ⁺ ? ^{+ R}A

R + R. P A . I..

Jestliže bude II proti R_& zanedbatelný, tj. když R_^J R_A, čili R = 0, pak I_A = 0.

Podle výchylky ampérmetru J3 je tedy možné usuzovat na izolační stav stenosměrného pohonu.

Claims (1)

1. . Zařízení pro nepřetržitou indikaci izolačního stavu stejnosměrného pohonu s usměrňovačem, sestávající z usměrňovaoího můstku, dvou diod, ampérmetru, potenciometru, odporníků, transformátoru, kondenzátoru a tlumivky, vyznačené^tím, že kladná svorka (+) usměrňovaoího můstku (5) je připojena přes první diodu (6) a přes odpor (7) k jedné svorce ampérmetru (8), jehož druhá svorka je spojena jednak se zemní svorkou a jednak se zápornou svorkou (-) usměr ňovacího můstku (5), kladná svorka (+) usměrňovaclho můstku (5)ije spojena přes druhou diodu (9) se středem potenciometru (10), připojeného paralelně ke kotvě (2) motoru stejnosměrného pohonu s usměrňovačem (1), přičemž střídavá strana usměrňovaclho můstku (5) je připojena k sekundárnímu vinutí transformátoru (11), jehož primární vinutí překlenuté kondenzátorem (12) je přes tlumivku (13) připojeno ke střídavé napájecí síti.