EA028362B1 - Device for continuous control of electrical cable insulation resistance - Google Patents
Device for continuous control of electrical cable insulation resistance Download PDFInfo
- Publication number
- EA028362B1 EA028362B1 EA201500672A EA201500672A EA028362B1 EA 028362 B1 EA028362 B1 EA 028362B1 EA 201500672 A EA201500672 A EA 201500672A EA 201500672 A EA201500672 A EA 201500672A EA 028362 B1 EA028362 B1 EA 028362B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- output
- input
- cable
- voltage source
- meter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Description
(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Сущность изобретения: устройство содержит источник постоянного напряжения, связанный с измерителем утечки тока, с блоком звуковой и световой сигнализации, высоковольтным генератором напряжения, соединенным через умножитель с контролируемым кабелем, при этом указанный измеритель выполнен с возможностью анализа утечки тока и включения сигнализации при достижении величины сопротивления изоляции заданного уровня. Кроме этого устройство также содержит источник опорного напряжения; блок управления, один выход которого соединен с входом высоковольтного генератора напряжения, а второй выход - с входом блока звуковой и световой сигнализации; блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом умножителя, второй из входов соединен с первым выходом источника опорного напряжения, а выход соединен с соответствующим входом блока управления; блок разряда кабеля, первый вход которого соединен с выходом умножителя, а второй вход соединен с соответствующим выходом блока управления, при этом источник постоянного напряжения соединен с источником опорного напряжения, блоками управления и сравнения. Первый вход измерителя утечки тока соединен с вторым выходом источника опорного напряжения, второй вход измерителя соединен с металлической бронёй кабеля и резистором, а выход измерителя соединен с соответствующим входом блока управления. Технический результат заключается в создании устройства, обеспечивающего непрерывный контроль сопротивления электрической изоляции кабеля в процессе выполнения спускоподъёмных операций по замене погружного глубинно-насосного нефтяного оборудования при постоянном контроле целостности измеряемой цепи.(57) The invention relates to instrumentation. The inventive device contains a constant voltage source connected to a current leakage meter, an audio and light alarm unit, a high voltage voltage generator connected through a multiplier to a controlled cable, and the specified meter is configured to analyze current leakage and turn on an alarm when the resistance value is reached isolation of a given level. In addition, the device also comprises a voltage reference source; a control unit, one output of which is connected to the input of the high-voltage voltage generator, and the second output is connected to the input of the sound and light alarm unit; a comparison unit, one of the inputs of which is connected to the output of the multiplier, the second of the inputs is connected to the first output of the reference voltage source, and the output is connected to the corresponding input of the control unit; a cable discharge unit, the first input of which is connected to the output of the multiplier, and the second input is connected to the corresponding output of the control unit, while the constant voltage source is connected to the reference voltage source, control and comparison units. The first input of the leakage current meter is connected to the second output of the reference voltage source, the second input of the meter is connected to the metal armor of the cable and the resistor, and the output of the meter is connected to the corresponding input of the control unit. The technical result consists in creating a device that provides continuous monitoring of the electrical insulation resistance of the cable during tripping operations to replace submersible oil well pumping equipment with continuous monitoring of the integrity of the measured circuit.
028362 В1028362 B1
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля питания погружного скважинного оборудования при выполнении спускоподъёмных операций, например, двигателей насосных установок, используемых в процессе нефтедобычи.The invention relates to measuring equipment and can be used for continuous monitoring of the insulation resistance of the power cable of a submersible downhole equipment when performing hoisting operations, for example, engines of pumping units used in the process of oil production.
Известен измеритель электрического сопротивления изоляции [1]. В нём к шине корпуса, по отношению к которой измеряется сопротивление изоляции фидеров, подключают выход усилителя, потенциал которого выше потенциала корпуса на заранее заданную величину. На выходе усилителя связи установлен ограничительный резистор. После установления потенциала корпуса по величине падения напряжения на ограничительном резисторе определяется ток, протекающий через сопротивление утечки, и, можно определить значение сопротивления утечки.A known meter of electrical insulation resistance [1]. In it, to the housing bus, in relation to which the insulation resistance of the feeders is measured, an amplifier output is connected, the potential of which is higher than the housing potential by a predetermined value. A limiting resistor is installed at the output of the communication amplifier. After establishing the case potential, the current flowing through the leakage resistance is determined by the voltage drop across the limiting resistor, and the value of the leakage resistance can be determined.
Недостатком данного устройства является невозможность определения подключения измеряемой линии, при этом обрыв измеряемой линии приводит к кажущемуся увеличению величины электрического сопротивления изоляции фидера. Контроль электрической изоляции выполняется однократно.The disadvantage of this device is the inability to determine the connection of the measured line, while the breakage of the measured line leads to an apparent increase in the value of the electrical insulation resistance of the feeder. Electrical insulation monitoring is performed once.
Известно устройство для измерения электрического сопротивления изоляции цепей [2], находящихся под напряжением постоянного тока. В устройстве параллельно измеряемой цепи подключается конденсатор известного номинала. Устройство измеряет постоянную времени переходного процесса и, с учетом измеренных начального и конечного значений напряжений, в контролируемых точках по приведённым формулам определяются параметры изоляции цепи.A device for measuring the electrical insulation resistance of circuits [2], which are under direct current voltage. In the device, a capacitor of known nominal value is connected in parallel to the measured circuit. The device measures the time constant of the transient process and, taking into account the measured initial and final values of the voltages, the parameters of the insulation of the circuit are determined at the controlled points using the above formulas.
Недостатком вышеуказанного технического решения является то, что измеряемых цепей должно быть не менее двух, при каждом измерении необходимо определять участок цепи, имеющий более высокий потенциал по отношению к корпусу, нет автономного автоматического режима работы.The disadvantage of the above technical solution is that there must be at least two measured circuits; during each measurement, it is necessary to determine a section of the circuit that has a higher potential with respect to the housing; there is no autonomous automatic mode of operation.
Известна станция управления погружным электродвигателем [3], в котором для непрерывного контроля сопротивления изоляции используют блок измерения. Постоянное стабилизированное выходное напряжение этого блока подают между нулём вторичных обмоток силового повышающего трансформатора и общей шиной станции. Зная величину своего выходного напряжения и ток, протекающий между нулём вторичных обмоток силового повышающего трансформатора и общей шиной станции по этой цепи, блок вычисляет сопротивление изоляции этой цепи по известным формулам.A known submersible motor control station [3], in which for the continuous monitoring of insulation resistance using a measurement unit. A constant stabilized output voltage of this unit is supplied between the zero of the secondary windings of the power step-up transformer and the common bus station. Knowing the magnitude of its output voltage and the current flowing between the zero of the secondary windings of the power step-up transformer and the common bus station on this circuit, the unit calculates the insulation resistance of this circuit according to well-known formulas.
Недостатком вышеуказанного технического решения является то, что напряжение блока измерения постоянно приложено к измеряемой цепи, а также то, что обрыв в измеряемой цепи приводит к кажущемуся увеличению величины электрического сопротивления изоляции. Обрыв в измерительной цепи данным блоком не обнаруживается.The disadvantage of the above technical solution is that the voltage of the measuring unit is constantly applied to the measured circuit, as well as the fact that an open circuit in the measured circuit leads to an apparent increase in the value of the electrical insulation resistance. An open in the measuring circuit with this unit is not detected.
Известно устройство для контроля сопротивления изоляции электрических цепей и целостности цепей кабеля [4]. Устройство сравнивает время появления импульса напряжения от тока утечки на входе элемента сравнения со временем появления напряжения на выходе линии задержки, пропорционального длине испытуемого кабеля.A device for controlling the insulation resistance of electrical circuits and the integrity of the cable circuits [4]. The device compares the time of the appearance of the voltage pulse from the leakage current at the input of the comparison element with the time of the appearance of the voltage at the output of the delay line, proportional to the length of the cable under test.
Недостатком вышеуказанного технического решения является то, что устройству требуется наличие измерительной шины и экрана в кабеле, а также линии задержки внутри устройства задерживающий испытательный импульс на время, пропорциональное длине каждого конкретного типа кабеля. Контроль сопротивления изоляции устройством выполняется однократно, только в момент присоединения кабеля к измерительной шине.The disadvantage of the above technical solution is that the device requires a measuring bus and a screen in the cable, as well as a delay line inside the device, which delays the test pulse for a time proportional to the length of each specific type of cable. The device checks the insulation resistance once, only at the time of connecting the cable to the measuring bus.
Известно устройство для контроля электрической изоляции [5] (прототип), содержащее источник постоянного напряжения, связанный с измерителем утечки тока, с блоком звуковой и световой сигнализации, высоковольтным генератором напряжения, соединенным через умножитель с контролируемым кабелем, при этом указанный измеритель выполнен с возможностью анализа утечки тока и включения сигнализации при достижении величины сопротивления изоляции заданного уровня.A device for monitoring electrical insulation [5] (prototype), containing a constant voltage source associated with a current leakage meter, an audio and light alarm unit, a high-voltage voltage generator connected through a multiplier to a controlled cable, while this meter is made with the possibility of analysis current leakage and the inclusion of an alarm when the insulation resistance reaches a predetermined level.
Имеющийся в устройстве измеритель утечки тока имеет средство анализа утечки тока в виде блока сравнения измеряемого тока утечки со стандартным сопротивлением, обеспечивающее сравнение падения напряжения на стандартном сопротивлении от протекающего по нему тока утечки по цепи испытуемые жилы кабеля - экран - стандартное сопротивление с напряжением на эталонном сопротивлении. Уменьшение величины сопротивления изоляции приводит к увеличению протекающего через сопротивление тока и, соответственно, росту напряжения на нём и превышения порога срабатывания. Порог срабатывания сигнализации устанавливается в лабораторных условиях по эталонным сопротивлениям. При снижении сопротивления изоляции ниже минимально допустимых величин включаются световая и звуковая сигнализация.The current leakage meter in the device has a current leakage analysis tool in the form of a unit for comparing the measured leakage current with the standard resistance, which provides a comparison of the voltage drop across the standard resistance from the leakage current flowing through it along the circuit, test cable conductors - screen - standard resistance with voltage at the reference resistance . A decrease in the value of the insulation resistance leads to an increase in the current flowing through the resistance and, accordingly, to an increase in the voltage across it and the threshold is exceeded. The alarm threshold is set in laboratory conditions for reference resistances. When the insulation resistance decreases below the minimum permissible values, the light and sound alarms are activated.
Недостатком вышеуказанного технического решения является то, что при обрыве измерительной цепи ток по стандартному сопротивлению не протекает и напряжение на нём не может превысить порог срабатывания блока сравнения. Поскольку в устройстве не предусмотрен контроль целостности цепи измерения, обрыв в этой цепи приводит к кажущемуся увеличению величины электрического сопротивления и устройство перестаёт выполнять функции своего назначения.The disadvantage of the above technical solution is that when the measuring circuit is broken, the current does not flow according to the standard resistance and the voltage on it cannot exceed the threshold of the comparison unit. Since the device does not provide integrity control of the measurement circuit, an open in this circuit leads to an apparent increase in the value of electrical resistance and the device ceases to fulfill its functions.
Известно устройство для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабеля [6], предназначенное для использования в качестве технического средства непрерывного контроля сопротивления изоляции и электрической прочности цепи погружной электродвигатель (ПЭД) - трехжильный силовойA device for continuous monitoring of the insulation resistance of the cable [6], intended for use as a technical means of continuous monitoring of insulation resistance and electric strength of the circuit, a submersible electric motor (PED) - three-wire power
- 1 028362 кабель с рабочим напряжением 1-2,5 кВ, применяемого в устройствах электроцентробежного насоса (УЭЦН). В отличие от [5], устройство содержит последовательно соединенные компаратор разряда источника постоянного напряжения и имеет внутренние эталонные сопротивления для проверки порога срабатывания сигнализации на месте работ.- 1 028362 cable with an operating voltage of 1-2.5 kV, used in devices of an electric centrifugal pump (ESP). Unlike [5], the device contains a series-connected comparator for the discharge of a constant voltage source and has internal reference resistances to check the alarm threshold at the work site.
Недостатком данного устройства является то, что обрыв в измерительной цепи приводит к кажущемуся увеличению величины электрического сопротивления изоляции.The disadvantage of this device is that an open in the measuring circuit leads to an apparent increase in the value of the electrical insulation resistance.
При выполнении спускоподъёмных операций по замене погружного глубинно-насосного нефтяного оборудования часто происходят аварийные повреждения электрической изоляции закреплённого на насосно-компрессорных трубах внутренних жил кабеля питания с их замыканием на его наружную металлическую броню или его обрыв. Обнаружение снижения величины сопротивления изоляции или обрыва кабеля происходит по окончании спуска оборудования при выполнении контрольных операций. С целью недопущения этого ремонтные бригады выполняют контроль изоляции периодически, по завершению спуска нескольких секций насосно-компрессорных труб, что приводит к потерям времени. Кроме того, барабан с кабелем размещён на некотором удалении от устья скважины, что в плохую погоду приводит к проблемам с перемещением работников для выполнения контрольных операций и возникновению человеческого фактора в работе. Поскольку барабан с контролируемым кабелем при сматывании кабеля вращается, автономное устройство непрерывного контроля изоляции, например [6], приходится размещать на барабане. Выходящий из барабана свободный конец кабеля и соединительный провод от кабеля к автономному устройству непрерывного контроля изоляции при его вращении хаотически перемещаются, и соединительный провод часто обрывается. Это приводит к тому, что процесс контроля сопротивления изоляции прерывается.When performing hoisting operations to replace submersible oil well pumping equipment, accidental damage to the electrical insulation of the power cable attached to the tubing of the inner cores often occurs with their short circuit to its outer metal armor or its break. The detection of a decrease in the value of insulation resistance or cable break occurs at the end of the descent of the equipment during the control operations. In order to prevent this, repair teams carry out insulation monitoring periodically, upon completion of the descent of several sections of tubing, which leads to loss of time. In addition, a drum with a cable is located at some distance from the wellhead, which in bad weather leads to problems with the movement of workers to perform control operations and the emergence of a human factor in the work. Since the drum with the controlled cable rotates when the cable is reeled up, an autonomous device for continuous insulation monitoring, for example [6], must be placed on the drum. The free end of the cable emerging from the drum and the connecting wire from the cable to the stand-alone device for continuous insulation monitoring during its rotation randomly move, and the connecting wire often breaks. This leads to the fact that the process of monitoring the insulation resistance is interrupted.
Задачей изобретения является обеспечение непрерывного контроля сопротивления электрической изоляции кабеля в процессе выполнения спускоподъёмных операций по замене погружного глубиннонасосного нефтяного оборудования при постоянном контроле целостности измеряемой цепи и информировании работников бригады при возникновении аварийной ситуации.The objective of the invention is to provide continuous monitoring of the resistance of the electrical insulation of the cable during tripping operations to replace the submersible deep pump oil equipment with constant monitoring of the integrity of the measured circuit and informing the team when an emergency occurs.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для непрерывного контроля сопротивления электрической изоляции кабеля, содержащее источник постоянного напряжения, связанный с измерителем утечки тока, с блоком звуковой и световой сигнализации, высоковольтным генератором напряжения, соединенным через умножитель с контролируемым кабелем, при этом указанный измеритель выполнен с возможностью анализа утечки тока и включения сигнализации при достижении величины сопротивления изоляции заданного уровня, согласно изобретению, содержит источник опорного напряжения, блок управления, один выход которого соединен с входом высоковольтного генератора напряжения, а второй выход с входом блока звуковой и световой сигнализации; блок сравнения, один из входов которого соединен с выходом умножителя, второй из входов соединен с первым выходом источника опорного напряжения, а выход соединен с соответствующим входом блока управления; блок разряда кабеля, первый вход которого соединен с выходом умножителя, а второй вход соединен с соответствующим выходом блока управления, при этом источник постоянного напряжения соединен с источником опорного напряжения, блоками управления и сравнения, первый вход измерителя утечки тока соединен со вторым выходом источника опорного напряжения, второй вход измерителя соединен с металлической бронёй кабеля и резистором, а выход измерителя соединен с соответствующим входом блока управления.The problem is solved due to the fact that the device for continuous monitoring of the resistance of the electrical insulation of the cable, containing a constant voltage source connected to a current leakage meter, an audio and light alarm unit, a high-voltage voltage generator connected through a multiplier to a controlled cable, the specified meter configured to analyze current leakage and turn on the alarm when the value of the insulation resistance of a given level is reached, according to the invention, with holds a reference voltage source, a control unit, one output of which is connected to the input of a high-voltage voltage generator, and a second output to the input of a sound and light alarm unit; a comparison unit, one of the inputs of which is connected to the output of the multiplier, the second of the inputs is connected to the first output of the reference voltage source, and the output is connected to the corresponding input of the control unit; a cable discharge unit, the first input of which is connected to the output of the multiplier, and the second input is connected to the corresponding output of the control unit, while the constant voltage source is connected to the reference voltage source, control and comparison units, the first input of the leakage current meter is connected to the second output of the reference voltage source , the second input of the meter is connected to the metal armor of the cable and the resistor, and the output of the meter is connected to the corresponding input of the control unit.
В оптимальном случае исполнения, высоковольтный генератор напряжения выполнен с малым выходным током.In the optimal case, the high-voltage voltage generator is made with a small output current.
На чертеже представлена функциональная схема устройства для непрерывного контроля сопротивления электрической изоляции кабеля.The drawing shows a functional diagram of a device for continuous monitoring of the electrical insulation resistance of a cable.
Устройство состоит из источника постоянного напряжения 1, обеспечивающего автономную работу устройства, высоковольтного генератора напряжения 2, умножителя 3, блока сравнения 4, блока разряда кабеля 5, измерителя утечки тока 6, блока управления 7, источника опорного напряжения 8, блока звуковой и световой сигнализации 9, резистора 10, при этом источник постоянного напряжения 1 связан с высоковольтным генератором напряжения 2, блоками: сравнения 4, звуковой и световой сигнализации 9, управления 7, измерителем утечки тока 6, а также источником опорного напряжения 8. Выход высоковольтного генератора напряжения 2 непосредственно подключен к входу умножителя 3, выход которого соединен с контролируемым кабелем. Первый выход блока управления 7 соединен с входом высоковольтного генератора напряжения 2, а второй выход - с входом блока звуковой и световой сигнализации 9. Первый вход блока сравнения 4 соединен с выходом умножителя 3, второй вход соединен с первым выходом источника опорного напряжения 8, а выход соединен с соответствующим входом блока управления 7. Первый вход блока разряда кабеля 5 соединен с выходом умножителя 3, а второй вход соединен с соответствующим выходом блока управления 7. Первый вход измерителя утечки тока 6 соединен со вторым выходом источника опорного напряжения 8, второй вход измерителя утечки тока 6 соединен с металлической бронёй кабеля и резистором 10, а выход измерителя утечки тока 6 соединен с соответствующим входом блока управления 7.The device consists of a constant voltage source 1, which provides autonomous operation of the device, a high voltage voltage generator 2, a multiplier 3, a comparison unit 4, a cable discharge unit 5, a leakage current meter 6, a control unit 7, a reference voltage source 8, a sound and light alarm unit 9 , a resistor 10, while the constant voltage source 1 is connected to a high voltage voltage generator 2, blocks: comparison 4, sound and light alarm 9, control 7, current leakage meter 6, and also a reference source voltage 8. The output of the high voltage voltage generator 2 is directly connected to the input of the multiplier 3, the output of which is connected to a controlled cable. The first output of the control unit 7 is connected to the input of the high-voltage voltage generator 2, and the second output is connected to the input of the sound and light alarm unit 9. The first input of the comparison unit 4 is connected to the output of the multiplier 3, the second input is connected to the first output of the reference voltage source 8, and the output connected to the corresponding input of the control unit 7. The first input of the discharge unit of the cable 5 is connected to the output of the multiplier 3, and the second input is connected to the corresponding output of the control unit 7. The first input of the current leakage meter 6 is connected to the second output by the voltage reference 8, the second input of the current leakage meter 6 is connected to the metal armor of the cable and the resistor 10, and the output of the current leakage meter 6 is connected to the corresponding input of the control unit 7.
Устройство непрерывного контроля сопротивления электрической изоляции кабеля работает следующим образом.A device for continuous monitoring of the electrical insulation resistance of a cable operates as follows.
- 2 028362- 2 028362
При первом включении устройства в тестовом режиме без подключения контролируемого кабеля, блок управления 7 запускает внутренний счётчик времени и выдаёт управляющее напряжение включения на вход высоковольтного генератора напряжения 2, начинающий генерацию высокого напряжения на вход умножителя 3, на выходе которого начинается рост напряжения. Умножитель 3 умножает и выпрямляет это напряжение, являющееся измерительным, и заряжает все внутренние электрические ёмкости этой цепи устройства. Скорость роста выходного напряжения умножителя 3 обратнозависима от величины ёмкостной и омической нагрузки, а также выходного сопротивления высоковольтного генератора напряжения 2. Для оптимизации процесса контроля качества изоляции высоковольтный генератор напряжения 2 выполнен с малым выходным током. На первый вход блока сравнения 4 с выхода умножителя 3 приходит измерительное напряжение, сравнивается с напряжением первого выхода источника опорного напряжения 8, приходящего на второй вход блока сравнения 4. При достижении на первом входе блока сравнения 4 номинальной величины измерительного напряжения на его выходе, соединённом с соответствующим входом блока управления 7, появляется управляющее напряжение. За счёт того, что внутренние ёмкости измерительных цепей малы, время от выдачи управляющего напряжения включения на вход высоковольтного генератора напряжения 2 до достижения номинальной величины измерительного напряжения и появления управляющего напряжения на выходе блока сравнения 4 составляет доли секунды. По фронту этого напряжения блок управления 7 останавливает внутренний счётчик времени, запоминает длительность интервала времени достижения номинального измерительного напряжения, снимает со входа высоковольтного генератора напряжения 2 управляющее напряжение включения и подаёт управляющее напряжение включения на второй вход блока разряда кабеля 5. Генератор останавливается, а первый вход блока разряда кабеля 5, соединённый с выходом умножителя 3, открывается и разряжает внутренние электрические ёмкости устройства.When the device is turned on for the first time in test mode without connecting a controlled cable, the control unit 7 starts the internal time counter and issues a control voltage to the input of the high-voltage voltage generator 2, which starts generating high voltage to the input of the multiplier 3, the output of which begins to increase voltage. The multiplier 3 multiplies and rectifies this voltage, which is the measuring one, and charges all the internal electric capacitances of this circuit of the device. The growth rate of the output voltage of the multiplier 3 is inversely dependent on the value of the capacitive and ohmic load, as well as the output resistance of the high-voltage voltage generator 2. To optimize the process of monitoring the quality of insulation, the high-voltage voltage generator 2 is made with a small output current. The measuring voltage comes to the first input of the comparison unit 4 from the output of the multiplier 3, it is compared with the voltage of the first output of the reference voltage source 8, which comes to the second input of the comparison unit 4. When the nominal value of the measuring voltage at its output, connected to the corresponding input of the control unit 7, the control voltage appears. Due to the fact that the internal capacitances of the measuring circuits are small, the time from issuing the control voltage to the input of the high voltage voltage generator 2 until the nominal value of the measuring voltage and the appearance of the control voltage at the output of the comparison unit 4 is a fraction of a second. On the front of this voltage, the control unit 7 stops the internal time counter, remembers the duration of the time interval for reaching the nominal measuring voltage, removes the control voltage from the input of the high-voltage voltage generator 2 and supplies the control voltage to the second input of the cable discharge unit 5. The generator stops, and the first input cable discharge unit 5, connected to the output of the multiplier 3, opens and discharges the internal electrical capacitance of the device.
Устройство снова включают после подключения контролируемого кабеля, процесс, описанный выше, повторяется. Величина ёмкости внутренних измерительных цепей устройства много меньше величины распределённой ёмкости кабеля, поэтому время достижения номинальной величины измерительного напряжения на первом входе блока сравнения 4 и контролируемом кабеле будет уже определяться величиной распределённой ёмкости кабеля и составит несколько секунд. При каждом цикле включения устройства блок управления 7 записывает в свою память новое значение счётчика времени, сравнивает его с предыдущим значением, останавливает высоковольтный генератор напряжения 2 и открывает первый вход блока разряда 5 до следующего высоковольтного включения генератора, чтобы полностью снять остаточный заряд с жил контролируемого кабеля. Резкое уменьшение времени достижения номинальной величины измерительного напряжения на первом входе блока сравнения 4 относительно предыдущего измерения позволяет сделать вывод о разрыве в измерительной цепи контролируемого кабеля. Блок управления 7 принимает решение о том, что целостность измерительной цепи нарушена и вырабатывает управляющий сигнал на включение блока звуковой и световой сигнализации 9. Это позволяет контролировать целостность измеряемой цепи при каждом включении устройства.The device is turned on again after connecting the controlled cable, the process described above is repeated. The value of the capacitance of the internal measuring circuits of the device is much less than the value of the distributed capacity of the cable, so the time to reach the nominal value of the measuring voltage at the first input of the comparison unit 4 and the controlled cable will already be determined by the value of the distributed capacity of the cable and will be several seconds. Each time the device is turned on, the control unit 7 writes to its memory a new value of the time counter, compares it with the previous value, stops the high-voltage generator 2 and opens the first input of the discharge unit 5 until the next high-voltage generator is turned on in order to completely remove the residual charge from the wires of the controlled cable . A sharp decrease in the time to reach the nominal value of the measuring voltage at the first input of the comparison unit 4 relative to the previous measurement allows us to conclude that there is a break in the measuring circuit of the controlled cable. The control unit 7 makes a decision that the integrity of the measuring circuit is violated and generates a control signal to turn on the sound and light alarm unit 9. This allows you to control the integrity of the measured circuit each time the device is turned on.
Контроль сопротивления изоляции спускаемого кабеля происходит следующим образом. Второй вход измерителя утечки тока 6 соединён с металлической бронёй кабеля и измерительным резистором 10, по которому протекает ток утечки по цепи выход умножителя - жилы контролируемого кабеля - сопротивление изоляции - металлическая броня кабеля - измерительный резистор - общий провод устройства. Измеритель утечки тока 6 сравнивает падение напряжения на измерительном резисторе 10 от протекающего по нему тока утечки с опорным напряжением на первом входе измерителя утечки тока 6, соединенного со вторым выходом источника опорного напряжения 8. Падение напряжения на резисторе 10 рассчитывается на ток номинального значения сопротивления изоляции при номинальной величине измерительного напряжения. Если сопротивление изоляции контролируемого кабеля меньше номинального, падение напряжения на измерительном резисторе 10 от протекающего по нему тока утечки становится большим, чем опорное напряжение на первом входе измерителя утечки тока 6 ещё до достижения измерительным напряжением своей номинальной величины. В этом случае измеритель утечки тока 6 вырабатывает управляющее напряжение на вход блока управления 7 ещё во время работы высоковольтного генератора напряжения 2, и блок управления 7 принимает решение о том, что сопротивление изоляции меньше номинальной величины и вырабатывает управляющий сигнал на включение блока звуковой и световой сигнализации 9. Блок управления 7 останавливает высоковольтный генератор напряжения 2, который теперь может включиться только после выключения устройства и его повторного включения, и включает блок разряда кабеля 5, снимающий остаточное напряжение с контролируемого кабеля для обеспечения безопасности рабочих бригады. Приход управляющего напряжения на вход блока управления 7 при остановленном генераторе высокого напряжения 2 блок управления 7 считает ложным. Единичный рабочий цикл контроля сопротивления изоляции спускаемого кабеля и целостности измерительной цепи в процессе выполнения спускоподъёмных операций по замене погружного глубинно-насосного нефтяного оборудования на этом заканчивается.Monitoring the insulation resistance of the descent cable is as follows. The second input of the leakage current meter 6 is connected to the metal armor of the cable and the measuring resistor 10, through which the leakage current flows through the circuit, the output of the multiplier - conductors of the controlled cable - insulation resistance - metal armor of the cable - measuring resistor - common wire of the device. The current leakage meter 6 compares the voltage drop across the measuring resistor 10 from the leakage current flowing through it with the reference voltage at the first input of the current leakage meter 6 connected to the second output of the reference voltage source 8. The voltage drop across the resistor 10 is calculated for the current of the nominal value of the insulation resistance at nominal value of the measuring voltage. If the insulation resistance of the cable being controlled is less than the nominal, the voltage drop across the measuring resistor 10 from the leakage current flowing through it becomes larger than the reference voltage at the first input of the current leakage meter 6 even before the measuring voltage reaches its nominal value. In this case, the leakage current meter 6 generates a control voltage to the input of the control unit 7 even during the operation of the high-voltage voltage generator 2, and the control unit 7 decides that the insulation resistance is less than the nominal value and generates a control signal to turn on the sound and light alarm unit 9. The control unit 7 stops the high-voltage voltage generator 2, which can now turn on only after the device is turned off and on again, and turns on the discharge unit Abel 5, removing the residual stress with controlled cable to ensure workers' safety brigade. The arrival of the control voltage to the input of the control unit 7 when the high voltage generator 2 is stopped, the control unit 7 considers false. A single duty cycle of monitoring the insulation resistance of the descent cable and the integrity of the measuring circuit in the process of performing hoisting operations to replace the submersible oil well pumping equipment ends here.
Рабочий цикл измерения повторяется с заданным временным интервалом, гарантированно меньшим половины времени спуска одной секции насосно-компрессорных труб в скважину, чем обеспечивается критерий непрерывности по теореме Котельникова (теореме Найквиста-Шеннона). ПриведённыйThe measurement working cycle is repeated with a specified time interval, guaranteed to be less than half the time of the descent of one section of tubing into the well, which provides the criterion of continuity by the Kotelnikov theorem (Nyquist-Shannon theorem). Given
- 3 028362 алгоритм работы устройства с периодическим включением-выключением обеспечивает непрерывный контроль сопротивления изоляции и целостности цепи измерения в процессе работы устройства. В паузе устройство переходит в ждущий режим малого энергопотребления, что позволяет существенно экономить энергию источника постоянного напряжения, потому что единичный цикл контроля сопротивления изоляции спускаемого кабеля занимает несколько секунд, а пауза - несколько минут.- 3 028362 the algorithm of the device with periodic on-off provides continuous monitoring of insulation resistance and the integrity of the measurement circuit during operation of the device. In a pause, the device goes into standby mode of low power consumption, which can significantly save the energy of a constant voltage source, because a single cycle of monitoring the insulation resistance of the cable being lowered takes a few seconds, and a pause - a few minutes.
Блок управления 7 включает блок звуковой и световой сигнализации 9 в разных режимах. Поскольку световая сигнализация при ярком солнечном свете малозаметна, основной способ предупреждения работников о возникновении аварийной ситуации - звуковой, а световая сигнализация служит для детализации произошедшей ситуации в зависимости от того, какая авария произошла - обрыв измерительной цепи или нарушение изоляции.The control unit 7 includes a block of sound and light alarm 9 in different modes. Since the light alarm is not noticeable in bright sunlight, the main way to warn employees about an emergency is sound, and the light alarm serves to detail the situation, depending on whether the accident occurred - an open circuit or a violation of insulation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201500672A EA028362B1 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Device for continuous control of electrical cable insulation resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201500672A EA028362B1 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Device for continuous control of electrical cable insulation resistance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201500672A1 EA201500672A1 (en) | 2016-12-30 |
| EA028362B1 true EA028362B1 (en) | 2017-11-30 |
Family
ID=57672151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201500672A EA028362B1 (en) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Device for continuous control of electrical cable insulation resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA028362B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2026561C1 (en) * | 1991-07-16 | 1995-01-09 | Завод экспериментального машиностроения научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева | Direct-current system ground detector |
| RU11414U1 (en) * | 1999-06-01 | 1999-09-16 | Открытое акционерное общество "Роснефть - Пурнефтегаз" | DEVICE FOR QUALITY CONTROL OF ELECTRIC INSULATION |
| US6211513B1 (en) * | 1998-10-30 | 2001-04-03 | Avaya Technology Corp. | Automated test system and method for device having circuit and ground connections |
| US6794879B2 (en) * | 2000-11-08 | 2004-09-21 | General Electric Company | Apparatus and method for detecting and calculating ground fault resistance |
| RU2289142C1 (en) * | 2005-07-04 | 2006-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет" (ТРТУ) | Device for measuring isolation resistance |
| RU2510033C2 (en) * | 2012-06-21 | 2014-03-20 | Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" | Device for continuous monitoring of cable insulation resistance |
-
2015
- 2015-06-01 EA EA201500672A patent/EA028362B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2026561C1 (en) * | 1991-07-16 | 1995-01-09 | Завод экспериментального машиностроения научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева | Direct-current system ground detector |
| US6211513B1 (en) * | 1998-10-30 | 2001-04-03 | Avaya Technology Corp. | Automated test system and method for device having circuit and ground connections |
| RU11414U1 (en) * | 1999-06-01 | 1999-09-16 | Открытое акционерное общество "Роснефть - Пурнефтегаз" | DEVICE FOR QUALITY CONTROL OF ELECTRIC INSULATION |
| US6794879B2 (en) * | 2000-11-08 | 2004-09-21 | General Electric Company | Apparatus and method for detecting and calculating ground fault resistance |
| RU2289142C1 (en) * | 2005-07-04 | 2006-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет" (ТРТУ) | Device for measuring isolation resistance |
| RU2510033C2 (en) * | 2012-06-21 | 2014-03-20 | Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" | Device for continuous monitoring of cable insulation resistance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201500672A1 (en) | 2016-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3564524A (en) | Fire alarm system having a diode coupled checking circuit means | |
| EP2827159B1 (en) | Partial discharge measurement system and partial discharge measurement method by repeated impulse voltage | |
| DE102014004791B3 (en) | Method for checking a connection between a low-voltage network and a battery and motor vehicle | |
| CN106771637B (en) | Electric line inspection earthing threadiness state on-line monitoring method | |
| CN104852600B (en) | Motor drive | |
| US11061078B2 (en) | Differential protection test method, differential protection device and electrical unit including such a device | |
| KR101367891B1 (en) | Apparatus for deterioration diagnosis of power cable and a method thereof | |
| US10202827B2 (en) | Device for stimulation of wells and diagnostic method for such a stimulation device | |
| EP3206040A3 (en) | Method and device for detecting an interruption of a protective earth connection | |
| ATE517410T1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR MONITORING A DETECTION LINE OF A FIRE ALARM SYSTEM FOR FAULTS | |
| EP2770674A3 (en) | Master bus device for a building installation bus and method for providing a voltage supply to the building installation bus | |
| CN106771927B (en) | GIS voltage withstand fault positioning method, fault cause judging method using same and positioning device | |
| RU2510033C2 (en) | Device for continuous monitoring of cable insulation resistance | |
| EA028362B1 (en) | Device for continuous control of electrical cable insulation resistance | |
| CN107607830B (en) | Method for continuously monitoring protective grounding state of electrical equipment | |
| EP2778694B1 (en) | Apparatus and method for insulation testing of an electrical supply network | |
| RU178299U1 (en) | Device for continuous monitoring of insulation resistance of a submersible electric cable and continuous monitoring of the resistance of windings of a submersible electric motor of an electric submersible pump installation | |
| CN105445627A (en) | DC system insulation inspection and acceptance instrument | |
| JP4441720B2 (en) | Failure point search device | |
| CN109406883A (en) | A kind of Assembled high-voltage shunted capacitor device and power equipment | |
| CN104158253A (en) | Intelligent fast charging method | |
| CN104977479A (en) | Three-phase power state detection device and method and motor system | |
| CN109038485A (en) | A kind of detection method, the device and system of leakage current failure | |
| EP3301460A1 (en) | A catenary line test device for a main circuit breaker of an ac catenary line system | |
| CN113224730B (en) | Control method, control device and control equipment for leakage protection equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM |