RU2082177C1 - Power mains ground detection method - Google Patents
Power mains ground detection method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2082177C1 RU2082177C1 RU93020032A RU93020032A RU2082177C1 RU 2082177 C1 RU2082177 C1 RU 2082177C1 RU 93020032 A RU93020032 A RU 93020032A RU 93020032 A RU93020032 A RU 93020032A RU 2082177 C1 RU2082177 C1 RU 2082177C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ground
- frequency
- network
- max
- values
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании устройств для отыскания повреждений в электрических сетях постоянного тока, питающих устройств управления, защиты и сигнализации на промышленных объектах, в том числе на электростанциях и подстанциях. The invention relates to electrical engineering and can be used to create devices for finding damage in DC electric networks, supplying control, protection and signaling devices at industrial facilities, including power plants and substations.
Известен способ отыскания места снижения изоляции в электрической сети, основанный на принудительном смещении потенциалов сети по отношению к земле посредством наложения напряжения переменного тока, изменении переменных составляющих токов по участкам сети и определении места с пониженной изоляцией по максимальной величине ЭДС во вторичной обмотке токоизмерительных клещей, вызванной переменной составляющей токов по участкам сети. Недостатком этого способа является ограниченный динамический диапазон измерения сопротивлений изоляции в сетях, имеющих ответвления с большой распределенной емкостью относительно земли, вследствие того, что при большой емкости ответвления и постоянной частоте источника составляющая ЭДС во вторичной обмотке токоизмерительных клещей, вызванная переменным током источника наложения напряжения, проходящим через емкость ответвления, может быть соизмерена или даже превосходить составляющую ЭДС, вызванную переменным током источника, проходящим через сопротивление изоляции ответвления. There is a method of finding the place of insulation reduction in the electric network, based on the forced displacement of the network potentials in relation to the ground by applying an alternating current voltage, changing the alternating current components in the network sections and determining the location with reduced insulation by the maximum EMF in the secondary winding of clamp meters caused by variable component of currents in network sections. The disadvantage of this method is the limited dynamic range of measuring insulation resistances in networks having branches with a large distributed capacitance relative to the ground, due to the fact that with a large branch capacitance and a constant source frequency, the EMF component in the secondary winding of current-measuring clamps is caused by an alternating current of the voltage application source passing through the branch capacitance, it can be measured or even exceed the EMF component caused by the alternating current of the source, going through branch insulation resistance.
Наиболее близким по технической сущности является способ, основанный на принудительном смещении потенциалов сети по отношению к земле посредством наложения напряжения переменного тока, изменения частоты смещения потенциалов сети по отношению к земле, измерении переменных составляющих тока по участкам сети и определении места с пониженной изоляцией по максимальной разности ЭДС во вторичной обмотке токоизмерительных клещей, вызванной переменной составляющей тока по участкам сети [1]
Недостатком этого способа является ограниченный динамический диапазон измерения сопротивлений изоляции в сетях, имеющих ответвление с большой распределенной емкостью относительно земли, вследствие того, что изменение частоты смещения потенциалов сети по отношению к земле приводит к квадратичному изменению составляющей ЭДС во вторичной обмотке токоизмерительных клещей, вызванной переменным током, проходящим через емкость ответвления, и линейному изменению составляющей ЭДС, вызванной переменным током, проходящим через сопротивление изоляции ответвления. В этом случае величина разности между двумя значениями ЭДС во вторичной обмотке токоизмерительных клещей при двух различных частотах источника будет существенно зависеть от емкости ответвления.The closest in technical essence is the method based on the forced displacement of the potentials of the network relative to the ground by applying an alternating current voltage, changing the frequency of the displacement of the potentials of the network relative to the ground, measuring the alternating current components from the network sections and determining the location with reduced insulation at the maximum difference EMF in the secondary winding of clamp meters caused by an alternating current component over network sections [1]
The disadvantage of this method is the limited dynamic range of measuring insulation resistances in networks having a branch with a large distributed capacity relative to the ground, due to the fact that a change in the frequency of the bias potentials of the network relative to the ground leads to a quadratic change in the EMF component in the secondary winding of the clamp meter caused by alternating current passing through the branch capacitance, and a linear change in the EMF component caused by alternating current passing through the resistances e branch isolation. In this case, the difference between the two EMF values in the secondary winding of the clamp meter at two different frequencies of the source will substantially depend on the branch capacitance.
Технической задачей изобретения является повышение надежности отыскания места снижения изоляции в электрической сети. An object of the invention is to increase the reliability of finding a place to reduce insulation in the electrical network.
Технический результат достигается тем, что в способе отыскания места снижения изоляции в электрической сети, основанном на принудительном смещении потенциалов сети по отношению к земле посредством наложения напряжения переменного тока, изменении частоты смещения потенциалов сети по отношению к земле, измерении переменных составляющих токов и определении места с пониженной изоляцией по максимальной разности измеренных величин составляющих тока по участкам сети, одновременно с изменением частоты наложенного напряжения изменяют и его амплитуду, причем величины отношений между экстремальными значениями частоты m и амплитуды n наложенного напряжения связаны соотношением:
n=m2,
где
Umax, Umin экстремальные значения амплитуды
ωmax, ωmin- экстремальные значения частоты.The technical result is achieved by the fact that in the method of finding the place of insulation reduction in the electric network, based on the forced bias of the potentials of the network relative to the ground by applying an alternating current voltage, changing the frequency of the bias of the potentials of the network relative to the ground, measuring the alternating current components and determining the location with with reduced isolation at the maximum difference of the measured values of the current components in the network sections, at the same time as the frequency of the applied voltage changes, its amplitude, and magnitude relations between the extreme values of frequency and amplitude m n superimposed voltage are related by:
n = m 2 ,
Where
U max , U min extreme values of amplitude
ω max , ω min - extreme frequency values.
В этом случае увеличение частоты смещения потенциала сети по отношению к земле при одновременном уменьшении в квадратичной зависимости напряжения источника переменного тока приводит к тому, что составляющая ЭДС во вторичной обмотке токоизмерительных клещей, вызванных переменным током, проходящим через емкость ответвления, остается неизменной по величине при разных частотах источника и не влияет на величину разности ЭДС во вторичной обмотке токоизмерительных клещей. Этим обеспечивается отсутствие влияния емкости ответвления на результаты отыскания места снижения изоляции. In this case, an increase in the frequency of the bias of the network potential with respect to the earth, while the quadratic dependence of the voltage of the alternating current source decreases, the EMF component in the secondary winding of the clamp meters caused by the alternating current passing through the branch capacitance remains unchanged in value for different the frequency of the source and does not affect the magnitude of the difference in the EMF in the secondary winding of clamp meters. This ensures that there is no effect of branch capacitance on the results of finding a place to reduce insulation.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ, на фиг. 2 изменение напряжения и частоты во времени на выходе источника 5. In FIG. 1 shows a structural electrical diagram of a device that implements the method, FIG. 2 change in voltage and frequency in time at the output of the source 5.
Устройство содержит полюса сети 1, например участок 2 сети с пониженной изоляцией, представленный нагрузкой, а также емкостью и сопротивлением изоляции каждого полюса по отношению к земле, участок 3 с нормальной изоляцией, но имеющий большую распределенную емкость относительно земли и представленный аналогично участку 2, остальную часть электрической сети 4, представленную ее эквивалентной нагрузкой, эквивалентной емкостью и сопротивлением изоляции каждого полюса относительно земли, источник 5 для смещения потенциалов сети по отношению к земле с периодически изменяющейся частотой и амплитудой, токоизмерительные клещи 6, измерительный элемент 7 и усилитель 8. The device contains the poles of network 1, for example, section 2 of the network with reduced insulation, represented by the load, as well as the capacitance and insulation resistance of each pole with respect to the ground, section 3 with normal insulation, but having a large distributed capacity relative to the ground and presented similarly to section 2, the rest part of the electric network 4, represented by its equivalent load, equivalent capacity and insulation resistance of each pole relative to the ground, source 5 for biasing the potentials of the network with respect to to the ground with a periodically changing frequency and amplitude, clamp meters 6, measuring element 7 and amplifier 8.
Полюса сети 1 соединены с проводами участков 2, 3 сети и с остальной частью электрической сети 4, источник 5 одним выводом подсоединен к земле, а другим выводом к одному из полюсов сети 1, токоизмерительные клещи 6 имеют магнитную связь с проводами участка 2 сети и электрическую связь с измерительным элементом 7 непосредственно через усилитель 8. The poles of the network 1 are connected to the wires of sections 2, 3 of the network and to the rest of the electric network 4, the source 5 is connected to ground with one output and the other to one of the poles of the network 1, the clamp meter 6 is magnetically connected to the wires of the network section 2 and electric communication with the measuring element 7 directly through the amplifier 8.
Определение участка с пониженной изоляцией осуществляют следующим образом. Подключают источник 5 к одному из полюсов сети 1. С помощью токоизмерительных клещей 6 и измерительного элемента 7, показывающего разность между двумя значениями составляющей переменного тока, производят поочередные измерения по участкам сети. Поврежденный участок определяют по наибольшей величине разности токов, оцениваемой измерительным элементом 7. Далее определяют место повреждения изоляции, двигаясь от источника 5 вглубь поврежденного участка. The definition of the site with reduced insulation is as follows. Connect the source 5 to one of the poles of the network 1. Using current-measuring clamps 6 and a measuring element 7, showing the difference between the two values of the component of the alternating current, take alternate measurements on the network sections. The damaged area is determined by the largest value of the difference in currents estimated by the measuring element 7. Next, the location of the insulation damage is determined, moving from the source 5 deep into the damaged area.
На фиг. 2 показано амплитудно-частотно -модулированное колебание напряжения на выходе источника 5. Отношение максимального напряжения Umax к минимальному напряжению Umin принято равным:
Отношение максимальной угловой частоты ωmax к минимальной угловой частоте ωmin принято равным:
Значения ЭДС на вторичной обмотке токоизмерительных клещей при максимальном напряжении и минимальной частоте источника для неповрежденного участка e1н и поврежденного участка e1п определяются по известным из электротехники формулам:
где M- взаимная индуктивность между первичной и вторичной обмоткой токоизмерительных клещей, Rн и Cн сопротивления изоляции и емкость относительно земли соответственно неповрежденного участка сети, Rп и Cн сопротивление изоляции и емкость относительно земли соответственно поврежденного участка сети.In FIG. 2 shows the amplitude-frequency-modulated voltage fluctuation at the output of the source 5. The ratio of the maximum voltage U max to the minimum voltage U min is taken to be:
The ratio of the maximum angular frequency ω max to the minimum angular frequency ω min is taken to be:
The values of the EMF on the secondary winding of the clamp meter at maximum voltage and minimum source frequency for the undamaged section e 1n and damaged section e 1n are determined by the formulas known from electrical engineering:
where M is the mutual inductance between the primary and secondary windings of the current clamp, R n and C n insulation resistance and capacitance relative to the ground, respectively, of the undamaged network section, R p and C n insulation resistance and capacitance relative to the ground, respectively, of the damaged network section.
Значения ЭДС на вторичной обмотке токоизмерительных клещей при минимальном напряжении и минимальной частоте источника неповрежденного участка e2н и поврежденного e2п участка определяются по формулам:
Используя формулы (3) (6), определим разность между двумя экстремальными значениями ЭДС на поврежденном участке Δeп и неповрежденном участке Δeн, используя принятые соотношения (1) и (2):
Определим, как отличаются разности между двумя экстремальными значениями ЭДС на поврежденном и неповрежденном участках сети:
Известно, что наибольшие трудности встречаются при поиске поврежденного участка, если неповрежденный участок имеет большую емкость относительно земли, т. е. при Cн>>Cп. В этом случае первое слагаемое равенства (9) будет положительной величиной, так как сопротивление изоляции поврежденного участка относительно земли (Rп) всегда больше, чем у неповрежденного участка Rн и . Второе же слагаемое равенства (9) будет отрицательной величиной, так как (Cп-C)н<0
Для повышения надежности поиски поврежденного участка сети желательно отстроиться от влияния на результаты измерений емкостей относительно земли участков сети. Это можно сделать, приняв следующее соотношение
n=m2.The values of the emf on the secondary winding current clamp at the minimum voltage and the minimum frequency source undamaged portion 2N and e 2n e damaged portion defined by the formulas:
Using formulas (3) (6), we determine the difference between two extreme values of the EMF in the damaged section Δe p and the undamaged section Δe n , using the accepted relations (1) and (2):
Let us determine how the differences between the two extreme values of the EMF in the damaged and undamaged sections of the network differ:
It is known that the greatest difficulties are encountered when searching for a damaged area if the undamaged area has a large capacity relative to the ground, i.e., when C n >> C p . In this case, the first term of equality (9) will be a positive value, since the insulation resistance of the damaged area relative to the ground (R p ) is always greater than that of the undamaged area R n and . The second term of equality (9) will be a negative quantity, since (C n -C) n <0
In order to increase reliability, it is advisable to look for a damaged network section from influence on the results of capacitance measurements relative to the ground of network sections. This can be done by adopting the following relation
n = m 2 .
В этом случае (n-m2)=0 и второе слагаемое равенства (9) примет нулевое значение. При принятых соотношениях (1), (2), и (10) равенство (9) будет всегда положительной величиной, а величина емкости ответвления не будет оказывать влияние на результаты отыскания места снижения изоляции, тем самым повышается надежность отыскания места снижения изоляций в электрической сети.In this case (nm 2 ) = 0 and the second term of equality (9) will take zero value. With the accepted ratios (1), (2), and (10), equality (9) will always be a positive value, and the value of the branch capacitance will not affect the results of finding the place of insulation reduction, thereby increasing the reliability of finding the place of insulation reduction in the electric network .
Claims (1)
n m2,
где n Umax/Umin;
m = ωmax/ωmin;
Umax, Umin экстремальные значения амплитуды;
ωmax, ωmin экстремальные значения частоты.The method of finding the place of insulation reduction in the electric network, based on the forced bias of the potentials of the network relative to the ground by applying an alternating current voltage, changing the frequency of the bias of the potentials of the network relative to the ground, measuring the alternating current components and determining the location with reduced insulation by the maximum difference of the measured values components of the current over the network sections, characterized in that at the same time as the frequency of the applied voltage changes, its amplitude is also changed, and other relations between the extreme values of the frequency m and the amplitude n of the applied voltage are related by
nm 2 ,
where n U max / U min ;
m = ω max / ω min ;
U max , U min extreme values of the amplitude;
ω max , ω min extreme frequency values.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93020032A RU2082177C1 (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Power mains ground detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93020032A RU2082177C1 (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Power mains ground detection method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93020032A RU93020032A (en) | 1997-04-10 |
RU2082177C1 true RU2082177C1 (en) | 1997-06-20 |
Family
ID=20140528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93020032A RU2082177C1 (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Power mains ground detection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2082177C1 (en) |
-
1993
- 1993-04-16 RU RU93020032A patent/RU2082177C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 976407, кл. G 01 R 31/08, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3388440B2 (en) | How to measure ground resistance | |
CN107290629B (en) | 10KV low-voltage distribution network ground fault positioning method | |
RU2411526C2 (en) | Method to control resistance of insulation of ramified dc circuits and device for its realisation | |
RU2082177C1 (en) | Power mains ground detection method | |
JPS63265516A (en) | Ground-fault detector for three-phase ac circuit | |
RU2305293C1 (en) | METHOD OF DETECTING FAULT IN 6( 10 )-35 kV ELECTRIC CIRCUIT WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL POINT | |
Tesche et al. | The HEMP response of an overhead power distribution line | |
Sanchez et al. | Inductive attenuation of the transpolar voltage | |
CN212111734U (en) | Grounding fault phase detection system of ITN power supply system | |
SU1569753A1 (en) | Method of determining distance to places of double short-circuits to ground | |
CA1085449A (en) | Filter excitation circuitry | |
SU976407A1 (en) | Method of locating area of lowered insulation in electric network | |
RU2025740C1 (en) | Method of locating damage of power transmission lines and apparatus for performing the same | |
SU1737364A1 (en) | Method of locating insulation resistance deterioration in dc electrical network | |
RU2180124C2 (en) | Process of search for element with reduced resistance of insulation in branched electric network of direct operation current and device for its realization | |
JP3246309B2 (en) | Deterioration detection device for zinc oxide arrester | |
JP3424374B2 (en) | Lightning arrester leakage current sensor | |
RU120495U1 (en) | ZERO SEQUENCE VOLTAGE DEVICE | |
SU1250995A1 (en) | Method and apparatus for determining location of one-phase ground leakage in electricity supply network | |
SU853570A1 (en) | Device for locating grounding in networks with isolated neutral | |
RU2125271C1 (en) | Method for checking insulation in three-phase mains supply with insulated neutral wire | |
JPH0428065Y2 (en) | ||
JP2750713B2 (en) | Simple insulation resistance measurement method for low voltage wiring etc. | |
JPH034940Y2 (en) | ||
SU949538A1 (en) | Device for measuring insulation resistance of electric networks with dead grounded neutral |