RU2739386C2 - Method for determination of insulation resistance reduction point - Google Patents
Method for determination of insulation resistance reduction point Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739386C2 RU2739386C2 RU2019102484A RU2019102484A RU2739386C2 RU 2739386 C2 RU2739386 C2 RU 2739386C2 RU 2019102484 A RU2019102484 A RU 2019102484A RU 2019102484 A RU2019102484 A RU 2019102484A RU 2739386 C2 RU2739386 C2 RU 2739386C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- resistance
- insulation
- relative
- measured
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/72—Testing of electric windings
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для нахождения места снижения сопротивления изоляции относительно земли (корпуса) электроустановок, устройств, обмоток и других объектов, содержащих последовательно включенные элементы (участки) с приблизительно одинаковыми параметрами.The invention relates to instrumentation and can be used to find the place of reduction of insulation resistance relative to the ground (body) of electrical installations, devices, windings and other objects containing series-connected elements (sections) with approximately the same parameters.
Предпосылки к изобретению. В процессе эксплуатации объекта, в частности, кабельной многовитковой обмотки размагничивания судна, состоящей из последовательно соединенных витков, может произойти локальное снижение ее сопротивления изоляции. Поиск места снижения сопротивления изоляции традиционными способами сопряжен с трудоемкими и длительными действиями по обходу (обследованию) кабелей обмотки, зачастую пролегающих в труднодоступных местах, с последовательным отключением участков кабелей и замером их сопротивления изоляции в предварительно вскрытых соединительных коробках обесточенной обмотки. Поэтому становится весьма актуальной разработка способа дистанционного установления места снижения сопротивления изоляции в обмотке, находящейся под рабочим напряжением, со щита ее питания, без изменения режима работы обмотки размагничивания, являющейся элементом защиты судна, и без ухудшения безопасности ее эксплуатации, а также выполнением минимального количества измерений минимальным числом штатных измерительных средств с минимальными временными затратами.Background to the invention. During the operation of an object, in particular, a cable multi-turn winding for demagnetization of a ship, consisting of series-connected turns, a local decrease in its insulation resistance may occur. The search for a place to reduce the insulation resistance by traditional methods is associated with time-consuming and long-term actions to bypass (survey) the winding cables, often lying in hard-to-reach places, with sequential disconnection of cable sections and measuring their insulation resistance in pre-opened junction boxes of the de-energized winding. Therefore, it becomes very important to develop a method for remotely determining the place of a decrease in the insulation resistance in a winding under operating voltage from its power board, without changing the operating mode of the demagnetizing winding, which is an element of ship protection, and without deteriorating the safety of its operation, as well as performing a minimum number of measurements the minimum number of standard measuring instruments with minimum time expenditures.
Известны основные методы определения мест повреждения изоляции кабелей относительно земли [1]: дистанционные (импульсные и мостовые), топографические (акустические и акустические с рамкой) и др.The main methods for determining the locations of damage to the insulation of cables relative to the ground are known [1]: remote (pulse and bridge), topographic (acoustic and acoustic with a frame), etc.
Применение методов, изложенных в [1], в установлении места снижения сопротивления изоляции в объектах, содержащих последовательно включенные элементы (участки), требует вывода из действия объекта, использование дополнительного оборудования и аппаратуры, а также перемещения персонала вдоль объекта контроля. В связи с указанными недостатками данные методы недостаточно эффективны для решения задач, поставленных в настоящем изобретении.The use of the methods described in [1], in determining the place of reduction of the insulation resistance in objects containing series-connected elements (sections), requires the withdrawal from the operation of the object, the use of additional equipment and apparatus, as well as the movement of personnel along the control object. Due to the indicated disadvantages, these methods are not effective enough to solve the problems posed in the present invention.
Известен способ определения сопротивления путей утечек на землю в электрических системах [2], согласно которому производят ряд замеров токов утечки на землю и общего тока системы, составляют систему уравнений, решением которой будут значения сопротивлений путей утечек току на землю каждого элемента системы.A known method for determining the resistance of leakage paths to earth in electrical systems [2], according to which a number of measurements of leakage currents to earth and the total current of the system are made, constitute a system of equations, the solution of which will be the values of the resistances of the leakage paths to the earth current of each element of the system.
Для применения способа [2], в поиске места снижения сопротивления изоляции в объектах, содержащих последовательно включенные элементы (участки), требуется в процессе замеров параметров поочередное шунтирование элементов системы, что накладывает определенные ограничения в его использовании для контроля ряда объектов.To apply the method [2], in the search for a place to decrease the insulation resistance in objects containing series-connected elements (sections), in the process of measuring the parameters, alternate shunting of the system elements is required, which imposes certain restrictions on its use to control a number of objects.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей технической сущности является способ [3], в котором для нахождения мест повреждения изоляции у объектов, содержащих последовательно соединенные участки (элементы) с неодинаковыми параметрами измеряют ток однополюсного замыкания на земляную шину, а также сопротивление изоляции при отключенном питании, измеряют у исправного объекта распределение напряжения между соответствующими точками вдоль объекта и земляной шиной. При снижении сопротивления изоляции измеряют этот параметр, вновь измеряют значение однополюсного замыкания образца, находящегося под напряжением, на земляную шину, рассчитывают сопротивление дополнительной утечки через изоляцию и приращение тока однополюсного замыкания, по их произведению определяют падение напряжения на сопротивлении дополнительной утечки, сравнивают полученное падение напряжения с распределением напряжения между соответствующими точками исправного объекта и земляной шиной и по результатам сравнения судят о месте повреждения изоляции.The closest to the proposed invention in its technical essence is the method [3], in which to find the places of insulation damage in objects containing series-connected sections (elements) with unequal parameters measure the current of a single-pole circuit to the ground bus, as well as the insulation resistance when the power is off , measure the voltage distribution at the serviceable object between the corresponding points along the object and the ground bus. With a decrease in the insulation resistance, this parameter is measured, the value of the single-pole circuit of the sample under voltage is measured again to the ground bus, the additional leakage resistance through the insulation and the increase in the single-pole circuit current are calculated, the voltage drop across the additional leakage resistance is determined by their product, the resulting voltage drop is compared with the distribution of voltage between the corresponding points of the serviceable object and the earth bus, and based on the comparison results, the location of the insulation damage is judged.
Применение способа [3] для нахождения места снижения сопротивления изоляции относительно корпуса у объектов, содержащих последовательно включенные элементы (участки) с приблизительно одинаковыми параметрами, является избыточным по количеству измерений параметров и используемых для этого приборов, сравнительно сложным по методике поиска неисправности, а также требующим периодического снятия напряжения с объекта контроля. Указанные недостатки устраняются в предлагаемом изобретении.The use of the method [3] for finding the place of the decrease in the insulation resistance relative to the case for objects containing series-connected elements (sections) with approximately the same parameters is redundant in terms of the number of parameter measurements and instruments used for this, relatively complex in terms of the troubleshooting method, and also requires periodic de-energization of the controlled object. These disadvantages are eliminated in the present invention.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является дистанционное установление схемного места снижения сопротивления изоляции относительно корпуса объектов, содержащих последовательно включенные элементы (участки) с приблизительно одинаковыми параметрами, без изменения режима и снижения безопасности функционирования объекта с минимальным числом измерений минимумом штатных измерительных средств.The technical result of the proposed invention is to remotely establish a circuit location for reducing the insulation resistance relative to the body of objects containing series-connected elements (sections) with approximately the same parameters, without changing the mode and reducing the safety of the object with a minimum number of measurements and a minimum of standard measuring instruments.
Указанный технический результат обеспечивается благодаря тому, что определяется значение сопротивления токовой утечке через изоляцию находящегося в действии объекта, вызвавшей снижение ее сопротивления, определяется величина напряжения одной из входных клемм обмотки относительно корпуса при рабочем напряжении на объекте и по соответствующему алгоритму рассчитывается место снижения сопротивления изоляции в схеме объекта.The specified technical result is ensured due to the fact that the value of the resistance to current leakage through the insulation of the object in operation, which caused a decrease in its resistance, is determined, the voltage value of one of the input terminals of the winding relative to the case is determined at the operating voltage at the object, and according to the corresponding algorithm, the place of decrease in the insulation resistance in object schema.
На фигуре 1 представлена схема устройства, реализующего способ, со схемой замещения объекта контроля (фигура 1(a)), а также диаграмма распределения напряжений между соответствующими точками объекта контроля и его корпусом (фигура 1(б)). На фигуре 1 приняты следующие обозначения: - сопротивления элементов объекта, приблизительно равные между собой, например, сопротивления витков обмотки устройства размагничивания; кл. 1, …, кл. n - соединительные клеммы витков; - сопротивления исправной изоляции витков; V - вольтметр с входным сопротивлением rвх; Δr - сопротивление пути утечки; К - корпус; N0, - точка на схеме замещения обмотки и диаграмме потенциалов с нулевым потенциалом относительно корпуса (точка нулевого потенциала) соответственно для исходного состояния схемы и в случае снижения сопротивления изоляции в ней; Un, напряжение клеммы «+» обмотки относительно корпуса соответственно исходное и при сниженном сопротивлении изоляции; UA -напряжение относительно корпуса в месте снижения сопротивлении изоляции в схеме обмотки; А - место снижения сопротивлении изоляции в схеме обмотки и Δ - погрешность установления этого места; OL - прямая линия, условно пролегающая вдоль прямолинейно развернутой обмотки; 1 - диаграмма потенциалов (напряжений) клемм обмотки относительно корпуса, 2 - границы диапазона нелинейности диаграммы потенциалов, 3 - средняя линия диаграммы потенциалов (исходная), 4 - средняя линия диаграммы потенциалов при сниженном сопротивлении изоляции обмотки; - исходные потенциалы клемм обмотки; - потенциалы клемм обмотки при сниженном сопротивлении изоляции.Figure 1 shows a diagram of a device that implements the method, with an equivalent circuit of the test object (Figure 1 (a)), as well as a diagram of the voltage distribution between the corresponding points of the test object and its body (Figure 1 (b)). In figure 1, the following designations are adopted: - the resistances of the elements of the object, approximately equal to each other, for example, the resistance of the winding turns of the demagnetization device; cl. one, …, cl. n - connecting terminals of turns; - resistance of serviceable insulation of turns; V - voltmeter with input resistance r in ; Δr is the creepage resistance; K - body; N 0 , - point on the equivalent circuit of the winding and potential diagram with zero potential relative to the body (point of zero potential), respectively, for the initial state of the circuit and in the case of a decrease in the insulation resistance in it; U n , the voltage of the "+" terminal of the winding relative to the case, respectively, the initial and with a reduced insulation resistance; U A -voltage relative to the case at the point of decreasing insulation resistance in the winding circuit; A is the place where the insulation resistance decreases in the winding circuit and Δ is the error in establishing this place; OL is a straight line, conventionally running along a straight-line unfolded winding; 1 - diagram of potentials (voltages) of the winding terminals relative to the case, 2 - boundaries of the nonlinearity range of the potential diagram, 3 - middle line of the potential diagram (initial), 4 - middle line of the potential diagram with a reduced insulation resistance of the winding; - initial potentials of the winding terminals; - potentials of the winding terminals at a reduced insulation resistance.
Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.
На объекте, в частности, на обмотке размагничивания судна, находящейся под рабочим напряжением, измеряется исходная величина сопротивления исправной изоляции обмотки rиз0 методом трех отсчетов одного штатного вольтметра [4]. Затем вычисляется значение сопротивления исправной изоляции витка из формулы общего сопротивления параллельно соединенных приблизительно равных сопротивлений изоляции витков:At the facility, in particular, on the ship's demagnetization winding, which is under operating voltage, the initial value of the resistance of the serviceable insulation of the winding r from 0 is measured by the method of three readings of one standard voltmeter [4]. Then the value of the resistance of the good insulation of the turn is calculated from the formula for the total resistance of approximately equal insulation resistances of the turns connected in parallel:
где (n-1) количество витков в обмотке.where (n-1) is the number of turns in the winding.
Так как сопротивление витка обмотки значительно меньше сопротивления исправной изоляции витка то есть Rв << rв, то для узловой точки N0 схемы замещения обмотки и ее изоляции справедливо выражение по первому закону Кирхгофа, когда сумма токов через пути утечки в точке нулевого потенциала N0 в схеме замещения будет определяться выражением:Since the resistance of the winding turn much less resistance of good insulation of the loop that is, R in << r in , then for the nodal point N 0 of the equivalent circuit of the winding and its isolation, the expression according to the first Kirchhoff's law is valid, when the sum of currents through the leakage path at the point of zero potential N 0 in the equivalent circuit will be determined by the expression:
Приведенные выше параметры rиз0, rв и rвх являются исходными данными в предлагаемом способе.The above parameters r from 0 , r to and r in are the initial data in the proposed method.
В случае снижения текущей величины сопротивления изоляции обмотки до какого - то значения rиз (определяется также методом трех отсчетов одного штатного вольтметра), измеряется напряжение клеммы «+» обмотки относительно корпуса . Вычисляется значение сопротивления утечке Δr, вызвавшей снижения исходной величины сопротивления изоляции:In the case of a decrease in the current value of the insulation resistance of the winding to some value r from (also determined by the method of three readings of one standard voltmeter), the voltage of the "+" terminal of the winding relative to the case is measured ... The value of the leakage resistance Δr is calculated, which caused a decrease in the initial value of the insulation resistance:
Теперь согласно первому закону Кирхгофа сумма токов через пути утечки в новой точке нулевого потенциала в схеме замещения обмотки с использованием средней линии диаграммы потенциалов (4) при сниженном сопротивлении изоляции будет определяться выражением:Now, according to the first Kirchhoff's law, the sum of currents through the creepage paths at a new point of zero potential in the equivalent circuit of the winding using the center line of the potential diagram (4) with a reduced insulation resistance will be determined by the expression:
Откуда напряжение относительно корпуса в месте снижения сопротивлении изоляции t/A в схеме обмотки находят из выражения:Whence the voltage relative to the case at the point of lowering the insulation resistance t / A in the winding circuit is found from the expression:
По найденной величине UA посредством диаграммы (4) устанавливают виток (на схеме это виток Rn-3), на котором произошло снижение сопротивления изоляции. С учетом погрешности установления места снижения сопротивления изоляции указанный виток будет находиться на схеме в области, обозначенной Δ. Данные о найденном месте снижения сопротивления изоляции заносятся в память компьютера. Для определения мест последующих снижений сопротивления изоляции в обмотке будет также использоваться выражение (3), но с другими исходными данными, соответствующими текущим значениям параметров изоляции.According to the found value U A by means of the diagram (4), a turn is established (on the diagram it is a turn R n-3 ), on which the insulation resistance has decreased. Taking into account the error in establishing the place of the decrease in the insulation resistance, the indicated turn will be located on the diagram in the area indicated by Δ. The data on the found place of the insulation resistance drop is entered into the computer memory. To determine the places of subsequent decreases in insulation resistance in the winding, expression (3) will also be used, but with different initial data corresponding to the current values of the insulation parameters.
ПримерExample
Допустим, что обмотка размагничивания судна, состоящая из 20 витков (n-1=20) имеет величину исходного сопротивления исправной изоляции rиз0=1 МОм, величину сопротивления исправной изоляции витка rв=20 МОм, величину входного сопротивления вольтметра rвх=30 МОм.Assume that demagnetization vessel winding consisting of 20 turns (n-1 = 20) is of the source resistance intact insulation r iz0 = 1 MOhm, the resistance value of a working coil insulation r in = 20 megohms, input voltmeter resistance value r in = 30 megohms ...
Пусть вследствие образовавшейся утечки через изоляцию обмотки размагничивания произошло уменьшение величины ее исходного сопротивления изоляции до значения, например, rиз=0.7 МОм. При этом величина напряжения между клеммой «+» и корпусом равна, например, =40 В.Let, due to the formed leakage through the insulation of the demagnetizing winding, there was a decrease in the value of its initial insulation resistance to a value, for example, r from = 0.7 MΩ. In this case, the voltage value between the "+" terminal and the case is, for example, = 40 V.
Значение образовавшейся утечки через изоляцию обмотки будет равно: The value of the resulting leakage through the winding insulation will be:
Тогда значение потенциала UA утечки Δr будет равно:Then the value of the leakage potential U A Δr will be equal to:
Таким образом, схемное место образовавшейся утечки с учетом погрешности установления этого места, например, в пределах одного витка обмотки находится в области изоляции восемнадцатого витка. Параметры изоляции обмотки с установленной утечкой заносятся в память компьютера.Thus, the circuit place of the resulting leak, taking into account the error in establishing this place, for example, within one turn of the winding, is in the insulation region of the eighteenth turn. The insulation parameters of the winding with the established leakage are entered into the computer memory.
При образовании последующих утечек устанавливаются места их нахождения приведенным выше алгоритмом, но с использованием новых исходных данных, соответствующих текущим параметрам изоляции. После вывода из действия обмотки размагничивания производится устранение выявленных утечек.When subsequent leaks are formed, their locations are established using the above algorithm, but using new initial data corresponding to the current isolation parameters. After the demagnetization winding is removed from operation, the detected leaks are eliminated.
Источники информацииInformation sources
1. https: // angstremip.ru>blog>osnovny…1.https: // angstremip.ru> blog> osnovny ...
2. findpatent.ru. / patent / 201 / 2010247.2. findpatent.ru. / patent / 201/2010247.
3. patents, su>3 - 1580294 - sposob - opre…3. patents, su> 3 - 1580294 - sposob - opre ...
4. Иванов E.A. и др., Безопасность электроустановок и систем автоматики-СПб.: Элмор, 2003, с. 89.4. Ivanov E.A. and others, Safety of electrical installations and automation systems-SPb .: Elmor, 2003, p. 89.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019102484A RU2739386C2 (en) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | Method for determination of insulation resistance reduction point |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019102484A RU2739386C2 (en) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | Method for determination of insulation resistance reduction point |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019102484A RU2019102484A (en) | 2020-07-29 |
RU2019102484A3 RU2019102484A3 (en) | 2020-09-24 |
RU2739386C2 true RU2739386C2 (en) | 2020-12-23 |
Family
ID=71950016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019102484A RU2739386C2 (en) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | Method for determination of insulation resistance reduction point |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739386C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1580294A1 (en) * | 1988-03-10 | 1990-07-23 | Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) | Method of determining places of insulation resistance drop |
SU1737364A1 (en) * | 1989-11-09 | 1992-05-30 | Новочеркасский политехнический институт | Method of locating insulation resistance deterioration in dc electrical network |
CN103983857A (en) * | 2014-04-25 | 2014-08-13 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | Direct current insulation monitoring circuit and method |
RU2016120378A (en) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | 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" | The way to establish a place to reduce insulation resistance and determine the power of current leakage |
-
2019
- 2019-01-29 RU RU2019102484A patent/RU2739386C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1580294A1 (en) * | 1988-03-10 | 1990-07-23 | Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) | Method of determining places of insulation resistance drop |
SU1737364A1 (en) * | 1989-11-09 | 1992-05-30 | Новочеркасский политехнический институт | Method of locating insulation resistance deterioration in dc electrical network |
CN103983857A (en) * | 2014-04-25 | 2014-08-13 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | Direct current insulation monitoring circuit and method |
RU2016120378A (en) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | 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" | The way to establish a place to reduce insulation resistance and determine the power of current leakage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019102484A3 (en) | 2020-09-24 |
RU2019102484A (en) | 2020-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101272130B1 (en) | Method of and device for insulation monitoring | |
Bascom et al. | Computerized underground cable fault location expertise | |
EP2466322B1 (en) | Method and apparatus for transformer diagnosis | |
KR101144684B1 (en) | Apparatus for evaluating characteristics of cell | |
US3248646A (en) | Location of cable faults by comparing a section of the faulted cable with a part of the section | |
CN111551790B (en) | Method and apparatus for determining elements of a dielectric equivalent circuit diagram for insulation of an electrical power system | |
US20130304406A1 (en) | Apparatus and Method of Fault Detection and Location Determination | |
EP2024755B1 (en) | A method for determining the linear electrical response of a transformer, generator or electrical motor | |
CN211236675U (en) | Calibration device for automatic tuning controller of arc suppression coil | |
US3234459A (en) | Method and apparatus for locating faults in electrical cable lines by comparing the impedance of the entire faulted line to the impedance of a section of the line | |
RU2381513C1 (en) | Method of testing attachement insulation resistance in direct current mains with isolated neutral, device for implementation thereof and differential sensor therefor | |
RU2739386C2 (en) | Method for determination of insulation resistance reduction point | |
RU2681257C2 (en) | Method of establishing place of reducing resistance of insulation and determining power of current leakage | |
CN106546943B (en) | Method and device for measuring error and loss self-test | |
US4410850A (en) | Water-compensated open fault locator | |
US3842344A (en) | Bridge circuit for measuring dielectric properties of insulation | |
RU2175138C1 (en) | Method and device for measuring power circuit insulation resistance in live electrical equipment of vehicles | |
James et al. | Interpretation of partial discharge quantities as measured at the terminals of HV power transformers | |
Foley et al. | Project EHV-preliminary corona investigations: the effect of harmonics on corona losses | |
RU2736328C1 (en) | Method for remote determination of insulation resistance reduction point in deenergised electric circuit | |
Reynolds et al. | DC insulation analysis: A new and better method | |
Paophan et al. | Partial Discharge Measurement Based on an Inductive Mode Air-Core Sensor | |
RU2028634C1 (en) | Method of and device for insulation resistance measurement in alternating-current lines incorporating static converters | |
Kaufmann et al. | Sensitive ground fault detection in compensated systems (arc suppression coil). What is influencing the sensitivity? | |
CN219935963U (en) | Voltage and current measurement channel of digital bridge and digital bridge |