Исследование и разработка быстродействующих методов измерения сопротивления утечки изоляции в электрических цепях под напряжением

• Автор: Бородянский, Илья Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

1.1 Обзор существующих методов измерения сопротивления изоляции.

1.2 Исследование обобщенного алгоритма измерения сопротивления утечки

1.3 Постановка задачи

1.4 Выводы по главе

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ УТЕЧКИ ЦЕПЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ
2.1 Обоснование и расчет основных параметров емкостного метода измерения сопротивления утечки изоляции

2.2 Анализ особенностей метода накачки для измерения сопротивлений утечки изоляции.

2.3 Оценка возможностей повышения быстродействия резистивного метода.

2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТОВ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ В
УСТРОЙСТВАХ ИЗМЕРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЕМКОСТ1ЮГО МЕТОДА
3.1 Расчет суммарной погрешности тракта измерения сопротивления утечки изоляции и оценка вклада ее составляющих
3.2 Методы минимизации погрешности вычисления т переходного процесса.
3.2.1 Выбор моментов времени для проведения измерения потенциалов и иг.
3.2.2 Разбиение диапазона шунтирующих сопротивление утечки емкостей на поддиапазоны и привязка к каждому поддиапазону измерительной емкости
3.2.3 Вариант разбиения шкалы измерения на основе двоичного закона.
3.2.4 Исследование алгоритма анализа переходного процесса при измерении сопротивлений утечки на корпус.
3.2.5 Анализ применения метода наименьших квадратов для минимизации
I погрешности вычисления при анализе переходного процесса
3.3 Исследование возможности уменьшения погрешности измерения иск путем восстановления потенциала корпуса перед следующим циклом измерения.
3.4 Исследование возможности уменьшения погрешности измерения сопротивления утечки, вызванной погрешностью Сизм
3.5 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ РЕАЛЬНОЙ ПОМЕХОВОЙ ОБСТАНОВКИ.
4.1 Анализ условий функционирования измерителя и оценка влияния помехи на достоверность результата измерения.
4.2 Исследование алгоритмов цифровой фильтрации для создания оптимального фильтра
4.3 Исследование возможности применения нескольких каскадносоединенных цифровых фильтров.
4.4 Исследование варианта фильтрации сигнала в условиях воздействия периодических
4.4.1 Оценка воздействия периодических помех
4.4.2 Применение амплитудных распределений окон.
ГЛАВА 5 АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА СПОСОБОВ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ УТЕЧКИ.
5.1 Сравнение вариантов реализации измерителей сопротивления утечки путем оценки интегрального показателя эффективности
5.1.1 Выбор показателя качества
5.1.2 Оценка весовых коэффициентов частных показателей качества
5.1.3 Оценка частных показателей качества для разных вариантов реализации измерителя.
5.2 Выбор структурной схемы МКК для аппаратной реализации
5.3 Алгоритм емкостного метода измерения.
5.4 Алгоритм резистивного метода измерения.
5.5 Алгоритм резистивного метода контроля
5.6 Оценка погрешностей практических результатов измерения.
5.8 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


В работах, выполненных в ЦНИИ Судовой Электротехники и Технологии в конце х годов, был предложен достаточно универсальный способ контроля сопротивления изоляции сетей, изолированных от земли, суть которого заключается в наложении на контролируемую сеть измерительного напряжения сверхнизкой, порядка 2 Гц, непромышленной частоты. В ходе экспериментов и на основании расчетов, была доказана возможность решения проблемы контроля сопротивления изоляции сетей постоянного и переменного тока емкостью до мкФ при выборе частоты измерительного напряжения порядка 2 Гц. При емкостях сети порядка сотен мкФ этот способ не может быть использован, т. В настоящий момент за рубежом эти способы внедрены в серийное производство. Так норвежская фирма i создала автоматизированную систему контроля сопротивления изоляции 1 с генератором оперативного напряжения частотой 5 Гц. Фирма i i Франция выпускает приборы Vii ХМ0 с оперативным источником частотой 2,5 Гц. В ряде работ , для оценки сопротивления изоляции предлагается использовать вспомогательный источник измерительного напряжения специальной формы. Важной особенностью этих способов является тот факт, что так как, напряжение измерительного источника имеет различную форму в различные моменты времени, то измеряется в первом случае ток утечки, во втором падение напряжения в цепи этого источника в различные интервалы времени. В первой работе из полученных значений токов утечки рассчитывают эквивалентное сопротивление утечки, а затем и в и работах полученные значения сравниваются с допустимыми значениями. Способы, описанные в работах ,,, объединяет использование в них одного или нескольких измерительных конденсаторов в целях воздействия на исследуемую цепь. При этом в предложенный в способ позволяет определить сопротивление изоляции в низковольтных цепях постоянного тока, а способы, описанные ,,, предназначены для трехфазных цепей переменного тока. В способе производится измерение напряжения на контролируемых участках сети при разряде группы из п предварительно заряженных конденсаторов. Способ позволяет уменьшить погрешность измерения сопротивления изоляции участка низковольтной сети без использования автономного высоковольтного источника напряжения. В работе помимо измерения фазного напряжения сети и напряжения фазы, к которой подключена дополнительная емкость, относительно земли дополнительно изменяется напряжение между нейтралью трехфазной сети и землей. Техническим результатом является то, что способ позволяет определить активную составляющую сопротивления изоляции фаз сети относительно земли практически при любой асимметрии напряжений фаз сети относительно земли, которая может быть в реальных электрических сетях. Очень важным представляется оценка сопротивления изоляции низковольтных и высоковольтных сетей постоянного тока подвижных объектов ,. Для контроля тока утечки в сетях постоянного тока может быть использовано техническое решение, основу которого составляет применение трансформатора насыщения. В таких системах датчик тока представляет собой тороидальный трансформатор, через который проходят положительный и отрицательный проводники постоянного тока. В нормальных условиях магнитные поля вокруг линейных проводников стремятся компенсировать одно другое. Переменный ток индуцируется во вторичной обмотке токового датчика и сигнал на выходе вторичной обмотки, при появлении тока утечки или при возникновении короткого замыкания на землю, оказывается достаточным для срабатывания реле. Результирующее магнитное поле от нестабилизированных линейных токов меняет работу трансформатора, насыщая сердечник датчика, заставляя реле вернуться в исходное положение. В то же время они не должны реагировать па появление в линейных проводниках тока, отличного от постоянного. На основании вышеизложенного и учитывая варианты классификации, предложенные в работах 1,. На рис 1. Рисунок 1. По результатам рассмотрения материалов предыдущего параграфа были составлены алгоритм и обобщенная структурная схема измерения сопротивления утечки. Она приведена на рисунке 1. ГТС генератор тестовых сигналов, Кор. И измеритель, Огр. Контр. Рис.