Устройство для автоматического измерения сопротивления изоляции электрических сетей со статическими преобразователями

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМА ИЧЕС КОГО ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ СО СТАТИЧЕСКИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ, содержащее измерительный источник напряжения постоянного тока, один полюс которого подключен к зажиму для подключения конт рлируемой сети, регулируемый компенса1 и6нный источник напряжения постоянного тока, блок выделения постоянной составляющей напряжения, блок упр;авления, один выход которого соединен с управляющим входом измерительного источника напряжения постоянного тока, и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения работы устройство .а контролируемых сетях с различной величиной напряжения , в устройство введены дополнительный измерительный источник напряжения постоянного тока, который подключен встречно измерительному источнику напряжения постоянного тока между последним и корпусом через переменный резистор, движок которого подключен к входу блока выделения постоянной составляющей напряжения,вто ,рой вход которого соединен с корпусом, при этом управляющий вход дополнительного измерительного источника напряжения постоянного тока подключен к выходу блока управления, блок определения полярности, входы которого подключены к выходам блока выделения постоянной составляющей напряжения , а информационный выход - к входу блока управления, Компенсиро-. ванный выпрямитель, входы которого подключены к выходам блока определения полярности, один выход соединен с корпусом, а второй - с одним полюсом регулируемого ко№1енсацйонного .источника напряжения постоянного тока, управляющий вход которого соединен с выходом блока управ§ ления, компаратор, один вход которот го соединен с вторым полюсом регули-,руемого компенсационного источника G напряжения постоянного тока, а выход - с входом блока управления, е цифровой управляемый делитель напряжения , один вход которого соединен с корпусом, выход соединен со вторым входом компаратора, а ts9 управляющий вход -.с выходом блока 00 управления, низковольтный источник , напряжейия постоянного тока, один to полЮс которого соединен с корпусом, СП а вторсй полюс - с вторым входом ю цифрового управляемого делителя напряжения, запоминающий регистр, информационный вход которого подключен к информационному выходу цифро вого управляемого делителя напряже-. ния, управляющий вход - к выходу блока управления, а выход - .к входу блока сигнализации, блок сравнения, один информационный вход которого подключен к выходу запоминающего регистра, второй - к информационному

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 334819 I /18-21 (22) 22. I 0. 81 (46) 15.06.83. Бю . Н 22 (72) Э.H.Ãðèãîðüåa, В.С.Лебедев, В;И.Бабаев и С.И.Раскин (53) 621,317.757(088.8) (56) l. Патент ФРГ И 2721813, кл. 21е 27/18, 1979

2. Авторское свидетельство. СССР

11 773526, кл. G 0I В 27/I8, 1980. (54)(57) УСТР0АСТВ0 ДЛЯ АВТОИА ИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ СО СТАТИЧЕСКИИИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯИИ, содержащее измерительный источник напряжения постоянного тока, один полюс которого подключен к зажиму для подключения конт,ролируемой сети, регулируемый компенсИ ионный источник напряжения постоянного тока, блок выделения постоянной составляющей напряжения, блок управления, один .выход которого соединен с управляющим входом измерительного источника напряжения постоянного тока, и блок индикации, о т " л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и обеспечения работы устройство .в контролируемых сетях с различной величиной напряжения, в устройство введены дополнительный измерительный источник напряжения постоянного тока, который . подключен встречно измерительному источнику напряжения постоянного тока между последним и корпусом через переменный резистор, движок которого . подключен к входу блока выделения постоянной составляющей напряжения,вто" рой вход которого соединен с корпусом, при этом управляющий вход дополни„„SU„„1023252 А тельного измерительного источника напряжения постоянного тока подключен к выходу блока управления, блок определения полярности, входы которо" го подключены к выходам блока выделения постоянной составляющей напря" жения, а информационный выход - к входу блока управления, компенсиро-.. ванный выпрямитель, входы которого подключены к выходам блока определения полярности, один выход соеди-нен с корпусом, а второй - с одним полюсом регулируемого компенсационного. источника напряжения постоянного тока, управляющий вход которого соединен с выходом блока управ" ленив, компаратор, один вход которого соединен с вторым полюсом регули-, руемого компенсационного источника напряжения. постоянного тока, а выход - с входом блока управления, цифровой управляемый делитель на" пряжения, один вход которого сое" динен с корпусом, выход соединен со вторым входом коияаратора, а управляющий вход -. с выходом блока управления, низковольтный источник напряжения постоянного тока, один полюс которого соединен с корпусом, а второй полюс - с вторым входом цифрового управляемого делителя напряжения, запоминающий регистр, информационный вход которого подклю" чен к информационному выходу цифрового управляемого делителя напряже-. ния, управляющий вход - к выходу блока управления, а выход - к входу блока сигнализации, блок сравнения, один информационный вход которого подключен к выходу запоминающего регистра, второй - к информационному-1023252. выходу цифрового управляемого дели- подключен к выходу блока управлетеля напряжения, управляющий вход ния,а выход - к входублока управления.

1 °

Изобретение относится к устрой ствам измерения сопротивления изоляции электрических сетей, в частности к устройствам автоматического измерения сопротивления изоляции электрических сетей переменного тока, содержащих в качестве нагрузки ста" тические преобразователи электрической энергии.

Известно устройство для автоматического измерения сопротивления изоляции судовых электрических сетей, содержащее измерительный источник напряжения постоянного тока, регулируемый компенсационный источник напряжения постоянного тока, блок выделения постоянной составляющей напряжения и блок управления (1) .

Однако в этом устройстве необходима компенсация влияния напряжения сети на результат измерения нейосредственно в измерительной цепи подключенной к контролируемой сети.

При такой схеме динамический диапазон компенсационного источника напряжения находится в прямой связи с напряжением контролируемой сети.

Hanpwep, для сети переменного тока напряжением 400 В этот диапазон составляет +300 В, т.е. 600 В, Создание регулируемого источника напряжения постоянного тока с таким динамическим диапазоном представляет большие трудности и не позволяет обеспечить высокую точность компен" сации напряжения между фазой и корпусом контролируемой сети.

При необходимости контролировать сопротивление изоляции в сетях с напряжением 600, 800, 1000 8 и выше необходимо создание нового компенса .ционного источника напряжения, что представляет собой тем более сложную техническую задачу, чем выше напряжение, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического измерения сопротивления изоляции судовых электрических сетей, состоящее

2 из измерительного источника напряже" ния постоянного тока, один полюс которого подключен к контролируемой сети, регулируемого компенсационного источ5 ника напряжения постоянного тока, блока выделения постоянной составляющей напряжения, блока управления, один выход которого соединен с управ" ляющим входом измерительного напряжения постоянного тока, и блока инди" кации 12).

Это устройство также содержит компенсационный источник напряжения постоянного тока в цепи измерительного источника напряжения и подключено непосредственно между фазой контролируемой сети и корпусом на полное напряжение фаза - корпус. Большой динамический диапазон регулирования напряжения компенсационного источника (от -309 8 до +300 для сети 400 8) не позволяет получить высокую точность компенсации, а прямая зависимость диапазона напряжений компенсационного источника исключает возможность использования одного устройства для контроля в электрических сетях с различным напряжением контролируемой сети.

ЗО Цель изобретения - повышение точности и обеспечение работы устройства в контролируемых сетях с различной величиной напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный измерительный источник напряжения постоянного тока, подключенный встречно измерительному источнику напряжения постоянного тока между ,щ последним и корпусом (землей) через переменный резистор, движок которого подключен к входу блока выделения постоянной составляющей напряжения, второй вход которого соединен с корпусом (землей), при этом управляющий вход дополнительногс(измерительного источника напряжения постоянного тока подлючен к выходу блока управления, блок определения полярности, входы

g0 êîòîðîãî подключены к выходам блока

102325

3 выделения постоянной составляющей напряжения, а информационный выход— к входу блока управления, компенси рованный выпрямитель, входы которого подключены к выходам блока определе" ния полярности, один выход соединен с корпусом (эемлей), а второй - с одним полюсом регулируемого компенсационного источника напряжения постоянного тока, управляющий вход. ко 1О торого соединен с выходом бпока упправления, компаратор,.один вход которого соединен с вторым полюсом регулируемого компенсационного источника напряжения постоянного тока, а выход - с входом блока управления, цифровой управляемый делитель напряжения, один вход которого соединен с корпусом (землей), выход соединен со вторым входом компаратора, а го управляющий вход - с выходом блока управления, низковольтный источник напряжения постоянного тока, один полюс которого соединен с корпусом (землей ), а второй полюс - с вторым г5 входом цифрового управляемого делителя напряжения, запоминающий регистр, информационный .вход которого подключен к информационному выходу цифрового управляемого делителя напряжения, управляющий вход - к выходу блока управления, а выходк входу блока сигнализации, блок сравнения, один информационный вход которого подключен к выходу запоминающего регистра, второй - к информационному выходу цифрового управляемого делителя напряжения, управляющий вход подключен к выходу блока управления, а выход - к входу блока

40 управления.

На чертеже изображена Функциональная схема устройства.

Устройство состоит из измеритель-ного источника 1 напряжения постоян45 ного тока, одним полюсом подключенного к фазе контролируемой сети, дополнительного измерительного источника 2 напряжения постоянного тока, включенного встречно с измерительным источником 1 напряжения постоянного тока, переменного резистора 3, причем дополнительный источник 2 напряжения постоянного тока одним полюсом подключен. к второму полюсу измерительного источника напряжения постоянного тока, а другим - через переменный резистор 3 к корпусу (земле), блока 4 выделения постоянной составляю2 4 щей напряжения, один вход которого подключен к корпусу (земле), а другой - к движку переменного резистора

3, блока 5 определения полярности, входы которого подключены к выходам блока 4 выделения постоянной состав- ляющей напряжения, компенсированного выпрямителя 6, входы которого соединены с выходами блока 5 определения полярности,. а выход подключен к корпусу (земле}, регулируемый компенса- ., ционный источник 7 напряжения постоянного тока, один полюс которого подключен к выходу компенсированного выпрямителя 6, компаратора 8, один вход которого подключен к второму полюсу регулируемого компенсационного источника 7 напряжения постоянного тока, цифрового управляемого делителя 9 напряжения, один вход которого подключен к корпусу (земле), а выход " к другому входу компаратора 8, цифрового у равляемого делителя 9 напряжения, один вход которого подключен к корпусу земле, а выход - к другому входу компаратора 8, низковольтного источника 10 напряжения постоянного тока, один полюс которого подключен к корпусу (земле), а второйк другому входу цифрового управляемого делителя напряжения, запоминающего регистра 11, вход которого под" ключен к информационному выходу цифрового управляемого делителя 9 напряжения, блока сравнения, один информационный вход которого подключен к выходу запоминающего регистра 11 а другой - к выходу цифрового управляемого делителя 9 напряжения, блока

12 сравнения, блока 13 индикации, вход которого подключен к информационному выходу запоминающего регистра 11,блок

14 управления, входы которого подключены к выходам блока 5 определения полярности, компаратора 8„ блока 12 сравнения, а выходы - к вхо" дам измерительного источника I напряжения постоянного тока, дополнитель" ного измерительного источника 2 на" пряжения постоянного тока, регули" . руемого компенсационного источника

7 напряжения постоянного тока, цифрового управляемого делителя 9 напряжения,. запоминающего регистра ll и блока 12 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу из блока 14 управления отключается напряжение измерительных

5 10232 источников 1 и 2 при этом через измерительную цепь протекает (в установившемся режиме} ток, постоянная составляющая которого определяется уравнением 5

Д

,- > р,,{чв с, чибя " еп л1 где и - эквивалентное сопротивление ®

ы изоляции контролируемои сети; г - сопротивление переменного резистора 3;

V - выпрямленное напряжение i-ro

Si статического преобразовате" ,ля;

- относительный расбаланс

Я;-К„

R<+ R; сопротивления изоляции го статического преобразователя.

На переменном резисторе 3 выделяляется напряжение, пропорциональное . току в измерительной цепи. C движка резистора 3 снимается доля этого напряжения, определяемая параметрами последующей схемы, и подается на блок 4 выделения постоянной составляющей напряжения, на выходе которо

: го напряжение определяется урввнени . Зв вм

Рзг

» -, u, („„,> В» ВА Ъ в),.

3$ где r,{ - сопротивление плечей переменного резистора 3.

Это напряжение через блок 5 определения полярности поступает на вход компенсированного выпрямителя 6. Сиг= нал о направлении тока в измеритель" ной цепи из блока 5 определения полярности поступает в блок 14 управле ния. По команде из блока 14 управле" ния включается регулируемый компенса". gg ционный источник 7 напряжения посто". янного тока, который изменяет свое напряжение от 0 до Ч „(максимальное напряжение, снимаемое с резистора 3).

При этом компенсационный источник 7 напряжения включен встречно с напряжением У», поступающим с компенсированного выпрямителя 6. Разность этих напряжений поступает на один вход компаратора 8, на другой вход которого в этот момент подан потенциал корпуса (земли3. Компенсационный источник 7 напряжения меняет свое напряжение до тех пор,пока разность

52 в напряжений на входах компаратора 8 не станет равной нулю, при этом на выходе компаратора появляется сиг" нал, поступающий в блок управления.

8 этот момент по команде из блока управления прекращается изменение напряжения компенсационного источ" ника напряжения, что характеризует окончание процесса компенсации. Затеи по команде из блока управления включается один из измерительных источников напряжения постоянного тока 1 или 2. При этом включается тот источ ник; направление тока от которого совпадает с направлением тока в измерительной цепи в режиме компенсации. После включения измерительного источника напряжения в измерительной цепи протекает ток, постоянная составляющая которого определяется

I уравнением иьм 2

R

- «>,+ < с«,,. .)..

На выходе блока 4 выделения постоянной составляющей напряжения появляется напряжение, определяемое уравнением и % 3 2

Ч = » х

RSÔ(Г»» У2) 2 k3Ф1Г»Ф r 2) В»» 82 12 " арпб П)

Так как напряжение регулируемого компенсационного источника 7 напря-. жения после режима компенсации равно

7», то на входе компаратора напряжение определяется выражением ьу=у2-V» = Р

2» Рэ» (ГФ г) После окончания переходного процесса в контролируемой сети, по команде из блока управления, включается цифровой управляемый делитель

9 напряжения, напряжение на выходе которого меняется от "0" до максимальной величины. В тот момент, когда напряжение на выходе делителя 9 напряжения достигнет Ъеличины ь, на выходе компаратора появится сигнал совпадения напряжения на выходе цифрового управляемого делителя 9 напряжения и компенсированного выпря.7 10232 мителя 6. При этом из блока управле-, ния поступает сигнал .в цифровой управляемый делитель 9 напряжения, прекращающий работу делителя.

После окончания работы делителя

" 9 напряжения его состояние однозначно определяет величину эквивалент- ного сопротивления изоляции контролируемой сети в соответствии с уравнением (5).

Величина R в цифре поступает на вход запоминающего регистра 11 и вход блока 12 сравнения. Одновремен: но значейие К поступает. на другой вход блока сравнения и вход блока t$ индикации. После окончания цикла измерения из блока управления посту" пает команда в соответствующие блоки на повторение цикла измерения.

При этом в звпоминающем регистре 20

11 постоянно фиксируется предыдущее значение R, а на вход блока сравнения поступает предыдущее и текущее значения эквивалентного сопротивления изоляции. 25

Эти два значения сравниваются между собой и, если разность не превыша, ет заданной погрешности измерения, то

52 8 . процесс циклического измерения продолжается. Если предыдущее и текущее значения эквивалентного сопротивления изоляции не совпадают, это характеризует- изменение состояния конт ролируемой сети, вызванное изменением либо абсолютной величины сопротивления изоляции, либо соотношения сопротивлений, определяющих напряжение между фазой и корпусом. При этом в блоке управления формируется сигнал, прекращающий этап измерения, устройство снова переходит в режим компен". сации. Описанный цикл повторяется.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить точность и надежность измерения за счет более точной компенсации и осуществления измерения на цифровом компенсационном принципе, а также обеспечить возможность использования устройства для контроля сопротивления изоляции электрических сетей с любым напряжением сети без изменения схемы и ëàðà. метров устройства компенсации только за счет задания требуемого масштаба сигнала, снимаемого в измерительной цепи при помощи потенциометра 3.

1023252

Составитель Л.Сорокина

Редактор Т.Веселова Техред Л.Пекарь Корректор В. Гирняк

»ю юане»»»

Заказ 4205/30 Тираж у10 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4