Устройство для измерения эквивалентных сопротивления изоляции и емкости сети постоянного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО@4АЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09l (И) 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И Of HPÛÒ1Ô (21) 3520657/24-21 (22) 09.12.82 (46) 30. 12.84. Бюл. У 48 (72) В.М.Ребров, В.Н.Павлов, А.А.Ковбасин, Е.А.Иванов, О.А.Глухов, М.И.Кудряшов и Н.И.Малютин (53) 621.317.322(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 256068, кл. G 01 R 27/16, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

У 822080, кл. С 01 R 27/36, 28.03.79 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ И. ИЕРЕНИЯ

ЭКВИВАЛЕНТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ЕМКОСТИ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее блок управления, эталонные шунтирующие резисторы, блок коммутации, вычислительный блок и блок регистрации, причем два входных зажима подключены к первым выводам эталонных шунтирующих резисторов и к первому и второму входам блока коммутации, третий вход которого соединен с корпусом, выход вычислительного блока соединен с блоком регистрации, а выходы блока управления соединены с управляющими входами блока коммутации и вычислительного блока, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия, в него введен блок дифференцирования, причем два выхода блока коммутации через блок дифференцирования соединены с двумя входами вычислительного блока.

2. Устройство по-п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок состоит из последовательно соединенных блока деления и вычислителя, причем два входа блока деления являются входами вычислительного блока, а выход вычислителя— выходом вычислительного блока.

1132256

Изобретеняе относится к технике измерений сопротивления изоляции и емкости электрических сетей посто; янного тока относительно земли.

Известно устройство для измерения емкости сети, содержащее элект ронные ключи, параллельно соединенные эталонный конденсатор и разрядное устройство, а также триггер, блок сравнения и счетчик (1) . 10

Устройство имеет низкое быстродействие и не позволяет производить измерение сопротивления изоляции сети.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности являет- !5 ся устройство для измерения эквивалентной емкости, основанное на измерении постоянной времени разряда емкости на сопротивление известиой величины, содержащее блок управления, эталонные шунтирующие резисторы, блок коммутации, вычислительный блок и блок коммутации, причем два входных зажима подключены к первым выводам эта— лонных шунтирующих резисторов и к пер-, 25 вому и второму входам блока коммутации, третий вход которого соединен с корпусом, выход вычислительного блока соединен с блоком регистрации, а выходы блока управления соединены с 30 блоком коммутации и вычислительным блоком (2) .

По командам блока управления блок коммутации поочередно подключает этаJIoHHbN шунтирующий резистор между полюсами сети и землей. Полезным сигналом является величина напряжения между полюсом сети и землей. Это напряжение в соответствии с работой блока коммутации подается на вход вычис-4б лительного блока, в котором производится суммирование сигналов и после преобразований на выходе получается напряжение, пропорциональное величине эквивалентного сопротивления изо- 45 ляции сети.

Это устройство хорошо работает в сетях постоянного тока с относительно небольшими емкостями сети относительно земли (до 100 мкФ) и не позво-50 ляет измерять сопротивление изоляции сети.

В сетях, имеющих емкость более

300 мкФ (например, в мощных судовых электроэнергетических системах), дли-.55 тельность цикла измерения может достигнуть нескольких минут, что нежелательно для динамических сетей, так как за это время их структура может измениться и в итоге результата измерений не будет соответствовать истинному значению параметра.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия в статях постоянного тока с большой емкостью.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения эквивалентных сопротивления изоляции и ем— кости сети постоянного тока, содержащее блок управления, эталонные шунтирующие резисторы, блок коммутации, вычислительный блок и блок регистрации, причем два входных зажима подключены к первым выводам эталонных шунтирующих резисторов и к первому и второму входам блока коммутации, третий вход которого соединен с корпусом, выход вычислительного блока соединен с блоком регистрации, а выходы блока управления соединены с управляющими входами блока коммутации и вычислительного блока, введен блок дифференцирования, причем два выхода блока коммутации через блок дифференцирования соединены с двумя входами вычислительного блока.

При этом вычислительный блок сос-. тоит иэ последовательно соединенных блока деления и вычислит ля, причем два входа блока деления являются входами вычислительного блока, а выход вычислителя — выходом вычислительного блока.

На чертеже приведена блок-схеМа предлагаемого устройства.

Устройство содержит контролируемую сеть 1 постоянного тока, эталон- ные шунтирующие резисторы 2 и 3, блок 4 коммутации, блок 5 дифференцирования, вычислительный б блок, блок 7 регистрации, блок 8 управления, блок 9 деления, вычислитель 10 и ключи 11-14 блока 4 коммутации.

К контролируемой сети 1 подключены первые выводы эталонных ш5 нтирующих резисторов 2 и 3 и входы бло- ° ка 4 коммутации, вторые выводы резисторов 2 и 3 соединены через ключи !1 и 13 блока 4 коммутации с корпусом, выходы блока 4 коммутации через блок 5 дифференцирования, вычислительный блок 6 соединены с блоком 7 регистрации, управляющие выходы блока 8 управления соединены с управля1132256

,-1, (2-41 (2) з кяцими входами блока 4 коммутации и вычислительного блока 6.

Устройство работает следующим образом.

В режиме измерения сопротивления изоляции по сигналу блока.8 управления блок 4 коммутации замыкает кхпочи 11 и 12 (ключи 13 и 14 разомкнуты), при этом между положительным полюсом сети и заземлителем включа тся шунтирующий резистор 2. Напряжение U, падающее на этом резисторе, подается на вход блока 5, который вырабатывает первую и вторую производную от входного сигнала. Далее блок 8 управ- 15 ления выдает сигнал на открывание блока 9 деления, на вход которого по.даются соответствующие выходные сигналы блока 5. Блок 9 деления осуществляет деление поданных на него сигналов. Значение выходного сигнала блока 9 деления представляет собой постоянную врем ни 41 переходного процесса в сети, начавшегося с момента замыкания положительного полюса на землю через резистор 2. Значение выходного сигнала блока 5 записывается в память вычислителя 10. Затем блок 8 управления выдает управляющий сигнал в блок 4 коммутации на замыкание ключей 13 и 14 и размыкание ключей 11 и 12. При этом между отрицательным полюсом сети и заземлителем включается шунтирующий резистор 3.Напряжение U>, падающее на этом резисторе> подается на вход блока 5, 35 который вырабатывает первую и вторую производные от входного сигнала. Затем блок 8 управления выдает сигнал на открывание блока 9 дел ния, на

40 вход которого подаются соответствующие выходные сигналы блока 5. Блок 9 деления осуществляет деление поданных на него сигналов, и значение выходного сигнала блока 9 деления

45 представляет собой постоянную времени 12 переходного процесса в сети, начавшегося с момента замыкания отрицательного полюса на землю через резистор 3. Значение выходного сигна50 ла блока 9 деления записывается в паI мять вычислителя 10.

В вычислительном блоке происходит преобразование сигнала о величинах (< и 1 в соответствии с выражением

2,(< 4 )

2 2 (1) где г1 — сопротивление резистора 2, и на выходе вычислительного блока 6 появляется сигнал о величине сопротивления изоляции.

Аналогичным образом устройство работает и при измерении емкости сети.

При этом поступающая в вычислительный блок 6 информация вычисляется в соответствии. с выражением

Устройство может функционировать как в автоматическом режиме (блок управления непрерывно подает команды на переключение шунтирующих резисторов), так и в реноме периодического . измерения по команде оператора (блок управления выдает команды лишь на одноразовое включение резисторов 2 и 3).

При работе в автоматическом режиме сигнал на выходе вычислительного блока может измениться после каждого цикла измерений, а при работе в режи- ме периодического измерения сигнал на выходе вычислительного блока 6 определяется результатом измерений на одном цикле работы измерительного преобразователя. Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является существенно меньшая длительность цикла измерений, за счет чего обеспечивается возможность получения достоверных данных о величинах сопротивления изоляции и емкости сетей с большой емкостью относительно земли.

Время проведения измерения определяется инерционностью микросхем блока дифференцирования и временем коммутации ключей и не превышает 1,5-2 с,,в то время как при измерении устройством-прототипом длительность цикла составляет десятки секунд.

1132256

Составитель О.Панчерников

Техред А.Кикемезей Корректор М.Максимишинеи

Редактор С.Тимохина

Подписное филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 9787/39 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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