Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока

 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для непрерывного контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока b изолированной нейтралью. Цель изобретения - повьвпение безопасности эксплуатации при повышении достоверности контроля. Устройство содержит источник 1 оперативного напряжения , резисторы 2 и 3, пороговый элемент 4, линию 5 задержки, элемент 7 И, блок 8 сигнализации. Для достижения поставленной цели в устройство введены блок 9 измерения амплитуды импульса, коммутатор 10, дифференцирующий блок II, запоминающий блок 12, генератор 6 с управляемой длительностью импульса, вычислительный блок 13, образованы новые функциональные связи . Устройство позволяет повысить точность контроля сопротивления изоляции . 2. ил. (Л

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (19) Of) (gg g G 01 R 31/02, 27/)8

ОГНИ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3839493/24-21 (22) 07.01.85 (46) 28.02.87. Бюл. If 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) А.Л. Лысенко и В.К. Потапкин (53) 621.317.333(088.8) (56) Самойлов В.Г. Автоматизация судовых электроустановок. Л.: Судостроение, 1972, с. 159-162.

Авторское свидетельство СССР

lf 672579, кл. G 01 R 27/18, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для непрерывного контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока с изолированной нейтрапыо.

Цель изобретения — повьнпенне безопасности эксплуатации при повьипенин достоверности контроля. Устройство содержит источник 1 оперативного напряжения, резисторы 2 и 3, пороговый элемент 4, линию 5 задержки, элемент

7 И, блок 8 сигнализации. Для достижения поставленной цели в устройство введены блок 9 измерения амплитуды импульса, коммутатор 10, днфференцирующий блок II, запоминающий блок 12, генератор 6 с управляемой длительностью импульса, вычислительный блок 13, образованы новые функциональные свя- а зи . Устройство позволяет повысить точность контроля сопротивления изоляции. 2 ил.

5 12936

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для непрерывного контроля сопротивления-изоляции. сетей переменного тока с изолированной нейтралью, например, 5 судовых сетей.

Цель изобретения - повьппение безопасности эксплуатации за счет повышения достоверности контроля coIIpo» тивления изоляции.

На фиг. l изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2— временные диаграммы поясняющие его работу.

Устройство содержит источник 1 оперативного напряжения, соединенный последовательно с первым и вторым резисторами 2 и 3, второй выход источника 1 оперативного напряжения соединен с корпусом, а второй вывод второго резистора 3 соединен с фазой контролируемой сети, пороговый элемент 4, входы которого подключены к выводам второго резистора 3, а выход порогового элемента 4 соединен с входом линии 5 задержки, запускающим входом генератора 6 с управляе-, мой длительностью импульса и первым входом, элемента 7 И, второй вход которого соединен с выходом генератора

6 с управляемой длительностью им пульса, а выход - с входом блока 8 сигнализации, блок 9 измерения амплитуды импульса, последовательно соединенные коммутатор 10, дифферен цирующий блок 11 и запоминающий блок

)2, причем входы коммутатора 10, ..блока 9 измерения амплитуды импульса соединены а входами порогового элемента 4, а выход блока 9 и .выход запоминающего блока 12 подключены к первому и второму входам вычислительного блока 13, выход которого соеди.нен с управляющим входом генератора б с управляемой длительностью импульса, а выход последнего — с входами .управления блока 9 измерения амплитуды импульса, дифференцирующего блока

ll и запоминающего блока 12; вход управления коммутатором 10 соединен с выходом линии 5 задержки. На фиг,l также показано контролируемое сопро тивление 14-изоляции сети.

Устройство работает следующим образом, 55

Напряжение на входе порогового элемента 4 зависит от величины и направления тока, протекающего через

2 резисторы 2 и 3. Этот ток содержит две составляющие: активную, зависящую от текущего значения эквивалентного сопротивления 14 изоляции, от величи- ны сопротивления резисторов 2 и 3 и напряжения. источника 1, а также емко= стную, обусловленную током заряда (или разряда) эквивалентной емкости изоляции. Очевидно, что информативной является первая составляющая тока.

Подключение к сети потребителя с большими емкостями фаз относительно корпуса вызывает резкое возрастание емкостной со тавляющей тока через резисторы 2 и 3. Из-за этого на них увеличивается падение напряжения но сравнению с установившимся значением (Uy) на входе устройства, если направление тока перезаряда емкостей изоляции совпадает с направлением активной составляющей тока, или уменьшается (в противном случае).

Для доститения более высокой достоверности контроля необходимо, чтобы время, в течение которого запрещается работа блока сигнализации 8, зависело от параметров переходных процессов.

В общем случае напряжение íà входе устройства (на резисторе 3) U>„(t) описывается выражением

V,„(t)=U„+(U„+u -U,)e """", ()

rpe U,U,< — - соответственно начальное и конечное значение

U „(4) во время переходного процесса; л оnl - максимальная постоянная времени полного сопротивления изоляции (ь =R„

-c„„);

U — амплитуда скачка напряжения из-за коммутации.

Первая производная этого сигнала о в»() рав"а () (+U ок) - "н (2) е»

Если G>»(t) 0, то переходный процесс имеет форму, показанную на фиг. 2а. Очевидно, что для этого случая нельзя вносить существующую за-.. держку в срабатывание блока. сигнализации 8.

Если Бв» (t)c0 то U» ìoæåò быть

U»5U<> (фиг. 2б), или U„

1293671 — повышенное сопротивление изоляк ции и Т„ . Поэтому при V, „„(t)co необходимо, чтобы длительность вырабатываемого генератором 6 импульса была пропорциональна U и ь „ где а — коэффициент размерности, с/в;

t — минимальная длительность имо мин пульса;

U — выходное напряжение вычисли13 тельного блока 13.

В свою очередь исходя из изложенного, U < равно

11 119 1012 > при U s„(t )(О

О, при Uâõ(t) 0, (4) где U — выходное напряжение блока 9

9 измерения амплитуды импульса, пропорциональное У вЂ” выходное напряжение запоми г нающего блока 12, пропор-! циональное значению U „(t).

Пример 1. Согласно фиг. 2б

U

Последний подключает входы дифференцирующего блока 11 к входам порогового элемента 4, в результате чего на выходе блока ll формируется напряжение, соответствующее U „(t), и происходит запоминание этого напряжения в запоминающем блоке 12, Если, f

U „{t) 0, то вычислительный блок 13 вырабатывает напряжение отличное от

0 для управления длительностью импульса, вырабатываемого генератором

6 ° Поскольку рассматриваемая ситуация соответствует случаю когда R „ а

«В,, а следовательно, ь„. < c „ щ,„„г, то вырабатываемый генератором 6 инверсный импульс, запирающий элемент 7 И имеет длительность t t (максимальная длительность импульса), что означает повышение точности контроля, так как информация о снижении сопротивления изоляции поступает на время (время задержки) to„ =to a„c»

-1 раньше по сравнению с прототипом, позволяя принять своевременные меры по предотвращению нежелательных в энергосистеме явлений.

Простейшая оценка показывает, что ton 0,91д „„„„ (при условии, что

R» IR„ -,. =1О),, или в абсолютных цифрах t 90 C (при о„ „ =100 с).

Пример 2. При У„сП (Фиг.2г) ,происходит срабатывание порогового элемента 4 в течение времени t< -t

2 (фиг. 2д). Это не вызывает ложного срабатывания блока 8 сигнализации, так как длительность импульса блокирования 1 зависит от величины U и

Измерение этих параметров пере"и3 ходного процесса соответствующими блоками, как описано выше, позволяет после генерации вычислительным блоком 13 значения управляющего напряжения U,> в соответствии с выражением (4) выработать генератору 6 импульс необходимый длительности для исключения ложной сигнализации, (фиг. 2е). Поскольку ситуация когда

= в „ возникает достатбчно редко, то среднее время блокирования будет опять меньше по сравнению с прототипом. Последнее приводит к повышению точности контроля и для второго рассматриваемого случая.

Пример 3. Рассматривается

30 случай плавного снижения Вдв (Uв (т ) ) . (фиг, 2ж), вызванного, например, повышением температуры и (или) влажности. д ниже батывает пороговый элемент 4 и другие блоки устройства, как описано в примере 1. Но так как скачкообразного изменения U

Время блокирования С =В дщн (фиг.2з) элемента 7 И и блока 8 сигнализации для данного случая меньше (а, следовательно, точность контроля выше) по сравнению с прототипом на 2 и более порядка, так как должно быть

=0,5-3 с, как показывают проведенные эксперименты.

Пример 4. В этом случае U o О (так как U „(t) 0) и согласно (4)

50 П„ =О (фиг. 2и). Поэтому,как и в примере 3, время блокирования 1в=1,„„,„

Таким образом, в рассмотренных примерах показано, что устройство позволяет повысить точность контроля сопротивления изоляции. При этом наибольшее повышение точности контроля достигается при использовании данного устройства в наиболее ответ Ь 40

Цн

Нс

u, (U

1> t g

ЖИ

Составитель Б. Тогунов

Редактор В. Ковтун Техред А.Кравчук Корректор ", Черни

Заказ 382/50 Тираж 731 Подписное

BHHKIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-IIo JIHI р афнч еское I>pP gflp HH i>+ г . Уж го 1>од, ул . 11pc> e!: тн а я, 5 12936 ственных случаях, когда Rщ действительно падает ниже установочного значения ут и вероятность возникновенияення аварийньгх ситуаций велика.

Формула и з о б р е т е н и я 5

Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока, содержащее последовательно соединенные источник опе- 10 ративного напряжения, первый и второй резисторы, включенные между корпусом и фазой контролируемой сети, пороговый элемент входы которого подключены к второму резистору, а выход — к вхо- 15 ду линии задержки, .элемент И, выход которого соединен с входом блока сигнализации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения безопасности эксплуатации за счет повышения 20 достоверности контроля сопротивления изоляции, в него введены блок измерения амплитуды импульса, коммутатор, 71 б дифференцирующий блок, запоминающий блок, вычислительный блок и генератор с управляемой длительностью импульса, запускающий вход которого соединен с выходом порогового элемента и первым входом элемента И, управляющий вход — с выходом вычислительного блока, а выход — с вторым входом элемента И и входами управления блока измерения амплитуды импульса, запоминающего блока и дифференцирующего блока, верный и второй входы которого соединены с соответствующими выходами коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом линии задержки, первый и второй входы коммутатора соецинены с соответствующими входами порогового элемента и блока измерения амплитуды импульса, вьгход которого соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход которого через запоминающий блок соединен с выходом дифференцирующего блока.