Устройство для контроля электрической прочности изоляции электротехнических изделий

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля электрической прочности изоляции электротехнических изделий. Цель - расширение области использования и упрощение устройства за счет возможности контроля изоляции высоковольтных изделий и сокращения числа элементов. Введение в устройство трансформаторов 8, 9 напряжения, дросселя 10, конденсатора 12, управляемого реактора, состоящего из дросселя 11 и коммутатора 13 и выполняющего роль индуктивно-емкостного регулятора напряжения, выпрямителя 14, блока 15 фазового управления, формирователя 16 управляющего сигнала, компаратора 17, источника 18 опорного напряжения и соответствующих связей позволило отказаться от усилителя мощности и компенсационного трансформатора, за счет чего удалось повысить верхний предел испытательного напряжения и расширить область применения благодаря возможности испытывать изоляцию высоковольтных изделий. Упрощение устройства достигнуто за счет сокращения числа элементов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (l() А1 (50 4 С 01 R 31/14

Г н,:- .",.;ЯЗЯМ

; «„„ЕЛИМ

OllHCAHHE ИЗОбРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4309015/29-21 (2 2) 25. 09.87 (46) 30.11.89. Бюл. М 44 (71) Всесоюзный проектно-конструкторский и технологический институт светотехнической промышленности (72) Р.Г. Денисюк, В.А. Матвиевский и В.А. Кулинич (53) 621.317.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 980024, кл. С 01 R 31/14, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 1366975, кл. G 01 R 31/14, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРО.

ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ.(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля электричес кой прочности и золя ции электротехнических изделий. Цель - расширение области использования и упроще2 ние устройства за счет возможности контроля изоляции высоковольтных иэделий и сокращения числа элементов.

Введение в устройство трансформаторов 8 и 9 напряжения, дросселя 10, конденсатора 12, управляемого реактора, состоящего из дросселя 11 и коммутатора 13 и выполняющего роль индукти вно-емкостного регулятора напряжения, выпрямителя 14, блока 15 фазового управления, формирователя 16 упра вля ющего си гнала, компарат ора 17, источника 18 опорного напряжения и соот ветс т вующих с вя зей позволило отказаться от усилителя мощности и компенсационного трансформатора, за счет чего удалось повысить верхний предел испытательного напряжения и расширить область применения благодаря возможности испытывать изоляцию высоковольтных изделий. Упрощение устройства достигнуто эа счет сокращения чь,сла элементов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1525634

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля электрической прочности изоляции электротех5, нических изделий.

Цель изобретения - расширение области применения и упрощение устрой1 ства за счет возможности контроля изоляции высоковольтных изделий и со- 10 кращения числа элементов.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока фазового управления, на фиг. 3 - схема формирователя управl ля ющего сигнала на. Фи г. 4 - пример реализа ции блока. фазового управления.

Устройство (фиг.1) содержит блок

1 управления, блок 2 регистрации брака, ключ 3, RS-триггер 4, реле 5 времени, силовой трансформатор 6, объект

7 контроля, трансформаторы 8 и 9 напряжения, дроссели 10 и 11, конденсатор 12 коммутатор 13 выпрямитель l4 блок 15 фазового управления, 25

Формирователь 16 управляющего сигнала, компаратор 17 и источник 18 опорного напряжения (ИОН), причем первый вывод первичной обмотки транс форматора 8 напряжения соединен с ЗО первой сетевой клеммой, первыми выводами конденсатора 12 и первичной обмотки силового трансформатора 6 и через коммутатор 13 с первым выводом дросселя 1 1, BTGpoM соединен с вторыми выводами первичной обмотки силового тра нсформа тора 6 и конденсатора 12 и через второй дроссель 10 — с вторым выводом первичной обмотки трансформатора 8 напряжения 4О и второй сетевой клеммой, первый вывод вторичной обмотки силового трансформатора 6 соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора

9 напряжения и через последовательно соединенные ключ 3 и блок 2 регистрации брака - с первым выводом объекта

7 контроля, второй вывод которого соединен с вторыми выводами первичной обмотки трансформатора 9 напря.жения и вторичной обмотки силового трансформатора 6, выход блока 2 регистрации брака соединен с входом блока

1 управления, первый выход которого соединен со входом R RS-триггера 4 и вторым .входом Формирователя 16 уп55 равляющего сигнала, второй выход блока 1 управления соединен с.управляющим входом ключа 3, а третий выходс входом объекта 7 управления, выход трансформатора 9 напряжения через . выпрямитель 14 подключен к первым входам блока 15 фазового управления и компаратора 17, второй вход которого соединен с выходом ИОН 18, а выход - с входом S RS-триггера 4, выход которого через реле 5 времени под ключ ен к пер вому входу формирователя 16 управляющего сигнала, выход которого соединен с вторым входом блока 15 фазового управления, третий вход которого подключен к выходу первого трансформатора 8 напряжения, а выход блока .15 Фазового управления соединен с управляющим входом коммутатора 13.

Блок 15фазового управления (фиг.2) содержит последовательно соединенные выпрямитель 19, формирователь 20 пилообразного напряжения, компаратор

21 и усилитель 22 и блок 23 сравыения, причем вход выпрямителя 19 соединен с третьим входом блока 15 фазового управления, второй вход компаратора 21 соединен с выходом блока

23 сравнения, выход усилителя 22 подключен к выходу блока 15 фазового упра вл ения, пер вый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока 23 сравнения.

Формирователь 16 управляющего сигнала (фиг.4) содержит инвертор 24, элементы И 25, И-HE 26, ключи 27 и

28, потенциометр 29, резисторы 30-32 и конденсатор 33, причем первый вход формирователя 16 управляющего сиr нала через инвертор 24 соединен с первыми входами элементов И 25 и И-НЕ 26, вторые входы которых подключены к второму входу фор мир сват еля 16 упра вляющего сигнала, выход элемента И 25 соединен с управляющим входом ключа

27, первый вывод потенциометра 29 подключен к плюсовой шине источника питания, второй вывод - к общей шине, выход потенциометра 29 соединен с первым выводом резистора 32 и через последовательно соединенные ключ 27 и резистор 30 подключен к второму выводу резистора 32, выходу Формирователя 16 управляющего сигнала, первым выводам конденсатора 33 и резистора 31, второй вывод последнего через ключ 28 соединен с общей шиной, управляющий вход ключа 28 соединен с выходом элемента И-НЕ 26, а второй

34 6 тор I3 может быть реализован на встречно-параллельно включенных силовых оптронных тиристорах, например

Т02-40 ТУ16-729.040-76, соединенные последовател ьно, управляющие входы которых включены между отрицательной шиной источника питания и выходом блока 15 фазового управления. Для реализации более мощных устройств в качестве коммутатора 13 могут быть применены серийно выпускаемые тиристорные контакторы, например КТ-12УХЛ4ТУ16-648.005-84.

Блок 15 фазового управления работает следующим образом.

Напряжение переменного тока с тран. сформатора 8 напряжения подается на третий вход блока 15 Фазового управления и после выпрямления поступает на формирователь 20 пилообразного напряжения. Синхронизированные сетью пилообразные импульсы подаются на один из входов компаратора 21, на вто" рой вхбд которого приходит аналоговый сигнал с выхода блока 23 сравнения.

Последний представляет собой интегратор, управляемый опорным напряжением, поступающим на неинвертирующий вход

ОУ 47 с второго входа блока 15 Фазового управления. Пульсирующее напряжение обратной связи с выпрямителя

14 поступает на первый вход блока

15 фа,зового управления и далее на инвертирующий вход ОУ 47.

При увеличении напряжения на первом входе блока 15 Фазового управления на выходе блока 23 сравнения напряжение уменьшается, что приводит к увеличению фазы - угла между окончанием полупериода синхрониэирующего напряжения и моментом включения транзистора 43 и наоборот, при снижении напряжения на первом входе блока 15 фаза включения транзистора уменьшается.. При увеличении напряжения на втором входе блока 15 фазового управления на выходе блока 23 сравнения напряжение также увеличивается, что приводит к уменьшению фазы включения транзистора 43, а при снижении напряжения на втором входе блока 15 фаза включения тра нзис тора увеличи ва ется.

Работа формирователя 16 управляющего сигнала заключается в следую.щем. При наличии на первом и втором входах формирователя 16 уровней "0" ключ 28 открыт, а ключ 27 закрыт.

15256 вывод конденсатора 33 подключен к общей шине.

Блок 15 фазового управления предназначен для формирования импульсов управления коммутатором 13, фаза которых изменяется в зависимости от, соотношения значений напряжения на первом и втором входах блока.

На фиг. 3 приведен пример реали- 10 зации блока 15 фазового управления. фор мир ова т ел ь 20 пил ообра зн ого напряжения построен на транзисторах

34 и 35, например, КТ 315Г, резисторах 36-39, например ИЛТ-0,25, диоде

40, например Kfl 503A, и конденсаторе

41, например МБИ.

Компаратар 21 может быть построен на операционном усилителе (ОУ) 42, нагрузкой которого является вход уси- 20 лителя 22, построенного на транзисторе 43, например КТ 814Б. В состав усилителя 22 входят также резисторы

44, например МЛТ-0,25 и 45, например МЛТ-2, и диод 46, например КД 25

503А.

Блок 23 сравнения построен на ОУ

47, инвертирующий вход которого через резистор 48, например ИЛТ-0,25, подключен к первому входу блока 23 ЗО сравнения, неинвертирующий вход ОУ, 47 соединен с вторым входом блока 23 сравнения, а между выходом ОУ 47 и его инвертирующим входом включен конденсатор 49, например ИБМ. В качестве

ОУ 42 и 47 могут быть использованы

35 микросхемы К140 УЛ7бКО.348.294 ТУ.

Формирователь 16 управляющего сигнала предназначен для плавного увеличения и уменьшения напряжения на его выходе путем заряда и разряда конден" сатора 33, а также поддержания заданного значения выходного напряжения на протяжении требуемого интервала времени в зависимости от сочетания сигналов на его входах. В качестве инвертора 24 и элементов И 25 и И-НЕ 26 могут быть использованы микросхемы серии К155, ключей 27 и 28 - микросхемы 564 КТЗБКО. 347 064. ТУ. потен 50 циометра 29 - резистор СП5-1ВАОЖ0468.

505 ТУ.

Коммутатор 13 предназначен для

- включения дросселя 11 при подаче на управляющий вход коммутатора 13 сигнала с выхода блока 15 фазового управ55 ления и его отключения в момент перехода через "О" синусоиды тока, протекающего через дроссель 11. Коммута1525634

При этом конденсатор 33 заряжен до, начального напряжения, значение кото, рого определяется соотношением рези сторов 32 и 31, а также потенциометром 29. В момент поступления на второй вход Формирователя 16 сйгнала с уровнем 1" ключ 28 закрывается, а ключ Zj открывается и происходит заряд конденсатора 33 через резистор

30 до значения напряжения, установленного на входе "Х" ключа Zj. Далее, при подаче на первый вход формирователя 16 сигнала с уровнем "1" ключ

27 закрывается, а ключ 28 открывается и конденсатор 33 разряжается через рсзистор 31. Постоянная времени раз/ ряда и заряда конденсатора определяется значением сопротивления резисторой 3 1 и 30, соответственно.

Устройство работает следующим обра зом ..

В исходном состоянии ключ 3 разом" кнут, на первом выходе блока 1 управления установлен уровень "0". При 25 этом на первые входы блока 15 Фазового управления и компаратора 17 пода ется пульсирующее напряжение обратной связи, амплитуда которого меньше опор. ного напряжения на втором входе компа.ЗО

I ра тора 1 7. На выходе уста новлен с и г" нал "1", а на выходах RS-триггера . 4 и реле 5 времени в исходном состоянии - сигнал "0". . На выходе формирователя 16 упра вляющего сигнала установлено значение напряжения, при котором фаза включения коммутатора 13 обеспечи; вает максимально допустимое для данl ного изделия начальное испытательное напряжение. В момент выдачи блоком

1 управления команды на испытание замыкается ключ 3 и начальное испытательное напряжение через блок 2 регистрации брака поступает на объект

7 контроля . Одновременно с этим с первого выхода блока 1 управления приходит сигнал "1" на вход К RSтриггера 4 и на второй вход Форми" рователя 16 управляющего сигнала, напряжение на выходе которого начинает пла вно увеличи ват ься, уменьшая через блок 15 фазового управления фазу включения коммутатора 13. Значение тока через дроссель 11 уменьшается, что приводит к пла вному нарастанию испытательного напряжения на объект

7 контроля и, с оот ветст венно, выпря мленного напряжения на первых входах компаратора 17 и блока 15 Фазового управления. Испытательное напряжение нарастает до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 33 не достигнет значения, которое установлено на входе "Х" ключа 27.

Нарастание испытательного напряжения обусловлено стабилизирующим действием блока 23 сравнения, на первый вход которого приходит сигнал обратной связи, а изменение напряжения на его втором входе служит изменением задания на выходное стабилизированное напряжение.

Опорное напряжение на втором входе компаратора 17 устанавливается ИОН 18 такой величины, чтобы при подходе испытательного напряжения к номинально" му значению на выходе компаратора 17 появились импульсы с уровнем "0", уста на вли ва ющи е на выходе RS-триггера

4 состояние "1", запускающей реле 5 времени. При этом после выдержки времени, устанавливаемой с помощью реле

5 времени, на втором входе формирователя 16 управляющего сигнала появляется уровень "1", Начинается разряд конденсатора 33 и, соответственно, увеличивается фаза включения коммутатора 13 и значение тока через дроссель 11, что приводит к плавному снижению испытательного напряжения, Номинальное значение испытательного напряжения устанавливается с помощью потенциометра 29 формирователя 16 управляющего сигнала.

Таким образом, введение в устройство дросселя 10, конденсатора 12 и управляемого реактора, состоящего из дросселя 11 и коммутатора 13, выполня ющих рол ь и ндукт и в но-ем кост ного регулятора напряжения, вместо выполняющего ту же функцию усилителя мощ" ности и компенсационного трансформатора (в устройстве-прототипе), позволяет расширить область применения предлагаемого устройства за счет возможности использовать его при испытании и золя ции высоковол ьтных элект рических изделий. Сокращение числа блоков в схеме устройства упрощает его конструкцию и повышает надежность„

При этом обеспечиваются плавный подъем и с ниже ни е, а та кже стабилизация испытательного напряжения.

Формула изобретения

1. Устройст во для контроля элек" трической прочности изоляции электро152563 технических иэделий, содержащее блок управления, блок регистрации брака, ключ, RS-триггер, реле времени, две сетевые клеммы и силовой трансформатор, первый вывод первичной обмотки

5 которого соединен с первой сетевой клеммой, первый вывод его вторичной обмотки через последовательно соеди, ненные ключ и блок регистрации брака "10 с первым выводом объекта контроля, первый, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с входом R RS-триггера, с управляющим входом ключа и с входом объекта контроля, вход блока управления соединен с вторым выходом блока регистрации брака, а выход RS-триггера - с входом реле времени, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире- 20 ния области применения и упрощения устройства, в него введены первый и второй трансформаторы напряжения,первый и второй дроссели, конденсатор, коммутатор, выпрямитель, блок фазо- 2 вого управления, формирователь управляющего сигнала,. компаратор и источник опорного напряжения, причем первый вывод первичной обмотки первого трансформатора напряжения соединен с первой сетевой клеммой, пер" вым выводом конденсатора и через коммутатор - с первым выводом первого дросселя, второй вывод которого соединен с вторыми выводами первичной

I 35 обмотки силового трансформатора и конденсатора и через второй дроссель - с второй сетевой клеммой и вторым выводом первичной обмотки первого трансформатораа напряжения, выводы втори ч- 40 ной обмотки силового трансформатора подключены к выводам первичной обмотки второго трансформатора напряжения, выход которого через выпрямит ел ь подключен к первым входам блока фазо4 вого управления и компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выходс входом S RS-триггера, выход реле

Времени под ключ ен к пер вому Входу фор >0 мирователя управляющего сигнала,второй вход которого соединен с первым выходом блока упра вления, а выход

4 10 с вторым входом блока фа зового упра в- . ления, третий вход которого подключен к выходу первого трансформатора напряжения, а выход блока фазового управления соединен с управляющим входом коммутатора, второй вывод вторичной обмотки силового трансформатора соединен с вторым выводом объекта контроля.

2. Устройство по и. 1, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что блок фазового управления содержит последовательно соединенные выпрямитель, формирователь пилообразного напряжения,компаратор и .усилитель и блок сравнения, причем вход выпрямителя соединен с третьим входом блока фазового управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом компаратора, и выход усилителя соединен с выходом блока фазового управ" ления .

Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что формирователь упра вляющего сигнала содержит инвертор, элементы И, И-НЕ, первый и второй ключи, потенциометр, три резисто" ра и конденсатор, причем первый вход формирователя управляющего сигнала через инвертор соединен с первыми входами элементов И и И-НЕ, вторые входы которых подключены к второму входу формирователя управляющего си гнала, выход элемента И соединен с управляющим входом первого ключа, первый вывод потенциометра подключен к источнику питания, второй - к общей шине, а выход потенциометра соединен с первым выводом первого резистора и через последовательно соединенные первый ключ и второй резистор подключен к второму выводу первого резистора, выходу формирователя управляющего сигнала и первым выводам конденсатора и третьего резистора, второй вывод которого через второй ключ соединен с общей шиной и вторым выводом конденсатора, управляющий вход второго ключа соединен с выходом элемента И-НЕ.

1525634

4 иг 3

Составитель В. Быков

Редактор Т.. Парфенова Техред А.Кравчук Корректор С.Иекмар

Заказ 7220/41 Тираж 714 Подписное

6НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина,101

1 1