Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей переменного тока

 

Изобретение может быть использовано в измерительной технике при создании устройств для контроля состояния изоляции электрических сетей переменного тока. Цель изобретения - повышение достоверности (точности) измерения-достигается в результате сокращения времени протекания переходных процессов в цепи измерительного сигнала при коммутациях в контролируемой сети. Устройство содержит источник 1 измерительного напряжения постоянного тока, датчик 2 измерительного тока на высокоомном резисторе, блок 3 искусственной нулевой точки, фильтр 4, выходной блок 5, блок 6 ускорения переходного процесса, выполненный в виде конденсатора 7, низкоомного резистора 8 и переключателя 9, а также дифференцирующий блок 10, пороговый элемент 11, вычислитель 14, аналоговый ключ 15, генератор 12 тактовых импульсов и логический элемент И 13. Наилучшие результаты получаются при выборе величин емкости формирующего конденсатора много меньшими величин емкости сети. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 R 27/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4294332/24-21 (2?) 04.08.87 (46) 07 02,90. Бюп. 11р 5 (72) Л.Н. Карпиловский и В.М. Машенков (53) 621 ° 316.925 (088.8) (56) Никифоровский Н.Н., Брунов Я.П,, Татьянченко О,Г, Электропожаробезопасность судовых электрических систем. — Л,: Судостроение, 1978, с, 6869.

Авторское свидетельство СССР

Ф 530269, кл. G 01 Р 27/18, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИРЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение может быть использовано в измерительной технике при создании устройств для контроля состояния изоляции электрических сетей переменного тока. Цель изобретения повышение достоверности (точности) „„SU„, 1541533 А1

2 измерения — достигает ся в реэ уль тате сокращения времени протекания переходных процессов в цепи измерительного сигнала при коммутациях в контролируемой сети, Устройство содержит источник 1 измерительного напряжения постоянного тока, датчик 2 измерительного тока на высокоомном резисторе, блок 3 искусственной нулевой точки, фильтр 4, выходной блок 5, блок 6 ускорения переходного процесса, выпол" ненный в виде конденсатора 7, низкоомного резистора 8 и переключателя 9 а также дифференцирующий блок 10, пороговый элемент 11, вычислитель 14, аналоговый ключ 15, генератор 12 тактовых импульсов и логический элемент

И 13, Наилучшие результаты получаются при выборе величин емкости формируюнего конденсатора много .меньшими величин емкости сети. з.п. ф-лы, 1 ил.

1541533

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины сопротивления изоляции трехфазных и однофазных сетей переменного тока, находящихся под рабочим напряжением и имеющих значительные емкости по отношению

50 к земле.

Целью изобретения является повыше — 10. ние достоверности при одновременном повышении точности и быстродействия измерения за счет сокращения времени протекания переходных процессов в цепи измерительного сигнала после коммутаций в контролируемой сети, На чертеже приведена принципиальная функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 напряжения постоянного тока, датчик

2 измерительного тока, блок 3 искусственной нулевой точки, фильтр 4, выходной блок 5, блок 6 ускорения переходного процесса и входящие и него конденсатор 7, низкоомный резис- 25 тор 8 и двухпозиционный переключатель

9, дифференцирующий блок 10, пороговый элемент 11, генератор 12 тактовых импульсов, логический элемент

И 13, вычислитель 14, аналоговый ключ 30

15 и входные чазимы 16-18.

Первый выход источника 1 напряжения через датчик 2 измерительного тока соединен с входом блока 3 искусственной нулевой точки, три выхода которого соединены с входными зажи мами 16-18 устройства. Одновременно выход датчика 2 измерительного тока через фильтр 4 соединен с входом дифференцирующего блока 10 и с первым входом вычислителя 14, второй вход которого соединен с. входом датчика 2 измерительного тока и первым входом блока 6 ускорения переходного процесса, Выход датчика 2 измеритель- 45 ного тока соединен с вторым входом блока 6 ускорения переходного процесса, третий. вход которого соединен с выходом логического элемента И 13.

Первый вход логического элемента

И 13 через пороговый элемент 11 соединен с выходом дифференцирующего блока 10, а второй вход — с выходом генератора 12 тактовых импульсов.

Выход порогового элемента 11 соединен с вторым входом аналогового ключа 15, 55 первый вход которого соединен с выходом вычислителя 14, а выход — с входом выходного блока 5. Второй выход источника 1 напряжения постоянного тока соединен с корпусом.

Перный вход блока 6 ускорения пе —— реходного процесса соединен с объединенными первыми выводами конденсатора

7 и низкоомного резистора 8. Второй вывод конденсатора 7 соединен с входом переключателя 9, а второй вывод низкоомного резистора 8 — с первым выходом переключателя 9, второй выход которого соединен с выходом блока 6 ускорения переходного процесса.

Второй вход переключателя 9 соединен с третьим входом блока 6 ускорения переходного процесса.

Устройство работает следующим образом.

Устройство подсоединено к контролируемой сети переменного тока через зажимы 16-18. При стационарном установившемся режиме работы сети сигнал на выходе дифференцирующего блока 10 равен нулю, при этом на выходе порогового элемента 11 — логический нуль, что обеспечивает нахождение аналогового ключа 15 в нормальном замкнутом состоянии и отсутствие прохождения тактовых импульсов от генератора 12 через логический элемент

И 13 на третий вход блока 6 ускорения, Указанный режим обеспечивает измерение падения напряжения измерительного сигнала на импедансе изоляции и определение падения напряжения на дат" чике 2 измерительного тока, и благодаря априорно известной величине высокоомного резистора К, представляющего собой датчик 2 измерительного тока, определение н вычислителе величины сопротивления изоляции сети по формуле

III x

R = — R х ц

К1 где Ц „H UII — падения напряжения измерительного сигнала постоянного тока на сопротивлении изоляции сети и датчике

2 измерительного тока;

К вЂ” величина сопротивле2 ния датчика 2 измерительного тока, Эта информация с выхода вычислителя 14 поступает на выходной блок 5.

Определение величины сопротивления изоляции . R х сети по укаэанной формуле оправдано, так как априорно,извест1541533 ная величина сопротивления резисторов B, образующих симметричную звезду в блоке 3 искусственной нулевой точки, много меньше, чем R, тем более, что в погрешность входит величи5

Rg на -- которую при необходимости лег3 ко учесть.

При осуществлении в сети коммутаций, связанных с подключением и отключением фидеров, нагрузок.и так далее, изменяются как величина общего сопротивления изоляции сети, так и емкости сети относительно земли, что ведет к возникновению переходного процесса в цепи измерительного сигнала.

В этом случае на выходе дифференцирующего блока 10 появляется сигнал, >О который приводит к появлению на выхо де порогового элемента 11 сигнала высокого уровня (логической единицы) который поступает как на первый вход логического элемента И 13, обеспечи- 25 вая прохождение через него тактовых импульсов на третий вход блока 6 ускорения переходного процесса, так и на второй вход аналогового ключа 14, вызывая его размыкание, что исключает передачу измерительной информации в,выходной блок 5.

Поступление сигнала на третий вход блока 6 вызывает переключение переключателя 9 таким образом, что вход переключателя 9, к которому подключен конденсатор 7, перебрасывается от первого выхода переключателя 9, к которому подсоединен резистор 8, к 4р второму выходу переключателя 9, который соединен с выходом блока 6. Таким образом, конденсатор 7 оказывается подключенным параллельно датчику

2 измерительного тока, создавая таким образом низкоимпедансный канал перезаряда емкости сети измерительным сигналом. Однако, так как одновременно с емкостью сети С„ одновременно заряжается и конденсатор 7, то перио- 5р дически в паузах между тактовыми импульсами генератора 12 конденсатор 7 отключается одним выводом от датчика

2 измерительного тока и возвращается с помощью переключателя 9 в исход- 55 ное положение, где ускоренно .разряжается через низкоомный резистор 8, после чего «при очередном тактовом импульсе генератора 12 снова подключается параллелы-,о к датчику 2 измерительного тока.

Указанный процесс происходит до тех пор, пока не произойдет необходимый лерезаряд емкостей сети измери тельным сигналом, что фиксируется с помощью дифференцирующего блока 10, Сигнал на его выходе после завершения указанного перезаряда обращается в нуль, на выходе порогового элемента

11 появляется логический нуль, что одновременно исключает возможность прохождения тактовых импульсов через логический элемент И 13 на третий вход блока 6 ускорения и обеспечивает замыкания аналогового ключа 15, Таким образом, на выходной блок 5 начинает снова поступать достоверная информация о величине сопротивления изоляции сети, причем значительно раньше, чем в известном устройстве °

Устройство позволяет сократить время перезаряда емкостей контролируемой сети переменного тока измерительным сигналом после коммутаций в контролируемой сети. В результате завершения процесса перезаряда емкостей сети они перестают шунтировать сопроч тивления изоляции сети, что обеспечивает более точное измерение сопротивления изоляции. Резкое сокращение времени переходного процесса в измерительной цепи сокращает временную зону недостоверности измерения сопротивления изоляции и время, в течение которого измерение достоверно, обладает более высокой точностью и быстродействием в указанный отрезок времени. При контроле однофазных сетей переменного тока подключение к сети проводится только через два входных зажима из трех (16 и 17 или 17 и 18, или 16 и 18).

Формула из обретения

1, устройство для измерения соп-. ротивления изоляции электрических сетей переменного тока, содержащее источник измерительного напряжения постоянного тока, датчик измерительного тока и блок искусственной нулевой точки, соединенные последовательно, фильтр и выходной блок, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения лостоверности при одновременном повьппении точности и быстродействия измерения, в него введены блок ускорения переходного процесса „

1541533

Составитель Д. Чучелов

Редактор И. 1Цулла Техред N.Дидык Корректор С, Черни

Заказ 277 Тираж 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 дифференцирующий блок, пороговый элемент, логический элемент И, генератор тактовых импульсов, вычислитель и аналоговый ключ причем выход датЭ

5 чика измерительного тока через фильтр соединен с входом дифференцирующего блока и с первым входом вычислителя, второй вход которого соединен соответсть нно с входом датчика измерительного тока и одновременно с первым входом блока ускорения переходного процесса, второй вход которого соединен с выходом датчика измерительного тока, а третий вход — с выходом логического элемента И„ к первому входу которого через пороговый элемент подсоединен выход дифференцирующего блока, второй вход аналогового ключа непосредственно соединен с выходом 20 дифференцирующего блока, второй вход логического элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, 8 выход вычислителя через аналоговый ключ соединен с входом выходного блока, второй выход источника измерительного напряжения соединен с общей шиной.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок ускорения переходного процесса содержит конденсатор, переключатель и низкоомный резистор, один вывод которого соединен с первым выходом переключателя, другой вывод низкоомного резистора соединен с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с ïåðвым входом переключателя, второй выход переключателя соединен с первой выходной клеммой блока ускорения, первый выход конденсатора соединен с второй выходной клеммой блока ускорения, управляемый вход переключателя соединен с входной клеммой блока ускорения,