Устройство оперативного контроля сопротивления изоляции цепи постоянного тока

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля сопротивления изоляции цепей постоянного тока, находящихся под напряжением. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет исключения влияния на его результат колебаний рабочего напряжения цепи и повышение достоверности контроля за счет выявления симметричных отказов по сопротивлению изоляции каждого из двух проводов цепи. Устройство для контроля цепи постоянного тока, включающей провода 1, 2, нагрузку 3 с сопротивлениями изоляции проводов 1, 2 относительно земли в виде резисторов 4 и 5 соответственно, содержит зажимы 6,7, резисторы 8-11, кнопку 12 с замыкающим 13.1 и размыкающим 13.2 контактами, нормирующий преобразователь 14, сумматор 18, элементы 19, 20 сравнения, индикаторы 21-24. За счет введения резистора 11, кнопки 12, нормирующего преобразователя 14, элемента 15 памяти, сумматора 18, индикаторов 22.23, 24 устройство обеспечивает независимость результатов контроля до уровня напряжения в контролируемой цепи и надежную регистрацию повреждения изоляции каждого из двух проводов 1, 2 в отдельности и двух проводов 1, 2 вместе, что повышает точность и достоверность результата контроля. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 R 31/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4622149/24-21 (22) 20.12.88 (46) 07.10.90. Бюл. № 37 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) А. И. Хоменко и Г. Г. Рябцев (53) 621.317 (088.8.) (56) Авторское свидетельство СССР № 173315, кл. G Ol R 31/02, 1963.

Авторское свидетельство СССР № 951194, кл. G 01 R 31/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ОПЕРАТИВНОГО

КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля сопротивления изоляции цепей постоянного тока, находящихся под напряжением. Цель изобретения — повышение точности контроля за счет исключения влияния на его результат колебаний рабочего напряжения цепи и по„„SU„„1597793 A 1

2 вышение достоверности контроля за счет выявления симметричных отказов по сопротивлению изоляции каждого из двух проводов цепи. Устройство для контроля цепи постоянного тока, включающей провода 1, 2, нагрузку 3 с сопротивлениями изоляции проводов I, 2 относительно земли в виде резисторов 4 и 5 соответственно, содержит зажимы 6, 7, резисторы 8 — 11, кнопку 12 с замыкающим 13.1 и размыкающим 13.2 контактами, нормирующий преобразователь

l4, сумматор 18, элементы !9, 20 сравнения, индикаторы 21 — 24. 3а счет введения резистора 11, кнопки 12, нормирующего преобразователя 14, элемента 15 памяти, сумматора 18, индикаторов 22, 23, 24 устройство обеспечивает независимость результатов контроля от уровня напряжения в контролируемой цепи и надежную регистрацию повреждения изоляции каждого из двух проводов 1, 2 в отдельности и двух проводов

I, 2 вместе, что повышает точность и достоверность результата контроля. 1 ил.

1597793

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля сопротивления изоляции цепей постоянного тока, находящихся под рабочим напряжением.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет исключения влияния на его результат колебаний рабочего напряжения сети и повышение достоверности контроля за счет выявления суммарных отказов по сопротивлениям изоляции каждого из двух проводов цепи.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство для контроля цепи постоянного тока напряжением U1,,2,, включающей первый 1 и второй 2 провода, нагрузку

3 и имеющей сопротивления изоляции первого 1 и второго 2 проводов от нос ител ьно земли, показанные в виде резисторов 4 (К4) и 5 (К5) соответственно, содержит первый 6 и второй 7 зажимы, первый 8, второй 9, четвертый 10 и третий 11 резисторы, кнопку 12 с замыкающим 13.1 и размыкающим 13.2 контактами, нормирующий преобразователь 14, элемент 15 памяти на диоде

16 и конденсаторе 17, сумматор 18, второй

19 и первый 20 элементы сравнения, перв ый 21, второй 22, третий 23 и че!1вертый 24 индикаторы.

Первый 19 и второй 20 элементы сравнения соединены первыми входами между собой. Первый зажим 6 для подключения контролируемой цепи соединен непосредственно с первым входом нормирующего преобразователя !4, а через замыкающий контакт 13.1 кнопки 12 — с первым выводом сумматора 18, с вторым входом первого элемента 20 сравнения непосредственно, а через второй резистор 9 с шиной земли, с первым входом элемента 15 памяти и с первым выводом третьего резистора 11, соединенного вторым выводом с вторым входом элемента 15 памяти непосредственно, а через последовательно соединенные четвертый резистор 0 и размыкающий конгакт 13.2 кнопки 12 — с вторым зажимом

7 для подключения контролируемой цепи и с вторым входом нормирующего преобразователя 14, соединенного выходом с вторым входом сумматора 18, соединенного третьим входом с выходом элемента 15 памяти и с вторым входом второго элемента 19 сравнения, выходом — с первым входом второго элемента 19 сравнения. Первый 21 и второй

22 индикаторы соединены первыми вывода. ми с шиной земли и с первыми выводами третьего 23 и четвертого 24 индикаторов, а вторыми выводами с соответствующими выходами второго элемента 19 сравнения, третий 23 и четвертый 24 индикаторы соединены выводами с соответствующими выходами первого элемента 20 сравнения, Устройство работает следующим образом.

Работа устройства основана на использовании аналитических соотношений, получаемых из рассмотрения цепей протекания тока от источника напряжением U1,2 в двух случаях. В первом случае, когда разомкнут контакт 13.1 и замкнут контакт 13.2, ток утечки протекает от минуса источника U1,2 через резистор 4 на землю и далее через параллельную цепь из резистора 5 и последовательно соединенные между собой резисторы 10 и 11 к плюсу источника U12.

Для указанного контура протекания тока может быть составлено уравнение

К э4

1- 10>11 — 1-!1 2 R +К 7

15 где Ulo, 11 — напряжение на замкнутом контакте 13.2 относительно земли

R5 RI0å1I.

8" — Г+9 — „,„

Rlo,11 = R1o+R11, 26 Rlo, Rl1 — сопротивления резисторов 10 и 11 соответственно.

Во втором случае, когда замкнут контакт

13.1 и разомкнут контакт 13.2, ток утечки протекает от плюса источника !1,2 через резистор 5 на землю и далее через парал30 лельную цепь из резистора 4 и последовательно соединенных между собой резисторов

8, 9 к минусу источника U1,2.

Для указанного контура протекания тока может быть составлено уравнение э

1- 8 «9 = 1- 1 2 К + К где U8,9 — напряжение на замкнутом контакте 13.1 относительно земли, 40

R4 R8 9.

К 2 — Р +11Г Г—, R8 9 = К8+К9

R8, R9 — сопротивление резисторов 8 и 9 соответственно.

Соотношения (1) и (2) образуют систему уравнений, из которых могут быть определены два безразмерных параметра Xl и Х2..

XI= R =, (3)

R4 1-) I)2 1- 8 9 1-110 44

8 9 8 9

Можно выбрать значения R8,9 и R1,011 равными желаемым критическим значениям.!

597793

Р1

Rio+Ri i

Формула изобретения

Тогда, если ниже критического сопротивления уменьшается сопротивление R< изоляции провода 1, то параметр Х будет меньше

l. Если уменьшается сопротивление R8 изоляции провода 2, то параметр Х9 будет меньше 1. Если уменьшается сопротивление изоляции обоих проводов, то оба параметра Х и Х> будут меньше 1. Если сопротивление изоляции проводов выше критического значения, то соответствующие им параметры Xi и Õ9.будут больше 1.

Устройство оценивает величину параметров Xi и Х> и оценивает состояние сопротивления изоляции каждого провода. Как следует из указанных формул, параметры

Х и Х9 не зависят от уровня напряжения

Ui,2 сети, т.е. результаты контроля определяются только сопротивлениями изоляции п ров одов.

При подключении зажимов 6 и 7 к проводам 1 и 2 включается преобразователь 14, и на его выходе появляется постоянное напряжение которое в и раз меньше напряжения U>,г сети. Величина и выбирается равной отношению напряжения Ui,9 к допустимому уровню входного напряжения сумматора 18. От зажима 7 через контакт

13.2, кнопки 12 «Контроль» получает питание делитель напряжения, состоящий из резисторов 10 и 11. От этого делителя напряжения через диод 16 заряжается конденсатор 17 в элементе 15 памяти. Соотношение сопротивлений резисторов 10 и 11 выбрано из условия

Этим обеспечивается необходимое масштабное соотношение напряжений, подаваемых на входы сумматора 18 от преобразователя

14 напряжения и элемента 15 памяти. Выходное напряжение преобразователя 14 подается на суммирующий вход сумматора

18, а выходное напряжение элемента 15 памяти — на вычитающий вход сумматора 18.

Для выполнения операции контроля сопротивления изоляции проводов 1 и 2 нажимается кнопка 12 «Контроль». При этом контакт 13.1 кнопки 12 замыкается, а контакт 13.2 размыкается, в результате чего к проводу 1 подключается делитель 8, 9 напряжения. Резисторы его также выбраны из условия

Выход делителя напряжения из резисторов

8 и 9 соединен с суммирующим входом сумматора 18, так как падение напряжения на резисторе 9 от тока утечки через сопротивление изоляции R> имеет полярность, противоположную полярности выходного напряжения преобразователя 14. При таком включении падение напряжения на резисторе 9 вычитается из выходного напряжения преобразователя 14.

При нажатой кнопке 12 «Контроль» на входы изолятора 18 действуют в суммирующем направлении выходное напряжение преобразователя 14, которое в и раз меньше напряжения U>,2 сети, а в вычитающем— выходные напряжения делителей из резисторов 8 и 9 и 10 и 11, которые в и раз меньше падений напряжения 1Л8,9 и Uio,ii, создаваемых токами утечки через изоляцию проводов на резисторах 8 и 9 и 10, 11. (Выходное напряжение делителя 10, 11 при нажатой кнопке 12 «Контроль» запоминается элементом 15). В результате, сумматор 18 выполняет арифметическую операцию, соответствующую числителю формул для параметров Xi и Х2.

Абсолютные значения выходных нанряжений сумматора 18, элемента 15 памяти

20 и падения напряжения на резисторе 9 сравниваются между собой по абсолютной величине в элементах 19 и 20. Если напряжение с преобразователя 18 выше по абсолютной величине выходных напряжений с элемента 15

25 и резистора 9, то на выходах элементов 19 и

20 появляется сигнал высокого уровня. Если это условие не выполняется, то выходное напряжение появляется на других выходах элементов 19 и 20.

Выходные напряжения элементов 19 и 20

3О контролируются индикаторами 21 — 24. Если включены индикаторы 21 и 23, то напряжение с элемента 18 выше напряжений с элементов 15 и 9. Это соответствует условию

X))1 и- X2)l (см. формулы для параметров Xi и Х9), т.е. сопротивление изоляции

З5 проводов выше критического значения. Около этих индикаторов ставится указатель

«Норма». Если же включается один из индикаторов 22, 24 (или оба вместе), то это означает нарушение условий Xi) l и Xo)1, т.е. имеет место снижение сопротивления

40 изоляции соответствующего провода ниже критического значения. Поэтому индикаторы 22 и 24 снабжены указателем «Ниже нормы».

45 Таким образом, устройство обеспечивает независимость результатов контроля от уровня напряжения U,ã в контролируемой цепи и надежную регистрацию состояния изоляции каждого провода при повреждении изоляции как одного, так и двух прово50 дов вместе. Это обеспечивает повышение точности и надежности результатов контроля

Устройство оперативного контроля сопротивления изоляции цепи постоянного тока, содер.кащее первый, второй и третий рсзис1оры, первый индикатор, первый и второй элементы сравнения, соединенные первыми

l597793

Составитель В. Дворкин

Редактор С. Патрушева ТехредА. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 3052 Тираж 562 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 входами между собой, отличающееся тем, что с целью повышения точности и достоверности контроля, в него введены четвертый резистор, кнопка, элемент памяти, нормирующий преобразователь, второй, третий, четвертый индикаторы, первый, второй зажимы для подключения контролируемой цепи, причем первый зажим для подключения контролируемой цепи соединен непосредственно с первым входом нормирующего преобразователя, а через замыкающий контакт кнопки— с первым выводом первого резистора, соединенного вторым выводом с первым входом сумматора, с вторым входом первого элемента сравнения непосредственно, а через второй резистор — с шиной земли, с первым входом элемента памяти и с первым выводом третьего резистора, соединенного вторым выводом с вторым входом элемента памяти непосредственно, а через последовательно соединенные четвертый резистор и размыкающий контакт кнопки — с вторым зажимом для подключения контролируемой цепи и с вторым входом нормирующего преобразователя, соединенного выходом с вторым входом сумматора, соединенного третьим входом с выходом элемента памяти и с вторым входом второго элемента сравнения, выходом — с первым входом второго элемента сравнения, первый и второй индикаторы соединены первыми выводами с шиной земли и с первыми выводами третьего и четвертого индикаторов, а вторыми выводами — с соответствующи15 ми выходами второго элемента сравнения, третий и четвертый индикаторы соединены вторыми выводами с соответствующими выходами первого элемента сравнения.