Устройство для контроля сопротивления изоляции электрических цепей

 

Изобретение относится к технике испытаний электрооборудования. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Автогенераторы 14,1 - 14.п гармонических колебаний запускаются в работу сигналом ждущего импульсного генератора 11 по команде с клеммы 12. Номер цикла контроля индицируется на табло индикатора 13 цикла контроля. Сигналы автогенераторов 14.1 - 14.п гармонических колебаний через трансформаторы 15.1 - 15.п, выпрямители 16.1 - 16.п и сглаживающие фильтры 17.1 - 17.л подводятся к группе вводов 18.1 - 18 п+1 для подключения объекта контроля . Соответствующие отклики анализируются селекторами 19.1 - 19.п+1 уровня постоянного тока, индицируются индикаторами 20.1 - 20.п+1 и воздействуют на вход логического сумматора 21, управляющего переходом на новый цикл контроля. 2 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 R 31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

sл. 0ВИИ

Пц г>,1" 1!..--. Ч

F .,-r i i-Е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4601946/21 (22) 10.10.88 (46) 07,02.91. Бюл. N. 5 (72) С.М.Колокольцев (53) 621.317.7 (088.8) (56) Патент США N. 3784906, кл. G 01 R 31/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N 717669,,кл,,G 01 R 31/02, 1978. (54) УСТРОЙСТВОДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ЦЕПЕЙ (57) Изобретение относится к технике испытаний электрооборудования. Цель изобретения — повышение достоверности контроля. Автогенераторы 14,1 — 14.п гармо„„Я „„1626215 А1 нических колебаний запускаются в работу сигналом ждущего импульсного генератора

11 по команде с клеммы 12. Номер цикла контроля индицируется на табло индикатора 13 цикла контроля. Сигналы автогенераторов 14.1 — 14.п гармонических колебаний через трансформаторы 15.1 — 15.п, выпрямители 16.1 — 16.fl и сглаживающие фильтры 17.1 — 17.п подводятся к группе вводов

18.1 — 18.n+1 для подключения объекта контроля. Соответствующие отклики анализируются селекторами 19.1 — 19.п+1 уровня постоянного тока, индицируются индикаторами 20.1 — 20.n+1 и воздействуют на вход логического сумматора 21, управляющего переходом на новый цикл контроля. 2 ил.

1626215

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при испытаниях электрической аппаратуры, Целью изобретения является увеличение доСтоверности контроля.

На фиг,1 представлена схема контроля сопротивления изоляции трех электрических цепей, поясняющая работу устройства; на фиг.2 — электрическая схема устройства контроля изоляции электрических цепей.

Принцип работы устройства (фиг.1) в случае, если переменное напряжение подводится к первичным обмоткам трансформаторов 1 и 2 поочередно следующий. Пусть, например, в первом цикле контроля переменное напряжение через трансформатор 1 подводится к выпрямительному мосту 3 на диодах 4. Постоянное испытательное напряжение, снимаемое со сглаживающего пульсации конденсатора 5, 6, приложено к цепи, содержащей сопротивления изоляции электрической цепи, подключенной к вводу 7, относительно электрических цепей, подключенных к вводам 8 и 9. При этом положительный потенциал приложен к вводу 7, а отрицательный потенциал — через резистор 10.1 — 10.3 и зашунтированные резисторами обратно смещенные диоды моста 4 — к вводам 8 и 9.

Измерительное напряжение, снимаемое с резистора 10:

ОиспГ

Кп+г (Ru 7 — 8 + RM + Г) (Вд 7 — g + Г)

RlJ7 — л +R„+Ru7 — 9 +2r где Оисп — испытательное напряжение;

Р, 7 8 — контролируемое сопротивление изоляции между вводами 7, 8;

Ru -, 9 — контролируемое сопротивление между вводами 7, 9: г — сопротивление каждого из калибровочных резисторов 10 — 12;

RM - сопротивление моста 3.

Сопротивление резисторов, шунтирующих диоды моста, выбирается из условий гд Р,„Рд, R„, - йив„„.

Сопротивления калибровочных резисторов 10,1 — 10.3 выбираются из условия ивп 1п где гд — сопротивление прямосмещенного диода;

Re — сопротивления резисторов, шунтирующих диоды;

Рд сопротивления обратносмещенно го диода:

R» n — минимальное допустимое контролируемое сопротивление изоляции, С учетом перечисленных ограничений - исп r(Ru7 8 +Ru7 g)

Овых1 07 — 8 07 — 9

Измерительное напряжение, снимаемое с резистора 10,2; .крисп г

Ueûõ2—

Ru 7 — 8

Измерительное напряжение, снимаемое с резистора 10.3;

0исп" выхз

Ru7 — 9

15 Каждый из резисторов 10.1 — 10.3 включен в качестве входного сопротивления в схему одного из селекторов уровня постоянного тока, содержащего, например, дифференциальный усилитель, к второму входу

20 которого подводится постоянное напряжение Опр,д. B первом цикле контроля напряжение U»x1 не контролируется. Если сопротивления Ru 7 8, Ru 7 9 достаточно велики, вы пол н я ются условия

UeeixZ — -)пред, Ueux3 >пред а ПОЛярНОСтЬ выходного напряжения дифференциальных усилителей соответствует положительному результату контроля. Если мало сопрогивлеНИЕ ИЗОЛяцИИ Ru 7 — 8 тО 0вых2 > Опрвд При этом изменяется полярность выходного напряжения соответствующего усилителя и включается сигнализация о нарушении усЛОВИЯ Ru 7 --8 — Ривтв,п. ЕСЛИ МаЛО СОПРО35 тИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ Ru 7 — 9 ТО Овьхз > 0пред

При этом включается сигнализация о наруше нии условия Ru 7 q Яи- ппп ВО втОрОм цикле переменное напряжение подводится к трансформатору 2 и не контролируется

40 напряжение Овых2 . В этом случае контролируемыми параметрами являются Ru 7 8 и

Ru8-g .

Таким Образом. за два цикла контроля

45 производится допусковая проверка сопротивлений Ru 8 g, Ru 7 — g — однократно, сопротивления Ru 7 8 — дважды. В общем случае проверки изоляции между и электрическими цепями необходимо и — 1 циклов контроля, Шунтирование диодов моста резисторам, необходимо. поскольку сопротивление обратносмещенного р — n-перехода диода велико и практически соизмеримо с минимально допустимым контролируемым сопротивлением изоляции, а следовательно, при отсутствии шунтирования оказывае сущес1венное влияние на результаты контроля. Обратное сопротивление полупровод1626215 никовых диодов не нормируется и от- ля и высвечивается на табло индикатора 13 личается резкой зависимостью от де- цикла контроля, подключенного к соответстабилизирующих факторов (в частности, ствующим выходам ждущего импульсного климатических), что соответствовало бы автогенератора 11. Под воздействием упуменьшению точности контроля. 5 равляющего импульса в схеме каждого из

Кроме того, устройство(фиг,2) содержит автогенераторов, например автогенератора ждущий импульсный автогенератор 11, гармонических колебаний 14.1, возникают клемму 12 команд от внешнего источника, автоколебания. Колебательное напряжение индикатор 13 цикла контроля, первый авто- через трансформатор 15.1 подводится к погенератор 14.1 гармонических колебаний, 10 лупроводниковому выпрямителю 16.1. и-й автогенератор 14.1 гармонических коле- Пульсации выпрямленного напряжения баний,первый трансформатор15.1,трансфор- сглаживаются фильтром 17.1. Один из поматор 15.п, первый полупроводниковый тенциалов, например положительный, выпрямитель 16.1„n-й полупроводниковый сформированного постоянного напряжения выпрямитель 16.п, первый сглаживающий 15 подводится к соответствующему вводу для фильтр17,1. п-йсглаживающий фильтр 17.п, подключения контролируемых цепей, отригруппа вводов 18.1 — 18.п+1 для подключе- цательный потенциал через входные сопрония п 1 контролируемых цепей, первый се- тивления селекторов уровня постоянного лектор 19.1 уровня постоянного тока, и-й тока 19.1 — 19.п+1 — к всем остальным из селектор 19.п уровня постоянного тока, 20 группы 18.1 — 18.п+1 вводам для подключе(n+1)-й селектор 19.n+1 уровня постоянного ния контролируемых цепей, тока, индикатор 20.1 первого канала конт- В каждом цикле не контролируется ток роля, индикатор 20 и-го канала контроля, утечки через входное сопротивление сеиндикатор 20.п+1 (и+1)-го канала контроля, лектора, непосредственно подключенного логический сумматор 21. 25 к отрицательному полюсу источника напряВходы ждущего импульсного автогене- жения. Например, в первом цикле не контратора 11 соединены с клеммой 12 команд ролируется ток утечки через входное от внешнего источника и выходом логиче- сопротивление селектора 19.1, поскольку скогосумматора 21. К выходам ждущего им- указанный ток суммируется из токов всех пульсного автогенератора 11 подключены 30 контролируемых цепей и, следовательно, входы индикатора 13 цикла контроля и ав- не может рассматриваться как характетогенераторов 14.1 — 14.п гармонических ко- ристика какой-либо конкретной цепи. Толебаний, выходы которых соответственно ки, протекающие через каждое из через трансформаторы 15.1 — 15.п, полупро- входных сопротивлений остальных селекводниковые выпрямители 16.1 — 16.п, сгла- 35 торов, пропорциональны соответствующим живающие фильтры 17.1 — 17,п соединены контролируемым сопротивлениям изоляс группой вводов для подключения контро- ции. лируемых цепей 18.1 — 18.n+1 и первыми Если в данном цикле контроля, напривходами селекторов 19.1 — 19.п уровней по- мер первом,все контролируемые токи утечстоянного тока, вторые входы которых обь- 40 ки меньше допустимого предела, выходы единены и соединены с входом (n1)-го всех селекторов 19.1 — 19,n+1 обесточены, селектора уровней постоянного тока, вто- индикаторы каналов контроля 20.1 — 20.п+1 рой вход которого также соединен с группой выключены, выход сумматора 21 обесточен вводов для подключения контроли,чуемых ипослеокончания первогоимпульсаформицепей 18.1 — 18.n+1, Выходы селекторов 45 руется импульс напряжения на втором выуровня постоянного тока соединены с вхо- ходе генератора 11, а схема переходит в дами индикаторов 20.1 — 20.п+1 соответст- режим второго цикла контроля. После оконвующего канала контроля и входами чания последнего цикла формирование вылогического сумматора 21. ходных импульсов напряжения генератора

Устройство работает следующим обра- 50 11 прекращается и включается сигнализация о положительном результате контроПри поступлении через клемму команд ля. Если в данном цикле контроля, внешнего источника на управляющий вход например первом, один или несколько ждущегоимпульсногогенератора11 коман- контролируемых токов утечки превысят ды нэ контроль — на пвыходах генератора,,55 допустимый уровень,,напряжение на выхоподключенныхкуправляющихвходамавто- дах соответствующих селекторов увеличит я до уровня логической единицы, генераторов гармонических колебаний 15.1- вается до уровня логичес

15.п, поочередно формируются импульсы включаются соответствующие индикаторы напряжения. причем порядковый номер им- каналов контроля, напряжение на выходе пульса соответствует номеру цикла контро- сумматора 21 увеличивается до уровня логи1626» 15 ческой единицы и, воздействуя на генератор 11, фиксирует данный режим контроля, Номера сопротивлений изоляции, через которые протекает недопустимо большой ток утечки, определяются по номерам включенных индикаторов каналов контроля.

Переход к следующему циклу контроля производится по команде с клеммы 12. В известных аналогах каждая из контролируемых электрических цепей подключена к источнику постоянного испытательного напряжения через одноцепевой механический коммутатор. Измеренное значение тока утечки составляет 1ут = Ii + 1г, где Ii — ток утечки через изоляцию между контролируемой цепью, к которой подводится высокий потенциал, и контролируемой цепью, находящейся под нулевым потенциалом, Iz — ток утечки под воздействием испытательного напряжения через изоляцию разомкнутой контактной пары механического коммутатора. Поскольку измерению подлежит только ток I>, точность тем ниже, чем больше отношение 12/I>. Кроме того, механический коммутатор по сравнению, например, с полупроводниковым имеет малый срок службы и низкую надежность срабатывания.

В устройстве, согласно принципу его работы, I = Ii, т.е, точность контроля, по сравнению с аналогами, принципиально выше. При этом увеличено до(п — 1) количество источников испытательного постоянного напряжения, где п — количество контролируемых сопротивлений изоляции. Это усложнение компенсируется тем, что исключено п одноцепевых механических коммутаторов.

Нужно также учитывать, чго достаточно высокая частота автоколебаний, используемых для формирования испытательного напряжения, позволяет применять малогабаритные элементы схемы, в частности минимизировать размеры трансформаторов.

Отсутствие механи еского коммутатора определяет преимущество предлагаемого устройства в надежности контроля.

Существенно новым является совмещение функций управляемого источника постоянного напряжения и коммутатора эа счет использования полупроводниковых вентилей в качестве замкнутый ключей как при прямом, так и при обратном смещениях р — n-перехода, со стабилизацией обратного сопротивления вентилей за счет подключения шунтирующих резисторов.

Формула изобретения

Устройство для контроля сопротивления изоляции электрических цепей, содержащее группу вводов для подключения контролируемых цепей и измерительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения достоверности контроля, а него введены ждущий импульсный генератор, логический сумматор, индикатор цикла контроля, индикаторы каналов контроля — по числу контролируемых цепей, автогенераторы гармонических колебаний, трансформаторы, выпрямители, сглаживающие фильтры — по числу, на единицу меньшему числа контролируемых цепей, в состав измерительного блока введены селекторы уровня постоянного тока по числу контролируемых цепей и входы всех селекторов уровня постоянного тока. кроме последнего, соединены с первой группой входов измерительного блока, первый вход последнего селектора уровня постоянного тока соединен с вторым входом измерительного блока, а выходы всех селекторов уровня постоянного тока соединены с выходами измерительного блока, выпрямители выполнены на полупроводниковых диодах, каждый из которых шунтирован резистором, первый и второй входы ждущего импульсного автогенератора соединены соответственно с клеммой команд от внешнего источника и выходом логического сумматора, каждый из первой группы выходов ждущего импульс- ного автогенератора соединен с соответствующим входом индикатора цикла контроля. каждый из второй группы входов ждущего импульсного автогенератора соединен с входом соответствующего автогенератора гармонических колебаний, выходы каждого из которых включены через соответствующие трансформаторы, выпрямители и сглаживающие фильтры, первые выходы которых соединены с соответствующим вводом руппы вводов для подключения контролируемых цепей, а вторые выходы сглаживающих фильтров соединены с соответствующими входами первой группы входов измерительного блока, второй вход измерительного блока соединен с соответствующим вводом группы вводов для подключения контролируемых цепей, каждый из выходов измерительного блока соединен с одним иэ входов логического сумматора и входом соответствующего индикатора канала контроля.

1626215

Составитель В. Степанкин

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н. Ревская

Редактор Н. Гунько

Заказ 277 Тираж 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

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