Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции электрических цепей

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для исп ытания электрических цепей на сопротивление изоляции. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет форсирования заряда паразитных емкостей и контрольных конденсаторов , уменьшения емкости контрольных конденсаторов и проведения измерений в момент заряда емкости каждого канала измерения в отдельности до значения испытательного напряжения Устройство содержит клеммы 1.1-1.N для подключения контролируемых цепей, конденсаторы 2.1 -2.N, коммутатор 3 с коммутирующими элементами 4.1-4.N,5.1,5.1X1, источники 6,16 испытатель ного напряжения, ключ 7, блок 8 задержки, измерительный блок 9, компараторы 10, 11, блок 12 управления, блок 13 регистрации, ограничивающий 14 и измерительный 15 резисторы . За счет введения компаратора 11 и источника 16 испытательного напряжения устройство обеспечивает форсированный заряд паразитных емкостей и контрольных конденсаторов 2 1-2.N, при возможности сокращения емкости контрольных конденсаторов , что повышает быстродействие устройства . 3 ил., 1 з п ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (seeps G 01 R 31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4695973/21 (22) 23.05,89 (46) 07.05.91. Бюл. ¹ 17 (72) Ю.М.Чижков (53) 621.396.6 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1396094, кл, G 01 R 31/02, 1988.

Авторское свидетельство СССР № 1339460, кл. G 01 R 31/02, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для испытания электрических цепей на. сопротивление изоляции. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства за счет форсирования заряда паразитных емкостей и контрольных конденсаторов, уменьшения емкости контрольных

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может, быть использовано для испытания электрических цепей на сопротивление изоляции.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства за счет форсирования заряда паразитных емкостей и контрольных конденсаторов, уменьшения емкости контрольных конденсаторов и проведения измерений в момент заряда емкостей каждого канала измерения в отдельности до значения испытательного напряжения.

На фиг.1 приведена струкгурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — структурная схема блока управления; на фиг.3—

„„. ) „„1647472 А1 конденсаторов и проведения измерений в момент заряда емкости каждого канала измерения в отдельности до значения испытательного напряжения. Устройство содержит клеммы t.1-1,N для подключения контролируемых цепей, конденсаторы 2, — 2.N, коммутатор 3 с коммутирующими элементами

4,1 — 4.N, 5.1, 5. N, источники 6,16 испытательного напряжения, ключ 7, блок 8 задержки, измерительный блок 9, компараторы 10, 11, блок 12 управления, блок 13 регистрации, ограничивающий 14 и изм рительный 15 резисторы. За счет введения компаратора 11 и источника 16 испытательного напряжения устройство обеспечивает форсированный заряд паразитных емкостей и контрольных конденсаторов 2.1 — 2.N, при воэможности сокращения емкости контрольных конденсаторов, что повышает быстродействие устpoNcTB3. 3 ил., 1 з,п. ф-лы. временные диаграммы, поясняющие работу 4 устройства, Устройство для автоматического конт- 4 роля сопротивления изоляции электриче- ЬЭ ских цепей (фиг. 1) содержит клеммы 1.1 — 1.N для подключения контролируемых цепей,; конденсаторы 2.1 — 2,N, коммутатор 3 с ком: мутирующими элементами 4,1 — 4.N и 5.1—

5 N, первый источник 6 испытательного напряжения, ключ 7, блок 8 задержки, измерительный блок 9, первый 10 и второй 11 компараторы, блок 12 управления, блок 13 регистрации, ограничивающий резистор 14, измерительный резистор 15, второй источник 16 испытательного напряжения.

1647472

Блок 12 управления (фиг.2) содержит генератор 17 одиночных импульсов, первый

18 и второй 19 одновибраторы, триггер 20, элемент 21 останова по браку, первый элемент 2И-НЕ 22, второй элемент 2И вЂ” НЕ 23, элемент ЗИ вЂ” НЕ 24, элемент 25 индикации брака, первый счетчик 26 импульсов, второй счетчик 27 импульсов, элемент 28 останова, элемент 29 индикации неисправных цепей, третий одновибратар 30, первый 31 и еТорой 32 дешифратары, элемент 33 индикации останова, элемент 34 управления ключем, селектор 35.

Клеммы 1.1 — 1.N, к которым подключены первыми выводами конденсаторы 2.1—

2,N, соединенные вторыми выводами, соединены с первыми входами коммутатора 3 и подключены к соответствующим внутренним гшинам коммуTGT0p8 3 с помощью ком мутирующих элемен гав 4,1 — 4.К и 5,1 — 5.К.

Вывод коммутатора 3 соединен с ограничивающим резистором 14, второй вход — с первым выводом первого источника б испытател ьног0 напряжения. Третьи и четве лые входы коммутатора 3 соединены соат.етственно с первыми и вторыми управляющими выходами блока 12 управления. Вто",,ай вывод источника 6 испытательного наг-ряжения соединен с первым выводом второго источника 16 испытательного напряжения. соединенного вторым выводом с общей шиной устройства. Выход ключа 7 соединен с управляющим входам второго источника испытательного напряжения, а вход ключа 7— с третьим выходом блока 12 управления, Второй вывод ограничивающего резистора

14 соединен с первым выводом измерительного резистора 15, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, и входом измерительного блока 9. Выход измерительного блока 9 соединен с первыми входами компараторов 10 и 11. вторые входы которых соединены соответственно с первым и седьмым входами устройства. Выход первого компаратора 10 соединен с первым входом блока 13 регистрации, выход второго компаратора 11 соединен с первым входом блока 12 управления и с входом блока 8 задержки. Второй вход блока 13 регистрации соединен с выходом блока 8 задержки. Первый и второй выходы блока

13 регистрации соединены соответственно с вторым и третьим входами блока 12 управления.

Устройства работает следующим образом, В начале работы при поступлении команды "Сброс" триггер 20(фиг.2) устанавливается в такое состояние, когда на его выходе имеет место низкий уровень напрявыходе элемента 28 останова — логическая

50 " 1 которая увеличивает выходную информацию счетчика 27 импульсов на единицу

Дешифратор 32 преобразует двоичную информацию с выхода счетчика 27 импульсов так, чта на его выходе появляется логический "0". В результате коммутирующий элемент 4.2 коммутатора 3 замыкается и подключает электрическую цепь. подсоединенную к клемме 1,2, к ограничивающему резистору 14. В результате электрическая цепь, подсоединенная к клемме 1.1 (фиг.1) 5

35 жения(логический "0"), элемент 21 останова по браку устанавливается в такое состояние, когда на прямом его выходе имеет место логический "0", а на инверсном его выходе — высокий уровень напряжения (логическая "1"), на выходах счетчиков 26 и 27 импульсов имеет место нулевая комбинация сигналов. На выходе элемента 34 управления ключем 7 устанавливается логический

"0", ключ 7 (фиг.1) находится в закрытом состоянии, источник 16 испытательного напряжения находится во включенном состоянии. На выходах дешифратора 31 и дешифратара 32 устанавливаются логические "1", а коммутирующие элементы 4.1 и

5.1 разомкнуты.

При поступлении команды "Пуск" в блок

12 управления генератор 17 одиночных импульсов формирует импульс J< (фиг.За), который проходит на выход элемента 2И вЂ” НЕ

22 и поступает на счетный вход счетчика 26 импульсов. По фронту входного импульса на выходе счетчика 26 импульсов формируется соответствующая двоичная комбинация сигналов, На e:!õoäå дешифратора 31 появляется логический "О"; коммутирующий элемент 5,1 коммутатора 3 замыкается и ю;.:„ключает первую контролируемую цепь, подключенную к клемме 1.1, к положительному полюсу источника б испытательного напряжения. Импульс с выхода элемента

2И-НЕ 22 запускает одновибраторы 18 и 19.

Длительность импульса одн",âèáðàòîðà 18 больше длительности импульса одновибратора 19 фиг,Зб, в 02, Оз(фиг.3 б,в), Импульс одновибратора 19 обеспечивает предварительную установку сигналов на выходе счетчика 27 импульсов в соответствии с сигналами, поступающими на вход предварительной установки с выхода счетчика 26 импульсов, На выходе элемента 2И-НЕ 23 формируется импульс, длительность которого равна разности длительности импульсов 04 одновибраторав 18 и 19 (фиг.З) устанавливающий выход триггера 20 в состояние лагической "1", В результате.на выходе элемента

ЗИ-НЕ 24 появляется логический "0". а на

1647472

55 испытывается на сопротивление изоляции по отношению к электрической цепи, подсоединенной к клемме 1,2. Испытательное напряжение в первый момент равно

U«n+Uqon, т.е. сумме напряжений первого

6 и второго 16 источников испытательного напряжения.

Через паразитную емкость между контролируемыми электрическими цепями и включенные параллельно ей конденсаторы

2.1 и 2.2, ограничивающий резистор 14 и измерительный резистор 15 протекает ток заряда, который выделяется на измерительном резисторе 15 в виде экспоненциально убывающего напряжения Us (фиг.Зд). Это напряжение усиливается измерительным блоком 9 и поступает на входы компараторов 10 и 11. Компаратор 11 срабатывает, когда экспоненциальное напряжение превышает пороговое напряжение Unopen (фиг.3 д).

Спад импульса компаратора 11 соответствует моменту, когда паразитные емкости между контролируемыми электрическими цепями и конденсаторы 2.1 и 2.2 зарядятся до напряжения источника 6 испытательного напряжения U«> (фиг.3 е), По спаду импульса компаратора 11 срабатывает одновибратор 30, который формирует импульс, устанавливающий элемент 34 управления ключем в такое состояние, когда на его выходе имеет место логическая

"1". В результате ключ 7 открывается и отключает второй источник 16, Испытательное напряжение становится равным U>«.

Поскольку паразитная емкость в этот момент заряжена до напряжения, равного

U«n, то переходный процесс заканчивается,.

Блок 8 задержки через время, равное t3 относительно спада импульса компаратора

11, вырабатывает строб-импульс, исключающий влияние переходных процессов в устройстве на работу блока 13 регистрации U7 (фиг,3 ж).

Предел по сопротивлению изоляции контролируемых электрических цепей устанавливается пороговым напряжением

Unpp) на входе компаратора 10. Если сопротивление изоляции контролируемых электрических цепей равно или выше установленного предела, то напряжение на выходе измерительного блока 9 недостаточно для срабатывания компаратора 10 (Us,1, фиг.3 д), На выходе "R<»> > нормы" блока 13 регистрации на время действия строб-импульса появляется логический "0", который проходит через элемент ЗИ вЂ” НЕ 24 и элемент 25 останова и воздействует на счетный вход счетчика 27 импульсов и на установоч5

45 ный вход элемента 34 управления ключом..

Выходная информация счетчика 27 импульсов увеличивается на единицу. На выходе дешифратора 32 появляется логический "0"; коммутирующий элемент 4.3 коммутатора 3 замыкается. Ключ 7 отключается, а источник

16 испытательного напряжения включается.

При этом начинается испытание электрической цепи, подключенной к клемме 1.1, по отношению к электрической цепи, подключенной к клемме 1.3.

В случае, когда сопротивление изоляции между электрическими цепями ниже установленного предела, то напряжение на выходе измерительного блока 9 достаточно для срабатывания компаратора 10 (Ug,2, фиг.3). На выходе "Кизод < нормы" блока 13 регистрации на время действия строб-импульса появляется логический "0", который воздействует на элемент 21 останова по браку. На выходе элемента 21 останова по браку появляется логическая "1", которая включает элемент 25 индикации брака. На выходе элемента 21 останова по браку появляется логический "0". В результате на элемент ЗИ-НЕ 24 поступает запрет на прохождение импульсов, поступающих на счетчик 27 импульсов. Элемент индикации 29 показывает номера неисправных электрических цепей, Для продолжения работы на элемент 21 останова по браку подается команда "Продолжение", при этом выходная информация счетчика 27 импульсов увеличивается на единицу и происходит проверка следующей электрической цепи аналогичным образом.

После проверки электрической цепи, подключенной к клемме 1,1, по отношению к электрической цепи, подключенной к клемме 1.N. на старшем выходе дешифратора 32 появляется логический "0". В результате выходная информация счетчика 26 импульсов увеличивается на единицу, на выходе первого дешифратора 31 появляется логический "0", коммутирующий элемент

5,2 замыкается и подключает электрическую цепь, присоединенную к клемме 2.1, к положительному полюсу источника 6 испытательного напояжения. Проверка электрической цепи, подключенной к клемме 1.2, по отношению к остальным электрическим цепям будет происходить аналогичным образом.

После проверки N-1 электрической цепи по отношению к N электрической цепи срабатывает элемент 38 индикации остановэ и блокируется работа счетчика 27 импульсов.

Селектор 35 исключает проверку электрической цепи саму на себя.

1647472

Конденсаторы 2.1-2.N обеспечивают работоспособность устройства при отсутствии паразитных емкостей между контролируемыми электрическими цепями. Величина емкостей конденсаторов 2.1 — 2.N определяется бЬстродействием компаратора 11 и одновибратора 30. Чем выше их быстродействие, тем меньшей может быть емкость конденсаторов 2,1-2.N.

В первый момент после образования измерительной цепи паразитные емкости и емкости конденсаторов 2.1-2М заряжаются от источника напряжения, величина напряжения которого равна сумме напряжений испытательного 6 и дополнительного 16 источников, т.е. Оисп +Одоп. В этот момент, когда напряжение на емкости станет равным 0и л, дополнительный источник 16 напряжения отключается и измерительная цепь оказывается под напряжением только источника испытательного напряжения.

Переходный процесс заряда паразитной емкости после отключения дополнительного источника напряжения заканчивается.

Длительность переходного процесса будет тем меньше, чем больше величина напряжения дополнительного источника напряжения

0доп. За счет этого предлагаемое устройство дает значительное сокращение длительности. переходного процесса..

Емкость конденсаторов 2,1 — 2.N в устройстве может быть выбрана малой и близкой по величине к значениям паразитных емкостей, так как эти конденсаторы необходимы только при контроле цепей при малых или отсутствующих параэитных связях. При этом время контроля каждой пары цепей имеет индивидуальное значение и определяется емкостными параметрами этой пары, что также позволяет повысить быстродействие устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции электрических цепЕй, содержащее ключ, конденсаторы по числу контролируемых цепей, соединенные первыми выводами с соответствующими первыми входами коммутатора и соответствующими клеммами для подключения контролируемых цепей. а вторыми выводами— между собой, второй вход коммутатора соединен с первым выводьм первого источника испытательного напряжения, выход коммутатора соединен с первым выводом первого резистора. второй вывод первого резистора соединен с первым выводом второго резистора. второй вывод второго резистора соединен с общей шиной устройства, выход

50 выход первого одновибратора соединен с первым входом второго элемента 2И вЂ” НЕ, 55

35 измерительного блока соединен с первым входом первого компаратора, выход которого соединен с первым входом блока регистрации, второй вход первого компаратора является первым входом устройства. блок задержки соединен с вторым входом блока регистрации, блок управления соединен первым и вторым выходами соответственно с третьим и четвертым входами коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй источник испытательного напряжения и второй компаратор, причем второй вывод первого источника испытательного напряжения соединен с первым выводом второго источника испытательного напряжения, соединенного вторым выводом с общей шиной устройства, управляющий вход второго источника испытательного напряженил соединен с выходом ключа, вход которого соединен с третьим выходом блока управления. второй вывод первого резистора и первый вывод второго резистора соединены с входом измерительного блока. выход которого соединен с первым входом второго компаратора, выход второго компаратора соединен с первым входом блока управления и входом блока задержки, первый и второй выходы блока регистрации соединены соответственно с вторым и третьим входами блока управления, четвертый, пятый и шестой входы блока управления являются соответственно четвертым, пятым и шестым входами устройства. второй вход второго компаратора является седьмым входом устройства.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления эдержит генератор одиночных импульсов, соединенный входом с четвертым входом блока управления. а выходом — с первым входом первого элемента 2И-НЕ, соединенного вторым входом с первым выходом второго дешифратора и с первым установочным входом триггера, выход первого элемента 2ИНЕ соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и с управляющими sxoдами первого и второго одновибраторов, выход второго одновибратора соединен с вторым входом второго элемента 2И-НЕ и входом записи второго счетчика импульсов, выход второго элемента 2И-НЕ соединен с вторым установочным входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ЗИ-НЕ, первый установочный вход элемента останова па браку соединен с пятым входом блока управления, второй

74 2

164 ucn дпл установочный вход — с вторым входом блока управления, первый выход — c входом элемента-индикации брака, второй выход — с вторым входом элемента ЗИ.— НЕ, соединенного третьим входом с третьим входом блока управления, а выходом — с первым входом элемента останова, соединенного вторым входом с первым выходом первого дешифратора и с входом элемента индикации останова, выход элемента останова соединен со счетным входом второго счетчика импульсов и с первым установочным входом элемента управления ключом, соединенного вторым установочным входом с выходом третьего одновибратора, соединенного входом с первым входом блока управления, выход элемента управления ключом соединен с третьим выходом блока управления, выход первого счетчика импульсов соединен с входам первого дешифратара, с первым входом элемента индикации отказавшихся цепей и с входом предварительной установки первого счетчика импульсов, выход второго

5 счетчика импульсов соединен с входом второго дешифратора и вторым входом элемента индикации отказавших цепей, вторые выходы первого дешифратора соединены с соответствующими вторыми выходами блока

10 управления и первыми входами селектора, соединенного вторыми входами с соответствующими вторыми выходами второго дешифратора. а выходами — с соответствующими первыми выходами блока управления, 15 установочные входы первою и второго счетчиков импульсов, третьи установочные входы триггера и элемента астанава по браку соединены с шестым входом блока управления.

1647472

Й а) Редактор Т,Зубкова

Тираж 436 . Подписное

ВНИИПИ Гос а уд рственного комитета Ro изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Llg

Вар 6 6gp

Составитель В.дворкин

Техред М..Моргентал Корректор А,Осауленко