Устройство контроля сопротивления изоляции
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля сопротивления изоляции цепей электрической аппаратуры. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство, контроля сопротивления изоляции содержит источник измерительного напряжения 1, переключатель 2, первый элемент задержки 3,балласт - ный резистор 4, сопротивление изоляции 5, шунтирующую емкость б, первый источник опорного напряжения 7, реле 10, блок сравнения 11, первый элемент И 13. Введение в устройство второго элемента И 12, второго элемента задержки 14, дополнительного блока контроля 15, второго источника опорного напряжения 16, третьего злемента задержки 19 позволяет на несколько порядков сократить время контроля, цепей, содержащих помехоподавляющие емкости без изменения времени контроля цепей, не содержащих шунтирующие емкости . 5 ил.
СОЮЗ СОНЕТСКИХ
СОЦИЛЛИСТИЧЕСКИХ
РГСПУБЛИК (51)з G 01 R 27/00
ГОСУДАРCTBЕ1+1ЫЙ КОМИTГТ
ПО ИЗОБРЕТЕ11ИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГК11Т СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4746095/21 (22) 03,10.89 (46) 15.10.91, Бюл. ¹ 38 (72) П.А,Грушичев и Г.И.Стеценко (53) 621.317,73 (088,8) (56) Авторское свидетсльство СССР
¹ 881177660077,, кKJл1, G 01 R27/02,,1983.
Авторское свидетельство СССР № 1045166, кл. G 01 R 27/18, 1986, (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля сопротивления изоляции цепей электрической аппаратуры.
Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство контроля соИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля сопротивления изоляции цепей электрической аппаратуры.
Целью изобретения является повышение быстродействия устройства, На фиг. 1 приведена структурная схема устройства контроля сопротивления изоляции; на фиг.2 — схема реализации блока сравнения; на фиг, 3 — схема реализации блока дополнительного контроля; на фиг, 4, 5 — временные диаграммы, поясня1ощие работу устройста.
Устройство контроля сопротивления изоляции содержит (см. фиг. 1) источник измерительного напряжения 1, переключатель 2, первый элемент задержки 3, балластный резистор 4, сопротивление изоляции 5, шунтирующую емкость 6, первый источник опорного напряжения 7, первый
„, SU „„1684719 А1 противления изоляции содержит источник измерительного напряжения 1, переключатель 2, первый элемент задержки 3,балласт— ный резистор 4, сопротивление изоляции 5, шунтирующую емкость 6, первый источник опорного напряжения 7, реле 10, блок сравнения 11, первый элемент И 13. Введение в устройство второго элемента И 12, второго элемента задержки 14, дополнительного блока контроля 15, второго источника опорного напряжения 16, третьего элемента задержки 19 позволяет на несколько порядков сократить время контроля, цепей, содержащих помехоподавляющие емкости без изменения времени контроля цепей, не содержащих шунтирующие емкости. 5 ил. дополнительный резистор 8, первый резистор 9 сбалансированного плеча, реле 10, блок сравнения 11, второй 12 и первый 13 элементы И, второй элемент задержки 14, блок дополнительного контроля 15, второй источник опорного напряжения 16, второй дополнительный резисгор 17, второй резистор 18 сбалансированного плеча и третий элемент задержки 19.
Б".ок сравнения (cM. фиг. 2) содержит два ограничивающих диода 20, операционный усилитель 21 и сопротивление 22.
Блок дополнительного контроля (см, фиг, 3) содержит элемент И 23. элемент задержки 24, D-триггер 25, конденсатор 26, шину питания 27, резистор 28, На фиг. 4, а изображена кривая заряда шунтирующей емкости 6 при отсутствии мер по сокращению переходного процесса, на фиг.4, б — кривая изменения напряжения на
1684719 шунтирующей емкости при нормальном (29) и пониженном (30) сопротивлении изоляции.
На фиг. 5 показаны сигналы, выдаваемые логическими уровнями, и приняты следующие обозначения:
Ul — напряжение на выходе блока 15, Uz — напряжение на инверсном входе первого 13 и прямом входе второго 12 элементов И, 0з — напряжение на выходе первого элемента И 13, U4- напряжение на выходе второго элемента И 12, для случаев; а) шунтирующая емкость в составе объекта контроля отсутствует, сопротивление изоляции в норме, б) шунтирующая емкость отсутствует, сопротивление изоляции ниже нормы, в) имеется шунтирующая емкость, сопротивление изоляции в норме, r) имеется шунтирующая емкость, сопротивление изоляции ниже нормы, д) шунтирующая емкость отсутствует, сопротивление изоляции близко к норме (ниже нормы).
Устройство контроля сопротивления изоляции работает следующим образом.
При поступлении питания с шины 27 в блок
15 через цепочку, состоящую из конденсатора 26 и резистора 28, выдается кратковременный импульс, например 20 мкс, устанавливающий 0-триггер 25 в нулевое состояние. После замыкания контактов переключагеля 2 через резисторы 9 и 18 напряжения 0«с первого 7 и 0«второго 16
1 2 источников опорного напряжения поступают в блок 15, при этом в случае наличия в составе объекта контроля шунтирующей емкости 6 нарастание напряжения на входе
0О, блока 15 происходит относительно
2 медленно, в то время как напряжение U«> (соответствующее логической единице) поступает на вход элемента И 23 блока 15 сразу по включении переключателя 2, Через непродолжительное время, задаваемое элементом задержки 24 (несколько десятков микросекунд), на вход С 0-триггера 25 по1 ступает логическая единица (0ол ) и при недостижении к этому моменту напряжением
UorI значениЯ логической еДиниЦы на вхоДе
0оп элемента И 23 íà его выходе не появляется сигнал, и D-триггер 25 не срабатывает, а на его основном выходе остается логический нуль, При отсутствии шунтирующей емкости б в составе объекта контроля напряжение U«поступает в блок 15 на
1 вход элемента И 23 практически одновременно, при этом на его выходе появляется логическая единица, поступающая на вход
4"
5 i
0-триггера 25, поэтому при поступлении на
его С-вход сигнала с выхода элемента задержки 24, триггер 25 переходит в единичное состояние.
В случае отсутствия шунтирующей емкости 6 в составе объекга контроля и норме сопротивления изоляции потенциал U<» будет выше Uon на величину падения на1 пряжения на KCIITQKTox реле 10 и поскольку сопротивление контактов реле может достигать единиц и десятков Ом. то на выходе блока сравнения 11 (см. фиг, 5, а) появляется сигнал, достаточный для его срабатывания, и на его выходе появляется логическая единица, поступающая на прямой вход первого элемента И 13 и инверсный вход второго элемента И 12, при этом на выходе элемента
И 13 появляется сигнал, соответствующий норме сопротивления изоляции, B случае не нормы сопротивления изоляции, напряжение Uan будет выше 0» на величину паде1 ния напряжения нэ контактах реле и на выходе блока сравнения 11 не появляется логической единицы (см, фиг. 5, б), B этом случае из блока 15 через элемент задержки
19 (время задержки может составлять от десятых долей секунды до нескольких секунд) выдается сигнал, поступающий на прямой вход второго элем «га И 12 (на инверсном входе которого сиге:)ë отсутствует), на выходе которого формируется длительный сигнал, соответствующий lie норме сопрогивления изоляции, При наличии в составе объекта контроля шунтирующей емкости б при включении переключателя 2, сигнал на выходе блока 15 не формируется, а через резистор 9 и нормально замкнутые контакты реле 10 начинается ускоренный заряд шунтирующей емкости 6 до величины опорного напряжения 0«ми1 нус падение напряжения на KQIITBKTBx реле
10, Поскольку величина резистора 9 на несколько порядков меньше значения балластного резистора 4, заряд емкости б через контакты реле 10 происходит на несколько порядков быстрее по сравнению с временем, необходимым,для ее заряда до Оол
1 через балластный резистор 4. Через определенное время, задаваемое первым элементом задержки 3, íà его выходе появляется сигнал, включающий реле 10. размыкающее свои контакты, шунтирующие входы первого блока сравнения 11. Настройка элемента задержки 3 (Лтл ) определяется предельно
1 возможной длительностью заряда шунтирующей емкости 6 через резистор 9 (5-7 T: переходного процесса), причем поскольку величина резистора 9 на несколько порядков ниже величины балластного резистора
16((4719 г .3
20
4, то и нрел1л зар>«да емкости 6 до 11апрлжения Upft сокрагцаетсл на столько же порядков, ДО рэзмыклния к01(так)ов l)BAO (0 на выходе блока сранне11ия 11 имеет .«сигнал логического нуля (если R >., ме1>ьше t.oðh;û), поскольку за счет падения ttartp!I)teel>«tt на контактах реле 10 потенциал нх12да Up« вы1 ше потенциала U>qgtg, Есп!1 нели ина шунтирующей емкое)и 6 незначи>ельна, я сопротивление изоляции 5 в норме, то велич!1на напряженил Uggsq может оказатьа1 большей Up« До момента сРабатына11иЯ
1 первого элемента эадерх<ки и рапмыкани« контактов реле 10. В этом сл >1ас, ".OñKOBBKó сопротивление контактов реле мо KOTäocTLt- I5 гать еди1«ьц Оп>, падение >>,IO(2 >же, ия Ii»Itis может оказаться достато>ным д«л сраб:-пывания блока сравнс«1ил Ll g>L!Kcnци!1 нормы сопротивления изолл (!1,1 до запер;> cii! . переходных процессов зар if)а сл1лос)и I> l(0сле расшунтированил 1 цепи между балластным резистором 4 и сопротин е;>нем изоляции начинается rlcpepacr>р деление напряжения, вызванное дозар)до . емкости 6 через резистор 4 (при поьы>>>енном сопротивлении изоляции) ип,i рл:>рлд<;л> емкости G через сопротивление изоляции 5 (н случае понижеlltiof coitpol!1зпе; 1)1 !IBOляции, см. фиг. -(6, кривая 29). l ;: BB не> от>)рое врел1я А;2 после расшунт> ро ..;>ния нл выходе второго элемента 3-"g,op
12 поянляетсл сигнал. соотнетстнуюгций не норме (фиг, 5, г), а н случае поянл011ил логической единицы на выходе 61)OKB сравнения
11 да появления сигнала на выходе второго элемента задержки 14 (см. фиг. 5, н), на выходе первого элемента И 13 формируется кратковременный сигнал "Норма" (cM, фиг, 5 в), который можно вывести на транспарант с запоминанием. Настроика второго элемента задержки 14 A tz определяется, исходя иэ предельно возможного времени, необходимого для дозаряда емкости 6 через балластный резистор 4 на величину, определяемую падением напряжения нз контактах реле 10 в процессе ее заряда до величины
Upft, т.е. для определения тенденции доза1 ряда-разряда емкости 6 после расшунтирования измерительной диагонали, и составляет порядка нескольких сотен-десятков миллисекунд.
Таким образом. введение в у .T 00L Н Т О Р 0 Г 0 l l Т Р Р Т Ь 12 Г 0 Э Л Е М Н и Т 0 Н Ç Ç,«, >2 P >K I; i JT0p0«);2! lt .л!е>I Га И, Ь10к" !Iо> I > II >!12 ел!. >Iого конгро)!л и 1 гпрого L;cT,.>н!1; а I)r.opiioi0 1)апряженил !>озноляет на>1ескопько порядков сократить время контпо)л цепей, содержащих пОмехоподаBftÿtoùllå емкoст!1 без изh.с нения времени контроля цег>ей, не содержан>и: шунтирующие емкости. Формула изобретения Устройс) Во конт pofl я coflpoT!1Bления изоляции, содержащее переключатель, первый элемент задержки, первый источник oii0(2tl0l0 напряжения, блок сравнения, первый элемент И. ро е с размыка>сщими контактами, источник измер«тельного напряжения, первый вывод KI)TOpo>0 одключен к об д- >1 tlt!1 >е, второ:1 вь>нод ис)очника изме(,!1тс ii liof 0 >апрлже >ия >срез переклю атель соединен с вкодоti первого элемента 3 >деожки и через балластный резис)ор с клем : ой для подключения объекта контроля и первым входом блока сравнения, fliopoll вход которого соединен со ВТо рым выводом п=.рного источника опорного на>>ряжения, первый вывод которого подключеtl к общеи шине, вторая клемма дпя подкл>очения объекта контроля соединена с общей >виной, выход блпK3 сра>нения с0единен с rip; мым входом liepBoro элел1е»та И, п т л и ч а ю щ е з с л тем, чтО, с целыа по )ын;ения быстродействия, н него введены н)>орой и трстий зпементь> задержки, BTOpOLL> элемент И, бло>, дополнительного Kott !polis и второй исто1н>1> . опорного 1>апрлженил, первый вывод которого подключен к об>цей шине, выход первого элемента задержки соединен с обмоткой реле и входом второго элемента задер)кки, выход KOTi)pîãî соединен с прямым входом второго элемента И, иньерснь>м входом первого эпел1ента И и выходом третьего элемента задержки, вхзд которого соединен с ныходол блока дополнительно(о контроля, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторыми выводами первого Ll второго источников опорного напряжения, размыкающие контакты реле подключены соответсгненно к первому и нторол1у входам блока сравненил, выход которого соединен с инверсным входом второго элемента И, выходы первого и второго 3l1ohLQttToB И являютсл выходами "Норма" и "(-(е норма" устро!1ства, вход nepBoio элемента зщеожки через первый резистор сбалансированного плеча и второй резистор сбалансированного плеча соединен со вторыми выводами пepBoro и второго источников опорного напряжения. 1684 719 РБлану регогпроЧии Ьг. (Фир. 2 1684719 ГЗ ! 0/7 Ucn 1684719 1684719 Иг -ь6д Составитель В.И.Чвботова Редактор В.Фельдман Техред М,Моргентал Корректор М.Шароши Заказ 3504 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
