Устройство для контроля сопротивления изоляции сети постоянного тока

 

Использование: в контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для контроля и измерения сопротивления изоляции относительно корпуса (земли) находящихся под рабочим напряжением сетей 4 постоянного тока. Сущность изобретения: устройство содержит пороговые элементы 1-3, блок деления 4, сумматор 5, вычитатель 6, реверсивный счетчик 7, цифроаналоговый преобразователь 8, инвертор полярности 9, дифференцирующий элемент 10, операционные усилители 11 и 12, генератор импульсов 13, элемент сравнения 14, буферный повторитель напряжения 15, источник 16 напряжения постоянного тока, источник 17 эталонных напряжений, блок 18 индикации, управляемые резисторы 19 и 20, резисторы 21 и 22, делитель напряжения 23, индикатор 26, элемент задержки 29, ключи 30 и 39, элементы ИЛИ 31 и 32, преобразователи 36 и 37 напряжения в код, блок 38 цифровой индикации и элементы 40 и 41 световой сигнализации , входящие в состав блока 18 индикации . 2 з.п. ф., 1 ил. (Л XI XI N к iOO 4

СОК13 COBFTCÊÈÕ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТ ВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! аювай

1

Ф Ì оф ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4876756/21 (22) 22,10.90 (46) 07.11.92. Бюл, №. 41 (71} Завод экспериментального машиностроения Научно-производственного объединения "Знергия" (72) S.È.Áàíùèêîâ, В.А,Наумов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1314281, кл. G 01 R 27/18, 1987, Авторское свидетельство СССР

¹ 606143, кл. G 01 R 27/18, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Использование: в контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для контроля и измерения сопротивления изоляции относительно корпуса (земли) находящихся под рабочим напряжением сетей

„г,5U,.„177Ю84 А1 (я)5 6 01 R 27/18, 31/02 постоянного тока. Сущность изобретения; устройство содержит пороговые элементы

1 — 3, блок деления 4, сумматор 5, вычитатель

6, реверсивный счетчик 7, цифроаналоговый преобразователь 8, инвертор полярности 9, дифференцирующий элемент 10, операционные усилители 11 и 12, генератор импульсов 13, элемент сравнения 14, буферный повторитель напряжения 15, источник 16 напряжения постоянного тока, источник .7 эталонных напряжений, блок 18 индикации, управляемые резисторы 19 и 20, резисторы

21 и 22, делитель напряжения 23, индикатор

26, элемент задержки 29, ключи 30 и 39, элементы ИЛИ 31 и 32, преобразователи 36 и 37 напряжения в код, блок 38 цифровой индикации и элементы 40 и 41 световой сигнализации, входящие в состав блока 18 индикации, 2 з,п. ф„1 ил.

1774284

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к устройствам для контроля и измерения сопротивления изоляции относительно корпуса (земли) находящихся под рабочим напряжением сетей постоянного тока, и может быть использовано при электрических испытаниях и эксплуатации различных технических объектов, например космических аппаратов (КА), судов и т.п., характерной особенностью сетей постоянного тока которых является их сложность M значительная разветвленность и большая емкость токоведущих частей относительно корпуса, а также широкий диапазон изменения сопротивления и емкости изоляции во времени, определяемый динамикой изменения состава контролируемой сети при включении и отключении потребителей электроэнергии.

Известно устройство для контроля сопротивления изоляции сетей постоянного тока, содержащее мост, образованный двумя плечами делителя напря>кения питания, каждое из которых содержит потенциометр и сопротивления изоляции полюсов сети, входные делители напряжения, а также чувствительный элемент, связанный с блоком для индикации и выполненный на основе двух операционных усилителей, инвертирующий вход одного и неинвертирующий вход другого операционных усилителей подключены соответственно к первому и второму потенциометрам делителя напряжения питания, точка соединения последних соединена с общей точкой операц., }HHblx усилителей, а неинвертирующий вход одного и инвертирующий вход другого операционных усилителей соединены через входные делители напряжения с корпусом устройства (авт. св. СССР ЛЬ 561149, MKt4 6 01 R 27/18, 1977 r.).

Это устройство позволяет вести одновременный и непрерывный контроль сопротивления изоляции по отношению к корпусу обоих полюсов сети постоянного тока, т.е. позволяет определять конкретный полюс с недопустимо пониженнным сопротивлением изоляции, К недостатку такого устройства относится его нечувствительность к одновременным симметричным или близким к ним недопустимым снижениям сопротивлений изоляции обоих полюсов контролируемой сети или к поочередным снижениям сопротивлений изоляции указанных полюсов, если их соотношение при этом не выходит за пределы, обусловливаемые значениями заданных порогов срабатывания операционных усилителей. что является главным и

40 связаны соответственно с плюсовым и

45 минусовым полюсами контролируемой линии, причем выход каждого операционного

35 существенным недостатком указанного устройства. Другим недостатком этого устройства с учетом его эоны нечувствительности является низкая точность контроля, обусловленная зависимостью результатов контроля от соотношения величин сопротивлений изоляции полюсов контролируемой сети, т, е, устанавливаемые пороги срабатывания операционных усилителей не могут отражать определенных соответствующих им значений сопротивлений изоляции, если происходит снижение сопротивления изоляции не только одного, но и другого полюсов контролируемой сети, В связи с тем, что импеданс изоляции контролируемой сети носит резистивно-емкостной характер, то рассматриваемое устройство, кроме того, не защищено от помех при переходных процессах, вызываемых динамикой изменения состава контролируемой сети и характеризующихся перезарядом емкостей этой сети, Известно также устройство для контроля сопротивления изоляции линии постоянного тока, содержащее делитель напряжения, элементы световой и звуковой сигнализации, каждый из которых подключен одним выводом к минусовому полюсу контролируемой линии, причем последний через первый образцовый резистор связан с корпусом устройства, соединенным через второй образцовый резистор с плюсовым полюсом контролируемой линии, а также усилительный каскад, выполненный в виде двух операционных усилителей, инвертирующий вход первого из которых и неинвертирующий вход второго через третий и четвертый образцовые резисторы соответственно подключены к корпусу устройства, неинвертирующий вход первого операционного усилителя и инвертирующий вход второго подсоединены к средней точке делителя напряжения, выводы которого усилителя подключен к другому выводу соответствующего элемента световой сигнализации и аноду соответствующего одного из двух диодов через соответствующие последовательно соединенные элемент И и счетчик. при этом вторые входы элементов

И подключены к выходу синхросигналов таймера, шина сброса которого подключена к вторым входам счетчиков, выход которых подключен к третьим входам счетчиков и входу таймера, катоды диодов подключены к другОму выводу элемента звуковой сигнализации (авт. св, СССР Р 1314281.

М КИ 6 01 R 27/18, 1987 г.).

1774284

3TQ устройство также позволяет вести одновременный контроль сопротивления изоляции по отношению к корпусу обоих полюсов линии постоянного тока, но с более высокой достоверностью при наличии помех от упомянутых переходных процессов, что достигнуто за счет исключения ложных срабатываний устройства, обусловленных бросками напряжения при коммутации нагрузки линии постоянного тока, Что касается наличия зоны нечувствительности у этого устройства, а также низкой точности контроля в его зоне чувствительности, то оно обладает теми же недостатками, что и вышеописанное, Так как последовательные циклы измерения устройства производятся без учета времени возникновения моментов снижения контролируемых сопротивлений изоляции ниже порогового уровня и длительность каждого цикла измерения при этом должна быть не менее максимально возмо>кной длительности у переходных процессов в контролируемой линии постоянного тока, то упомянутое повышение достоверности контроля достигнуто с одновременным ухудшением других показателей устройства: предупредительная индикация вырабатывается устройством с задержкой по отношению к моментам фактического пони>кения сопротивлений изоляции, что снижает точность контроля; устройство фиксирует только те недопустимые занижения сопротивления изоляции, которые по длительности превышают длительность одного или двух циклов измерения в зависимости от времени возникновения этих занижений по отношению к текущему состоянию соответствующих им циклов измерения, что снижает полноту контроля, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока, содержащее мост, два плеча которого образованы сопротивлениями изоляции каждого полюса относительно земли, а два других переменными резисторами, последовательно соединенные индикатор, переключатель и источник напряжения постоянного тока, подключенные к входному зажиму, являющемуся одной из вершин моста, а также дифференцирующий элемент, инвертор полярности, пороговый элемент, элемент задержки, ключ, элемент ИЛИ и два канала, каждый из которых состоит из ключа, элемента ИЛИ, триггера и элемента задержки, при этом выход триггера ка>кдого канала соединен через первый элемент ИЛИ с управляющим

55 входом первого ключа и через соответствующий элемент задержки с управляющим входом ключа другого канала, а к входам триггера подсоединены ключ и элемент

ИЛИ, к входному зажиму, являющемуся одной из вершин моса. подключен вход дифференцирующего элемента, а к потенциальному входу первого ключа — индикатор, второй вход дифференцирующего элемента подключен к выходу первого ключа и одновременно к другой вершине моста, а выход дифференцирующего элемента одновременно соединен с ключом первого канала И одним из входов элемента ИЛИ второго канала, через инвертор полярности — с одним из входов элемента ИЛИ первого канала и ключом второго канала, через последовательно соединенные первый элемент задержки и пороговый элемент — с другим входом элемента ИЛИ первого канала и другим входом элемента ИЛИ второго канала (авт. св. СССР N 606143, У. l

Процесс измерения состоит из двух этапов, На первом этапе (переключатель установлен в положение, соответствующее этапу балансировки моста) в измерительную диагональ моста включены индикатор и ключ. На этом этапе по показаниям индикатора мост уравновешивают с помощью переменных резисторов.

На втором этапе переключатель переводят в положение, соответствующее этапу измерения, в результате чего в измерительную диагональ дополнительно вводится источник напряжения постоянного тока, что обеспечивает возможность измерения эквивалентного сопротивления изоляции полюсов сети относительно корпуса, При появлении сигнала помехи с соответствующей для первого канала полярностью его передний фронт, пройдя через дифференцирующий элемент и замкнутый ключ первого канала, переводит триггер этого канала в рабочее состояние ("1"). Сигнал с ук зан- ного триггера через элемент ИЛИ поступает на управляющий вход ключа диагонали моста, который, размыкаясь, разрывает цепь поступления измерительного сигнала на индикатор. Одновременно сигнал с указанного триггера через элемент задержки втс рого канала поступает на управляющий вход ключа (второго канала), который, размыкаясь, отключает триггер второго канала от инвертора полярности, а следовательно, и от измерительного входа всего устройства.

Сигнал заднего фронта помехи рассматриваемой полярнности через дифференцирующий элемент, инвертор полярности и

1774284

10

50 элемент ИЛИ первого канала поступает на второй вход триггера (первого канала) и переводит его в исходное состояние ("0"). Сигнал на выходе указанного триггера исчезает и упомянутые ключи диагонали моста и второго канала вновь замыкаются. При этом индикатор подключается к измерительной цепи, а вход триггера второго канала — к выходу инвертора полярности и, следовательно, к измерительному входу всего устройства. При возникновении помехи другой полярности устройство с учетом использования его второго канала работает аналогично, только в этом случае сигнал переднего фронта помехи, пройдя через дифференцирующий элемент, инвертор полярности и ключ второго канала на триггер (второго канала), переводит его в рабочее состояние("1"), при этом размыкаются ключи диагонали моста и первого канала.

Сигнал заднего фронта этой помехи возвращает триггер второго канала в исходное состояние, что ведет к замыканию ключей диагонали моста и первого канала. При пологом заднем фронте помехи любой полярности сработанный триггер первого или второго каналов возвращается в исходное состояние благодаря тому, что сигнал помехи одновременно через дифференцирующий элемент и элемент задержки воздействует на вход порогового элемента, что при уменьшении сигнала заднего фронта помехи ниже порогового уровня вызывает выработку пороговым элеMåнтом выходного импульсного сигнала, и ступающего через элементы "ИЛИ" перво, о и второго каналов на вторые входы упомянутых триггеров.

При любых,в том числе и частых включе> ниях и отключениях потребителей контролируемой сети в процессе измерения сопротивления изоляции ее полюсов относительно корпуса, включая и одновременные симметричные или близкие к ним снижения сопротивлений изоляции этих полюсов, происходит слежение за помехой и за переходным процессом установления нового значения напряжения (тока} HB участках контролируемой сети, когда в измерительной цепи протекают токи перезаряда емкостей и когда производится отключение измерительного устройства.

Для данного устройства-прототипа характерны следующие недоста ки: измерения сопротивлений изоляции производятся без учета погрешностей, вносимых в результат измерения двумя переменными резисторами, образующими делитель напряжения, что снижает точность контроля, Сопротивления указанных переменных резисторов для получения минимальных погрешностей должны быть по величине значительно меньше сопротивлений изоляции контролируемой сети, что для большинства объектов контроля недопустимо. Кроме того, результаты измерения зависят от соотношения величин сопротивлений изоляции полюсов контролируемой сети и по отношению к пороговому уровню их недопустимого снижения лишены определенности, т.к. одни и те же результаты измерения могут быть получены как при нормальном состоянии сопротивлений изоляции обоих полюсов сети, так и при заниженном сопротивлении по отношению к пороговому уровню одного из них и нормальном сопротивлении изоляции другого полюса, что также снижает точность контроля; при выполнении этапа измерения розможен неконтролируемый устройством разбаланс моста из-за вновь установившихся значений сопротивлений изоляции полюсов сети после соответствующих им коммутаций в объекте контроля, что снижает достоверность контроля, Кроме того, сигнал заднего фронта помехи любой полярности, воздействующий в зависимости от полярности помехи или через последовательно соединенные дифференцирующий элемент, инвертор полярности и элемент ИЛИ первого канала на вход установки в "0" триггера первого канала или через последовательно соединенные дифференцирующий элемент и элемент ИЛИ второго канала на вход установки в "0" триггера второго канала, инициирует замыкание ключа измерительной диагонали моста до окончания переходного процесса, вызвавшего помеху, т,к. замыкание указанного ключа происходит при возникновении сигнала заднего фронта помехи, а помеха при этом, изменяясь по экспоненциальному закону, еще не приняла значения, близкого к нулевому, Это не обеспечивает достаточной помехозащищенности устройства, это также снижает достоверность контроля; возможно измерение только эквивалентного сопротивления изоляции полюсов сети относительно корпуса и принципиально невозможно определить сопротивления изоляции отдельных полюсов сети, что снижает информативность контроля; переключения этапов балансировки моста и измерения вызывают увеличение количества и уровня помех, вносимых в контролируемую сеть; сравнительно большое время измерения сопротивления изоляции из-за ручного уравновешивания моста.

1»

11 Г<ь(I Ig э((е<11е t (I!I

Поставленная цель достигается.<ем, что в устройство-прототип. со,(ержащее последовательно соединенн«первый пороговый элемент и первый элемент ИЛИ, другой . ход которого подкл<очен к выходу инвертора полярности, делитель напряжения, крайние выводе< которого соединены соответственно с выводами для подключения к полюсам контролируе(лой сети. дифференцирующий элемент. первый и второй входные выводы которого подключены соответственно к среднему выводу делителя напряжения и выводу для подключения к корпусу объекта контроля, элемент задержки, подкл(оченный выходом к управляющему входу первого ключа, источник напряжения постоянного тока, индикатор и второй элемент ИЛИ. введены блок деления, сумматор, вы <итатель. реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, первый и второй операционные усилит e (ëI è, генератор импульсов, э л е м е н т сравнения, впорой и третий пороговые элементы, первый буферный повторитель напряжения, источник эталонных напряжений, блок индикации, первый и второй управляемые резисторы. первый и второй резисторы, плечи депителя напряжения выполнены соответственно в виде третьего управляемого резистора, идентичного первому и второму управляемым резисторам, и третьего резистора, идентичного перному и второму резисторам, индикатор выполнен в виде параллельно соединенных сигнального резистора и второго буферного повторителя напряжения. включенных между выводом для подключения к корпусу объекта контроля и одним выводом источника напряжения постоянного тока, другой вывод которого непосредственно. а вывод для подключения к корпусу объекта контроля через первый буферный повторитель напряжения подключены к среднему выводу делителя напряжения, выводы первого и второго буферных повторителей напряжения соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока деления и сумматора, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения. выходы "Больше" и

"Меньше" которого подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, третий вход которого через элемент задержки соединен с выходом первого элементл ИЛИ. выход генератора имг

20 п5

ГН (.С .(«ПЕB П< РВЫй iiË!(I I П,,I .:It(ЕII К (< I. . т нОм y t х < е<, у 1.. . в е p(: и (н < 0 < о (Г . Г" I 1 <, It x o

B!I УпРагл.(<(1ч (,.(<»êoít L(Бы <(1 1»(1," I(Е<ЫХОДЪ< К»1(<Р(1< О СОЕ(t(11

l<(i с е<ь<> .l(g-.l«v "1 1е(1ьее<е" и Больll

l(vBepTopa полярности, первый резистор включен в цепь обратной связи по инвертирующему входу первого операционного усилителя, неинвертирующий и инвертирующий входы и выход которого соединены соответственно с выходом блока деления, перBh!ì выходным выводом первого управляемого резистора и первым входсм вычитателя, вь(ход которого подключен к изMpðèòåëьному Bходу второго порогового элемента непосредственно, а через второй резистор соединен с первым выходным выводом второго управляемого резистора и инвертирующим вхгдом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которо о подключен к общей ши 1е. соединенной с вторым выходным выводом первого управляемого резистора, выход второго операционного усилителя подключен к BTQрому выходному выводу второ о управляемого резистора и измерительному входу третьего порогового элемента, вторые входы элемента сравнения и вычитателя соединены соответственно с первым и вторым выходами источника эталонных напряжений, трети и четвертый выходы которого соединены с опорными входами второго и третьего пороговых элементов соответственно, стробирующие входы и выходы которых подключены соответственно к выходу второго элемента ИЛИ и входам блока индикации.

В указанной совокупности отличительных от прототипа признаков и упомянутои совокупности известных признаков аналога по авт. св, СССР N 516149 тождественными признаками являются первый и второй операционные усилители, делитель и блок индикации, а в сравнении указанных отличительных признаков и известных признаков аналога по авт. св. СССР N 1314281 тождественными признаками являются первый и второй операционные усилители, счетчик. делитель, блок индикации, первый и второй резисторы. Другие аналоги, кроме прототипа, являются менее близкими по своей технической сущности к заявленному решению, причем при продолженииуказан1774284

12 ного сопоставительного анализа с их известными признаками тождественность признаков проявляется также только для части совокупности отличительных признаков разработанного решения, Предложенное техническое решение является новым, т.к, не обнаружено аналога, содер>кащего тождественную с заявленным решением совокупность признаков, Для непрерывного и одновременного индицирования текущих значений сопротивлений изоляции каждого полюса контролируемой сети в предложенное устройство введены первый и второй преобразователи напряжения в код, блок цифровой индикации, второй ключ, первый и второй элементы световой сигнализации, подключенные соответственно к выходам готовности первого и второго преобразователей напряжения в код, аналоговые входы которых соединены соответственно с выходами вычитателя и второго операционного усилителя, выходы генератора импульсов и второго элемента ИЛИ подключены соответственно к информационному и управляющему входам второго ключа, выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго преобразователей напряжения в код, выходы которых подключены к соответствующим входам блока цифровой индикации.

Указанная совокупность вновь введенных элементов с их связями и отличительными особенностями обусловливает проявление новых технических свойств, которыми характеризуется предложенное устройство по сравнению с устр ством, принятым за прототип; свойством непрерывного и одновременного контроля снижения сопротивления изоляции îTносительно корпуса минусового и плюсового полюсов контролируемой сети, в результате чего исключена неопределенность значений сопротивлений изоляции каждого полюса сети по отношению к их нижнему пороговому уровню, что свойственно устройству-прототипу, измеряющему только эквивалентное сопротивленле изоляции указанных полюсов сети; свойством осуществления этапов балансировки моста и измерения с постоянно подключенным в диагональ измерительного моста источником напряжения постоянного тока, в результате чего исключены свойственные для устройства-прототипа периодические переключения контактов переключателя, вызывающие увеличение количества и уровня помех, вносимых в контролируемую сеть; свойством автоматического уравновешивания измерительной мостовой схемы на

45 протяжении всего цикла контроля состояния сопротивлений изоляции полюсов сети относительно корпуса, что предотвращает неконтролируемый разбаланс моста, возможный в устройстве-прототипе при выполнении этапа измерения из-эа вновь установившихся значений сопротивлений изоляции полюсов сети после соответствующих им коммутаций в объекте контроля; свойством осуществления измерений с учетом влияния на их результат сопротивлений плеч делителя напряжения, что снимает ограничения на выбор значений величин этих сопротивлений, которые в устройствепрототипе должны быть значительно меньше контролируемых сопротивлений изоляции, свойством выработки помехозащищенных выходных данных при любом характере заднего фронта помех, вызванных переходными процессами в контролируемой сети.

Наличие указанных норых свойств в предложенном устройстве обусловливает достижение им нового полезного результата, выражающегося в повышении точности, достоверности и информативности контроля, Повышение точности контроля выра>кается в осуществлении измерений сопротивлений изоляции полюсов контролируемой сети с учетом влияния на их результат сопротивлений плеч делителя напряжения, а также в независимости результатов измерения от соотношений величин контролируемых сопротивлений изоляции, т.е. в обеспечении определенности значений сопротивлений изоляции каждого полюса по отношению к их нижнему пороговому уровню, Повышение достоверности контроля выражается в предотвращении влияния на результат измерения разбаланса моста, возможного в процессе измерения из-за вновь установившихся значений сопротивлений изоляции полюсов сети после соот50. ветствующих им коммутаций B объекте котроля; помех, вызванных переходными процессами в контролируемой сети с любым характером их заднего фронта.

Повышение информативности контроля выражается в воэможности контроля состояния сопротивлений изоляции каждого полюса контролируемой сети в отдельности.

Кроме того, в предло>кенном устройстве сокращено время измерения сопротивления изоляции за счет автоматизации уравновешивания измерительной мостовой схемы, а также исключены помехи, вносимые в контролируемую сеть, эа счет осуществления этапов балансировки места и

1774284

25

ЗО

50 измерения с постоянно подключенным в диагональ измерительного моста источника напряжения постоянного тока.

На чертеже дана функциональная схема предложенного устройства для контроля сопротивления изоляции сети постоянного тока.

Устройство для контроля сопротивления изоляции сети постоянного тока содержит первый 1, второй 2 и третий 3 пороговые элементы, блок 4 деления, cyt"матор 5, вычитатель б, реверсйвный счетчик 7, цифроаналоговый преобразователь 8, инвертор 9 поляргости, дифференцирующий элемент

10, первый 11 и второй 12 операционные усилители, генератор 13 импульсов, элемент 14 сравнения, первый буферный повторитель 15 напряжения, источник 16 напряжения постоянного тока, источник 17 эталонных напряжений, блок 18 индикации, первый 19 и второй 20 управляемые резисторы, первый 21 и второй 22 резисторы, делитель 23 напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных третьего управляемого резистора 24 и третьего резистора 25, индикатор 26, выполненный в виде параллельно соединенных сип ально—,о резистора 27 и второго буферного повторителя 28 напряжения, элемент 29 задержки, первый ключ ЗО, первый 31 и второй 32 элементы ИЛИ, выводы 33 и 34 для подключения к полюсам контролируемой сети, вывод 35 для подключения к корпусу объекта контроля.

Кроме того, предложенное устройство содержит первый 36 и второй 37 преобразователи напряжения в код, блок 38 цифровой индикации, второй ключ 39, первый 40 и второй 41 элементы световой сигнализации.

Блоки 38, 40 и 41 входят в состав блока 18.

На чертеже также приведена эквивалентная схема 42 контролируемой сети постоянного тока, содержащая R(+), R(-) и С>, Cz — сопротивления изоляции и емкости соответственно плюсового и минусового полюсов сети относительно корпуса, RH эквивалентное сопротивление нагрузки, Крайние выводы делителя 23 напряжения соединены соответственно с выводами

33 и 34 для подключения к полюсам контролируемой сети и при их рабочем (подключенном} состоянии сопротивления R(+) и R(-) изоляции контролиоуемой сети, третий управляемый резистор 24 и третий резистор

25 образуют уравновешиваемый мост, в диагональ которого (точки А и Б) включена измерительная цепь, включающая последовательно соединенные источник 16 напряжения постоянного тока, сигнальный резистор 27 и вывод 35 для подключения к корпусу объекта контроля. Между средним выводом делителя 23 напряжения и выводом 35 для подключения к корпусу объекта контроля включен первый буферный повторитель 15 напряжения, выход которого и выход второго буферногоо повторителя 28 напряжения соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока 4 деления и сумматора 5, выход которого соединен с первым входом элемента 14 сравнения, выходы "Больше" и "Меньше" которого подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ 32. третий вход которого через элемент 29 задержки соединен с выходом первого элемента ИЛИ

31, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого порогового элемента 1 и инвертора 9 полярности, вход которого через первый пороговый элемент 1 соединен с выходом дифференцирующего элемента 10, первый и второй входные выводы которого подключены соответственно к среднему выводу делителя 23 напряжения и выводу 35 для подключения к корпусу объекта контроля.

Выход генератора 13 импульсов соединен с информационным входом первого ключа 30. управляющий вход и выход которого подключены соответственно к выходу элемента

29 задержки и счетному входу реверсивного счетчика 7, входы управления "Сложение" и

"Вычитание" и выходы которого соединены соответственно с выходами "Меньше" и

"Больше" элемента 14 сравнения и входами цифроаналогового преобразователя 8, выход которого подключен к управляющим входам первого 19, второго 20 и третьего 24 управляемых резисторов, первый резистор

21 включен в цепь обратной связи по инвертирующему входу первого операционного усилителя 11, неинвертирующий и инвертирующий входы и выход которого соединены соответственно с выходом блока 4 деления. первым выходным выводом первого управляемого резистора 19 и первым входом вычитателя б, выход которого подключен к измерительному входу второго порогового элемента 2 непосредственно, а через второй резистор 22 соединен с первым выходным выводом второго управляемого резистора 20 и инвертирующим входом второго операционного усилителя 12, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине. соединенной с вторым выходным выводом .первого управляемого резистора 19. Выход второго операционного усилителя 12 подключен к второму выходному выводу второго управляемого резистора

20 и измерительному входу третьего порогового элемента 3, Вторые входы элемента 14

1774284

5

В предложенном устройстве дифференцирующий элемент 10 на операционных усилителях (см. книгу Д>к.Кара 3

"Проектирование и изготовление э", ктронной аппаратуры", М., "Мир", 1986, с. 356—

360) с высоким входным импедансом служит для выработки разнополярных выходных сигналов, пропорциональных скорости из- 3 менения входной переменной — сигнала помехи любой полярности при переходных прсцессах в контролируемой сети с изменяющейся структурой; первый пороговый элемент 1, служащий 4 для установления факта уменьшения амплитуды указанных разнополярных сигналов ниже порогового уровня соответствующего знака, выполнен на основе трехпозиционной схемы с зоной нечувствительности, сим- 4 метричной относительно нулевого уровня (см, книгу И.М,Тетельбаума, "400 схем для

АВМ", M., "Энергия", 1978, с, 71, рис.2-9-1), ширина которой несколько больше шага цифроаналогового преобразователя 8 (на- 5 пряжения, соответствующего единице младшего разряда); элемент 29 задержки служит для задержки заднего фронта его входного сигнала на время, характеризующее завершение с за- 5 данной степенью точности переходного процесса в контролируемой сети при уменьшении амплитуды выходных сигналов дифференцирующего элемента 10 ниже пороговых уровней первого порогового элесравненияя и вычитателя б соединены соответственно с первым и вторым выходами источника 17 эталонных напряжений. третий и четвертый выходы которого соединены с опорными входами второго 2 и третьего

3 пороговых элементов соответственно, стробирующие входы и выходы которых подключены соответственно к выходу второго элемента ИЛИ 32 и входам блока 18 индикации.

Кроме того, первый 40 и второй 41 элементы световой сигнализации подключены соответственно к выходам готовности первого 36 и второго 37 преобразователей напряжения в код, аналоговые входы которых соединены соогветственно с выходами вычитателя б и второго операционного усилителя 12. Выходы генератора 13 импульсов и второго элемента ИЛИ 32 подключены соответственно к информационному и управляющему входам второго ключа 39, выход которого соединен с тактовыми входами первого 36 и второго 37 преобразователей напряжения в код, информационные выходы которых подключены к соответствующим входам блока 38 цифровой индикации, 20

0

О

" ента 1, образующ«х его зону нечувствительностии; второй 2 и третий 3 пороговые элементы — двухвходовые со стробом (см. книгу под ред, Д>к.Коннели "Аналоговые интегральные схемы", M.. "M«p". 1977, с. 140--141) служат для установления факта уменьшения измеряемых напряжений ниже порогового уровня, задаваемого источником

17 эталонных напряжений и соответствующего минимально допустимому значению сопротивлений изоляции полюсов контролируемой сети относительно корпуса; элемент 14 сравнения — двухвыходной (см. книгу под ред. Г.M.Ïåòðoâà "Преобразование информации в аналого-цифровых вычислительных устройствах и системах", M„

"Машиностроение", 1973, с, 85 — 93) с зоной нечувствительности, симметричной относительно нулевого уровня, ширина которой несколько превышает шаг цифроаналогового преобразователя 8, т.е. на выходах "Больше" и "Меньше" вырабатываются единичные сигналы при разностях значений сравниваемых напряжений, выходящих соответственно за верхний или нижний пределы указанной зоны нечувствительности, а в остальных случаях на указанных выходах элемента 14 сравнения — нулевые сигналы; первый 19, второй 20 и третий 24 управляемые резисторы выполнены, например, в виде идентичны:. оптронов, каждый из которых содсржит оптически связанные источник 43 (44, 45) излучения и фотоприемник 46 (47, 48) с оптически управляемой проводимостью; реверсивный счетчик 7 (см. книгу

В.M.Øëÿíäèíà "Цифровые измерительные преобразователи и приборы", M., "Высшая школа", 1973, с, 96 — 97, рис,2.26) служит для выработки фиксированных во времени сигналов уравновешивания измерительного моста; ц«фроаналоговый пеобразователь 8 (см. книгу под ред. Дж.Коннели, с. 328 — 343) служит для сопряжения цифрового реверсивного счетчика 7 с управляемыми аналоговыми сигналами, первым 19, вторым 20 и третьим 24 управяемыми резисторами; источник 16 напряжения постоянного тока — стабилизированный, с потенциалом возбуждения (например, 5В), равным эталонному потенциалу на первом выходе источника 17 эталонных напряжений; первый 21, второй 22 и третий 25 резисторы идентичны между собой и сопрот«в ление каждого из них равно. напр«r."ер, 1

МОм, а сопротивление сигнального резистора 27 — 0,1 М0М, причем к у. лз;, <ны.". резисторам (21, 22, 25, 27) по у-ьn-:л ;т:

55 эталонные требования по стабильности и точности; источник 17 эталонных напряжений служит дгя выработки следующих уровней эталонных потенциалов: 5  — на первом выходе (указанное напряжение и выходное напряжение источника 16 должны быть стабильны одно относительно другого), 1  — на втором выходе (указанное напряжение, используемое в процессе вычисления сопротивлений изоляции полюсов контролируемой сети, отражает величину сопротивления резистора 25 делителя 23 напряжения, равную 1 МОм), +0,3  — соответственно на третьем и четвертом выходах (указанные напряжения разного знака, используемые для задания пороговых уровней у второго 2 и третьего 3 пороговых элементов соответственно, отражают применительно к KA минимально допустимую величину сопротивления изоляции полюсов контролируемой сети, равную 0.3 МОм); каждый из первого 15 и второго 28 буферных повторителей напряжения выполнен в виде неинвертирующего повторителя на операционном усилителе с единичным коэффициентом передачи и высоким входHbIM импедансом (см. упомянутую книгу

Дж.Kappa, с, 108-110); блок 4 деления (см. книгу И.Л.Прагера

"Электронные аналоговые вычислительные машины", М., "Машиностроение", 1985, с, 229 — 230, рис.116) выполнен с коэффициентом передачи 7/10, выбранным с учетом его соответствия величине сопротивления сигнального резистора 27, равной 0,1 МОм, Первый и второй входы блока 4 деления воспринимают напряжения в качестве делимогэ и делителя соответственно; сумматор 5, например, в виде двуполярного сумматора (см. упомянутую книгу

Дж.Карра, с, 107-108) выполнен с единичным коэффициентом передачи; вычитатель 6 (см, упомянутую книгу

И.Л.Прагера, с. 74) выполнен с единичным коэффициентом передачи, причем первый и второй входы вычитателя 6 воспринимают напряжения в качестве уменьшаемого и вычитаемого соответственно; первый 30 и второй 39 ключи — нормально замкнутые, т.е, замь,каемые низким уровнем управляющих сигналов; первый 31 и второй 32 элементы ИЛИ— потенциального типа: первый 36 и второй 37 преобразователи напряжения в код следящего типа (см, упомянутую книгу под ред. Дж. Коннели, с, 342—

343, 355 — 357) служат дл я и реоб ра зов ани я соответствующих ï аналоговых результатов вычисления я первое и второе цифровые выходные слона соот ветс т pF ííî, инициирук)щие цифрову э индикацию: блок 38 цифровой индикации (см, книгу

С.А.Бирюкова "Цифровые устройства на интегральных схемах", М„"Радио и связь", 1987, с. 54-52) служит для отображения в цифровой форме текущих значений сопротивлений изоляции по отношению к корпусу плюсовог0 и минусового полюсов контролируемой сети.

Предложенное устройство работает следующим образом.

В находящейся под рабочим напряжением сети 42 постоянного тока, имеющей сложную и разветвленную систему связей и характеризуемой повышенной динамикой изменения ее структуры при коммутациях потребителей электроэнергии, плюсовой и минусовой полюсы источника питания соединены с корпусом через изоляцию соответствующих токоведущих частей, которая с учетом ее замены схемами замещения предcTBBJlQHB как включенные flaðaëëåëüío R(+) и

С>, а также R(-) и Cz.

Если после подключения устройства к контролируемой сети 42 мост, образованный сопротивлениями плеч 24 и 25 делителя

23 напряжения и сопротивлениями R(+) и R(-) изоляции полюсов, уравновешен, сумма абсолютных значений напряжений, падающих на сигнальном резисторе 27 (() ) и между точками А и Б ((.)Аг) равна выходному напряжению (U) источника 16 напряжения постоянного тока, а напряжение контролируемой сети 42 не оказывает влияния на значения указанных напряжений (Uc, ()АБ, U), а следовательно, и на величину тока в измерительной диагонали моста независимо от изменения этого напряжения по величине или по полярности. При этом выходное напряжение первого 15 и второго 28 буферных повторителей напряжения, воздействующие через сумматор 5 на первый вход элемента 14 сравнения одновременно с воздействующим на его второй вход напряжением с первого выхода источника 17 эталонных напряжений, вызывают близкую к нулевой разность значений сравниваемых в элементе 14 сравнения напряжений, т.е. на его выходах "Больше" и "Меньше" вырабатываются нулевые сигналы, что обеспечивает выдачу результатов контроля и измерения R(+) и R(-) после выполнения соответствующих вычислительных операций, в основе которых используется выражение для протекающего в измерительной диагонали уравновешенного моста тока

1774284

19

+ 0cRc = Rc0

0вых.11 = 0вых.4 =

Uae

В, =! Оегп, а так как R(-) = КЯ(), то (2) R(-) = R(+) ((-) + -)(+)+ ) .„

I(()+R +R (y) +R

Uс (R (— ) + R„) (" (-4- ) + R ) R () +R +R (4 ) +R

10 где К„,— величина сопротивления третьего управляемого резистора 24, т.е. фотоприемника 48, R — величина сопротивления третьего резистора 25; 15

Rc — величина сопротивления сигнального резистора 27, Так как для уравновешенного моста

В(-)/R{+) = К,„/В и указанные отношения могут быть обозначены через К, то после 20 соответствующих преобразований и с учетом того что U Uc = 0АБ, взятое за основу для вычислений выражение упрощается, изменяясь следующим образом

Uc (K R ()- + K R ) (R + + R ) ) С }}

KR (.)) +КR +R (y) +R

=R (U — 0,), е

K Uc i R (p +R 1 (В (+) W )(К+1) KU,(R (. .}+В)

К+, -RcUAÁ

Решая последнее уравнение относительно R(+) с учетом того, что К = В/В получаем, (К+" )) с (-1АБ

R (-)-) — — R=

К Uc

45!

U

Ос

Контроль и измерение Rp) и R(-) выполняются на их квазианалогонол модели (мо- 5 делирующи < электрических цепях с уравновешиванием) в соответствии с уравнениями (1) и (2) при использовании в качестве их исходных величин напряжений постоянного гока (активные величины) и электрических сопротивлений (пассивные величины), обеспечивающих соответствие диапазона и размерности возможных результатов решения от нуля до 10 В диапазону и размерности измеряемых величин сопротивлений изоляции от нуля до 10 МОм (примснительно к КА), т.е. результаты решений, моделируемые напряжениями в единицах измерения В, мВ и мкВ, представляют те же численные значения для R(+) и R(-) в единицах измерения МОм, кОм и Ом соответственно, При этом напряжение 0АБ и Uc через первый 15 и второй 28 буферные повторители напряжения соответственно воздействуют на первый и второй входы блока 4 деления. что вызывает выработку им выходного напряжения 0 ых.4, выражающего результат решения для следующей части уравнения (1) 0АБ 0АБ

0вых.4 = 0,1 = Rc = idem, 0с 0с где idem — указание на одинаковые численные значения для данного критерия подобия.

Выходное напряжение блока 4 деления, воздействуя на неинвертирующий вход первого операционного усилителя 11, вызывает выработку им выходного напряжения

0вь.х.11, ВЫражавщЕГО рЕЗуЛЬтат рЕШЕНИя для следующей части уравнения (1) где R46 — сопротивление фотоприемника 46 первого управляемого резистора 19;

Rg1 — сопротивление первого резистора 21.

R4e + Вг1 — коэффициент передачи

846 первого операционного усилителя 11, включенногоо по неинвертирую цей схеме с обратной связью, Выходное напряжение первого операционного усилителя 11, воздействуя одновременно с напряжением с второго выхода источника 17 эталонных напряжений (Оных,17 = 1 В) На ПЕрВЫй И ВтарОй ВХОДЫ вычитателя 6 соответственно, вызывает выработку им выходного напряжения 0ых,г,, выражающего результат решения уравнения (1), т.е. значение величины R(i) 0вых.G = 0вых.11 0ных.17 =

0АБ R +R i — = Rc — R -- К(-} = idem.

Uc 8ru

1774284

21

2 2

10

Выходное напряжзние Bbl4итателя 6, воздействуя через второй рез .стор 22 на инвертирующий вход второго операционного усилителя 12, вызывает выработку им выХОДНОГО НаПРЯжЕНИЯ Usux 12 С аМПЛИтУДОй. выражающей результат решения уравнения (2), т.е. значение величины R(-1 47 . м, UBblx.12 = UBblx.6 = R(+i — = idem, Р22 где R47 — сопротивление фотоприемника 47 второго управляемого резистора 20;

R22 — сопротивление второго резистора

22; й47!В22 — коэффициент передачи второго операционного усилителя 12, включенного по инвертирующей схеме с обратной связью.

При хорошем состоянии изоляции полюсов контролируемой сети 42 указанные выходные напряжения Usblx,6 и Usblx.12, воздействующие соответственно на измерительные входы второго 2 и третьего 3 пороговых элементов, по амплитуде больше воздействующих на их опорные входы нормируемых напряжений разного знака (": 0,3 В) соответственно с третьего и четвертого выходов источника 17 эталонных напряжений, отражающих минимально допустимую величину R(+i и R(-), равную

0,3 МОм, Это вызывает выработку вторым 2 и третьим 3 пороговыми элементами нулевых выходных сигналов, что соответствует признакам качественной изоляции.

В случае наличия амплитуд у Usbfx 6 и(или) Usblx 12 ниже указанных соответствующих им пороговых уровней на выходах второго 2 и (или) третьего 3 пороговых элементов вырабатываются единичные сигналы, воздействующие на соответствующие сигнализирующие индикаторы (световые и звуковые) блока 18 индикации, по изменению состояния которых судят о факте снижения сопротивления изоляции R(+) и (или)

R(-) ниже установленной нормы.

Так как при качественной и некачественной изоляции выходные напряжения

Usbix.6 M Usbix.12 ВОЗдвйстВ IOT, КрОМе ТОГО, HB аналоговые входы первого 36 и второго 37 преобразователей напряжения в код соответственно, то на их информационных выходах вырабатываются соответственно первое и второе цифровые выходные слова под воздействием импульсных сигналов, поступающих с выхода генератора 13 импульсов через второй ключ 39 на тактовые входы указанных преобразователей 36 и 37, правильность цифровых выходов которых подI

50 тверждают соответственно первый 40 и второй 41 элементы световой сигнализации при воздействии на них единичных сигналов, вырабатываемых на выходах готовности первого 36 и второго

37 преобразователей напряжения в код соответственно. Указанные первое и второе цифровые выходные слова, воздействуя на соответствующие входы блока 38 цифровой, индикации, инициируют отображение в нем измерительной информации в цифровой форме, по показаниям которой судят о значениях в данный момент времени величин

R(-.1и R(-) соответственно.

При последующем возникновении сигналов помехи любой полярности, вызываемых упомянутыми переходными процессами в контролируемой сети 42 с резистивно-eMKocTHblM характером импеданса изоляции, происходит прерывание указанного цикла измерения и контроля, В случае возникновения сигнала помехи положительной полярности его передний фронт через последовательно соединенные дифференцирующий элемент 10 и первый пороговый элемент 1, а задний фронт через последовательно соединенные дифференцирующий элемент 10, первый пороговый элемент 1 и инвертор 9 полярности последовательно воздействуют соответственно на первый и второй входы первого элемента

ИЛИ 31, длительность входных сигналов которого определяет длительность соответствующих им выходных разнополярных импульсов дифференцирующего элемента

10. Так как единичные сигналы с выхода первого элемента ИЛИ 31, поступающие на вход элемента 29 задержки, задерживаются им по заднему фронту на время, характеризующее завершение с заданной степенью точности переходного процесса, то выходной единичный сигнал блокировки элемента

29 задержки, поступающий на управляющих вход первого ключа 30 непосредственно, а на стробирующие входы второго 2 и третьего 3 пороговых элементов и управляющий вход второго ключа 39 через второй элемент ИЛИ 32, воздействует не только по переднему и заднему фронтам сигнала помехи, но и в интервале между ними.

На время действия указанного единичного сигнала блокировки происходит; размыкание первого ключа 30, что предотвращает возможность автоматической балансировки упомянутого моста при наличии помехи; защитное прерывание поступающих на блок 18 индикации сигналов контроля с выходов второго 2 и третьего 3 пороговых элементов; т4 84

24 фиксация цифровых выходов первого 36 и второго 37 преобраз< вателей напряжения в код, а следовательно, и показаниЙ измерительной информации на блоке 38 цифровой индикации эа счет размыкания второго клю«а 39, при этом гаснут первый 40 и второй

41 элементы световой сигнализации за счет изменения сигналов измерения Unpix в и ()оых 12 HG аналоговых входах укаэанных преобразователей 36 и 37.

В случае возникновения сигнала помехи отрицательной полярности его передний фронт через последовательно соединенные дифференцирующий элемент 10. первый пороговый элемент 1 и инвертор 9 полярности, а задний фронт через последовательно соединенные дифференцирующий элемент 10 и первый пороговый элемент 1 последовательно воздействуют на второй и первый входы первого элемента ИЛИ 31 с описанной длительностью. Далее формирование и воздействие единичного сигнала блокировки происходит аналогично описанному выше.

При любом характере заднего фронта сигнала помехи любой полярности исчезновение сформированного единичного сигнала блокировки возможно только при уменьшении амплитуды выходного импульса соответствующей полярности дифференцирующего элемента 10 (положительной— при сигнале помехи отрицательной полярности, отрицательной — при сигнале помехи положительной полярносTè) ниже порогîBОго уровня соответствующего знака первого горогового элемента 1, что характе èçóåT окончание переходного процесса, когда сигнал помехи принимает значение, близкое к нулевому. При этом дифференцирующий элемент 10, первый пороговый элемент .1, инвертор 9 полярности, первый элемент

ИЛИ 31 и элемент 29 задержки приходят в исходно состояние, что вызывает замыкание первого ключа 30, а состояние выходного сигнала второго элемента ИЛИ 32 зависит от состояния R(+) и R(-) в момент завершения переходного процесса, Если значения величин R(+) и R(-) до и после переходного процесса одинаковьь т.е. равновесие моста сохраняется, то при исчезновении сигнала блокировки восстанавливается свечение первого 40 и второго 41 элементов световой сигнализации, а выходной сигнал второго элемента ИЛИ 32 принимает нулевое состояние, в результате ° его происходит разблокировка выходных сигналов контроля второго 2 и третьего 3 пороговых элементов и замыкание второго ключа 39. обеспечивающего режим слежения у первого 36 и второго 37 преобразователей напря10

55 жения в код, т.p.. происходит воссгановле ние прерванного цикла измерения и контро ля

Если значения величин Р() и (или) R(-) до и после переходного процесса разные из-за установления новых их значений, т.е. равновесие моста нарушено, то при исчезновении сигнала блокировки упомянутые первый 40 и второй 41 элементы световой сигнализации останутся погашенными, а выходной сигнал второго элемента ИЛИ 32 поддерживается в единичном состоянии, воздействующем íà его первый или второй вход единичным сигналом с соответствующего выхода элемента 14 сравнения до момента автоматического уравновешивания моста.

Указанный элемент 14 сравнения вырабатывает выходные сигналы в зависимости от прямого или обратного разбаланса моста.

При прямом (обратном) разбалансе моста сумма напряжений Uq u UA(, выше (ниже} уровня выходного напряжения U источника

16 напряжения постоянного тока. При зтол1 выходные напряжения первого 15 и второго

28 буферных повторигелей напряжения, воздействующие через сумматор 5 на первый вход элемента 14 сравнения одновременно с воздействующим на его второй вход напряжением с первого выхода источника

17 эталонных напряжений, вызывает выработку единичного сигнала прямого (обратного) разбалансэ на выходе "Больше" (" Меньше" ) элемента 14 сравнения, т.к. разность значений сравниваемых в нем напряжений выходит за верхний (нижний) предел его эоны нечувствительности. Указанный сигнал прямого (обратного) разбаланса, воздействующий на вход "Вычитание" (" Сложение" ) реверсивного счетчика 7, вызывает последовательное вычитание (спожение) единиц младшего разряда иэ хранящегося в нем кода (с хранящимся в нем кодом) по импульсным сигналам, поступающим с выхода генератора 13 импульсов через первый ключ 30 на счетный вход реверсивного счетчика 7. При этом аналоговый выходной сигнал цифроаналогового преобразователя 8 начинает ступенчато уменьшаться (увеличиваться) в соответствии с убыванием (возрастанием) содержимого реверсивного счетчика 7, т.е. в соответствии с изменениями его цифрового выходного слова, воспринимаемого цифровым входом цифроаналогового преобразователя 8. Указанные изменения аналогового выходного сигнала вызывают соответствующие идентичные ул,еньшения (увеличения) токов через источники 43-45 излучения, а следовательно, и их световых

1 774284 потоков, Это приводит к соответствующему идентичному увеличению (уменьшению) величины сопротивлений фотоприемников

46-48 соответственно первого 19, второго

20 и третьего 24 управляемых резисторов, что сопровождается последовательным уменьшением разбаланса моста, а следовательно и уменьшением разности значений сравниваемых в элементе14 сравнения напряжений до тех пор, пока мост не будет уравновешен вновь установившимся значением сопротивления фотоприемника 48, при котором R(-1/R(+1 = R /R. B этом случае разность значений сравниваемых в элементе 14 сравнения напряжений устанавливается в его зоне нечувствительности и сигнал с его вйхода "Больше" (" Меньше" ), а следовательно и выходной сигнал второго элемента 32 ИЛИ переходят в нулевые состояния, что также восстанавливает прерванный цикл измерения и контроля.

Дальнейшая работа устройства с учетом ее соответствия рассмотренным выше режимам происходит аналогичным образом.

Использование изобретения по сравнению с указанным прототипом, являющимся базовым объектом, позволит повысить точность, достоверность и информативность контроля за счет обеспечения непрерывного и автоматического контроля сопротивлений изоляции по отношению к корпусу положительного и отрицательного полюсов сети постоянного тока, находящихся под рабочим напряжением; сократить время измерения сопротивления изоляции за счет автоматизации уравновешивания измерительной мостовой схемы; исключить помехи, вносимые в контролируемую сеть устройством-прототипом периодическими переключениями контактов переключателя, за счет осуществления этапов уравновешивания моста и измерения с постоянно подключенным в диагональ моста источника напряжения постоянного тока.

Повышение точности контроля выражается в осуществлении измерений сопротивлений изоляции полюсов контролируемой сети с учетом влияния на их результат сопротивлений плеч делителя напряжения, что снимает ограничения на выбор значений величин этих сопротивлений, которые в устройстве-прототипе, для того, чтобы ими можно было пренебречь, должны быть значительно меньше контролируемых сопротивлений изоляции, что для большинства обьектов контроля недопустимо: в независимости результатов измерения от соотношений величин контролируемых сопротивлений изоляции, т,е. в!

55 обеспечении определенности значений сопротивлений изоляции каждого полюса по отношению к их нижнему пороговому уровню, что достигнуто за счет обеспечения возможности непрерывного и одновременного контроля снижения сопротивлений изоляции минусового и плюсового полюсов контролируемой сети. Устройству-прототипу, измеряющему только эквивалентное сопротивление изоляции указанных полюсов сети, свойственна неопределенность значений сопротивлений изоляции для каждого из этих полюсов.

Повышение достоверности контроля выражается в предОтвращении влияния на результат измерения разбаланса моста, возможного в процессе измерения из-за вновь установившихся значений сопротивлений изоляции полюсов сети после соответствующих им коммутаций потребителей элект роэнергии в контролируемой сети, что достигнуто за счет обеспечения возможности автоматического уравновешивания измерительной мостовой схемы на протяжении всего цикла контроля состояния сопротивлений изоляции полюсов сети.

В >стройстве-прототипе при выполнении этапа измерения возможен неконтролируемый разбаланс моста, искажающий результат контроля; в предотвращении влияния на результат измерения помех, вызванных переходными процессами в контролируемой сети, с любым характером их заднего фронта. В устройстве-прототипе при возникновении сигнала заднего фронта помехи возможен переход к этапу измерения до окончания переходного процесса в контролируемой сети, т.е. когда помеха еще не приняла значения, близкого к нулевому.

Повышение информативности контроля выра>кается в возможности контроля состояния сопротивлений изоляции каждого полюса контролируемой сети в отдельности.

Указанные преимущества обусловливают повышение эффективности контроля состояния изоляции и повышение эксплуатационной надежности и снижение пожаробезопасности контролируемой сети.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля сопротивления изоляции сети постоянного тока, содержащее последовательно соединенные первый пороговый элемент и первый элемент ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу инвертора полярности, делитель напряжения, крайние выводы которого соединены соответственно с выводами для подключения к полосам контролируемой сети, 1774284

25

ЗО

55 дифференцирующей элемент, первый и второй входные выводы которого подключены соответственно к среднему выводу для делителя напряжения и выводу для подключения к корпусу обьекта контроля, элемент задержки, подключенный выходом к управляющему входу первого ключа, источник напряжения постоянного тока, индикатор и второй элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышенияя достоверности контроля путем обеспечения непрерывного и одновременного автоматического контроля сопротивления изоляции каждого полюса сети, в него введены блок деления, сумматор, вычитатель, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, первый и второй преобразователи напряжения в код, первый и второй операционные усилители, генератор импульсов, элемент сравнения, второй и третий пороговые элементы, первый буферный пîBToðèòåëü напряжения, источник эталонных напряжений, блок индикации, второй ключ, первый и второй управляемые резисторы, первый и второй резисторы, индикатор выполнен в виде параллельно соединенных сигнального резистора и второго буферного повторителя напряжения, включенных между выводом для подключения к корпусу объекта контроля и одним выводом источника напря>кения постоянного тока, другой вывод которого непосредственно, а вывод для подключения к корпусу объекта контроля через первый буферный повторитель напряжения подключены к среднему выводу делителя напряжения, выходы первого и второго буферных повтори1. ей напряжения соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока деления и сумматора, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, выходы "Больше™ и "Меньше" которого подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, третий вход которого через элемент задержки соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход генератора импульсов через первый ключ подключен к счетному входу реверсного счетчика, входы управления "Сложение" и

"Вычитание" и выходы которого соединены соответственно с выходами "Меньше" и

"Больше" элемента сравнения и входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к управляющим входам первого, второго управляемых резисторов и делителя напряжения, выход дифференцирующего элемента соединен с входом первого порогового элемента, выход которого подключен к входу инвертора полярности. первый резистор включен в цепь обратной связи по инвертирующему входу первого операционного усилителя, неинвертирующий и инвертирующий входы и выход которого соединены соответственно с выходом блока деления, первым выходным выводом первого управляемого резистора и первым входом вычитателя, выход которого подклю.чен к измерительному входу второго порогового элемента непосредственно, а через второй резистор соединен с первым выходным выводом второго управляемого резистора и инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, соединенной с вторым выходным выводом первого управляемого резистора, выход второго операционного усилителя подключен к второму выходному выводу второго управляемого резистора и измерительному входу третьего порогового элемента, вторые выводы элемента сравнения и вычитателя соединены соответственно с первь :м и вторым выходами источника эталонных напряжений, третий и четвертый выходы которого соединены с опорными входами второго и третьего пороговых элементов соответственно, стробирующие входы которых подключены к выходу второго элемента ИЛИ, а выходы соединены соответственно с первым и вторым сигнальными входами блока индикации, третий и четвертый сигнальные входы, первые и вторые цифровые входы которого подключены соответственно к выходам готовности и информационным выходам первого и второго преобразователей напряжения в код, аналоговые входы которых соединены соответственно с выходами вычитателя и второго операционного усилителя, а тактовые входы — с выходом второго ключа, информационный и управляющий входы которого подключены соответственно к выходам генератора импульсов и в орого элемента

ИЛИ, 2. Устройство по п.1, отл и ч а ю ще ес я тем, что плечи делителя напря>кения выполнены соответственно в виде третьего управляемого резистора, управляющий вход которого является управляющим входом делителя напряжения, и третьего резистора.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем. что первый, второй и третий управляемые резисторы идентичны, первый, второй и третии резисторы также идентичны.