Устройство для неразрушающего контроля прочности изоляции электрических цепей

 

Использование; относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля прочности изоляции электрических цепей в электрических и радиотехнических установках, в том числе трансформаторов. Сущность изобретения: устройство содержит импульсный генератор 1, генератор 2 ступенчато-изменяющегося высокого напряжения, датчик 4 тока. АЦП 5, ОЗУ 6, блок 8 вычитания, задатчик 9 кода, блок 10 сравнения, триггер 11, индикатор 12, элементы 13, 14 15 задержки. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (51)5 G 01 R 31/02, 31/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885255/21 (22) 26,11.90 (46) 07.12.92. Бюл. ¹ 45 (71) 6 ря нский завод "Электроап парат" (72) А.И. Каминский, А.г. Власов и M.×. Силютин (56) Авторское свидетельство СССР № 1422193 кл, G 01 R 31/12, 1988, Авторское свидетельство СССР № 1478167, кл. 6 01 R 31/02, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕrO KOHTPOflR ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ... Ы,, 1780053 А1 (57) Использование; относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля прочности изоляции электрических цепей в электрических и радиотехнических установках, в том числе трансформаторов. Сущность изобретения: устройство содержит импульсный генератор 1, генератор 2 ступенчато-изменяющегося высокого напряжения, датчик 4 тока. АЦП 5, ОЗУ 6, блок 8 вычитания, задатчик 9 кода, блок 10 сравнения, триггер 11, индикатор 12, элементы 13, 14 15 задержки.

2 з,п.ф-лы, 2 ил.

1780053

20 пробою

35

50 такта.

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля электрической прочности изоляции электрических цепей в электрических и радиотехнических установках, в том числе трансформаторов, Цель изобретения — сокращение времени контроля — достигается применением метода вычитания предыдущего значения тока утечки контролируемой цепи из последующего за заданный интервал времени и сравнением полученного результата с заданной величиной, что позволяет зафиксировать начало электрического пробоя, не доводя испытания до разрушения контролируемой цепи.

На фиг,1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — структурная схема генератора. ступенчато-изменяющегося высокого напряжения.

Устройство содержит генератор импульсов 1, генератор ступенчато-изменяющегося высокого напряжения 2, две клеммы для подключения контролируемого объекта

3, датчик 4 тока, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, первое 6 и второе 7 оперативное запоминающие устройства (ОЗУ), блок 8 вычитания, задатчик 9 кода, блок 10 сравнения, триггер 11, индикатор

12, первый 13, второй 14 и третий 15 элементы задержки, Генератор 2 ступенчато-изменяющегося высокого напряжения формирует напряжение трапецеидальной формы и содержит делитель 16 частоты на и, делитель 17 частоты на m, первый 18, второй 19 и третий 20 триггеры, реверсивный счетчик 21, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 22, усилитель 23 мощности с детектором, дешифратор 24, первый 25, второй 26, третий 27, четвертый 28, пятый 29 и шестой 30 элементы запрета, кнопку "Пуск" 31, Генератор 2 ступенчато-изменяющегося высокого напряжения содержит первый

32 и второй 33 вход, первый 34 и второй выход 35.

Выход генератора 1 импульсов соединен с первым входом 32 генератора 2 ступенчато-изменяющегося напряжения, Выход генератора 1 импульсов соединен с первым входом 32 генератора 2 ступенчатоизменяющегося напряжения и через первый элемент 13 задержки — с первым входом

АЦП 5.

Второй вход АЦП 5 соединен с датчиком

4 тока, первый выход — с первым входом первого ОЗУ 6, а второй выход — с вторым входом первого ОЗУ 6, через третий элемент 15 задержки с первым входом блока 10 сравнения и через второй элемент 14 задержки — с вторым входом второго ОЗУ 7, первый вход которого соединен с выходом первого ОЗУ 6 и первым входом блока 8 вычитания. Второй вход блока 8 вычитания соединен с выходом второго ОЗУ 7, а выхоq — с вторым входом блока 10 сравнения, третий вход которого соединен с выходом задатчика кода 9. Вход задатчика кода 9 соединен с вторым выходом генератора 2 ступенчато-изменяющегося высокого нап ряжения.

Работает устройство следующим образом.

При нажатии кнопки "Пуск" 3! генератор 1 импульсов запускает генератор 2 ступенчато-изменяющегося выс кого напряжения, на выходе которого с поступлением очередного импульса испытательное напряжение увеличивается на определенную заданную величину (ступен: ку). Этэ напряжение, поступая на контролируемый объект 3, вызывает ток утечки, причем он прямо пропорционален прикладываемому напряжению если в цепи 3 не возникает электрического пробоя, и носит ярко выраженный нелинейный характер в момент, предшествующий электрическому

Напряжение с датчика 4 тока, прспорциональное току утечки через контролируемую цепь 3, поступает на второй вход АЦП

5. Через время, достаточное для установления напряжения на втором входе АЦП 5, на его первый вход поступает строб-импульс от генератора 1 импульсов (время задержки выбирается элементом 13). После окончания преобразования на информационном (первом) выходе АЦП 5 формируется код, пропорциональный току утечки через контролируемый объект 3 при воздействии на нее ступеньки высокого напряжения. Импульсом с второго выхода АЦП 5 (конец преобразования) информация о текущем значении така утечки записывается в первое ОЗУ 6. Через время, определяемое временем задержки элемента 14, эта информация переписывается во второе ОЗУ

7, В следующий такт в ОЗУ 6 записывается информация, соответствующая току при воздействии на объект 3 следующей ступеньки напряжения. Таким образом, ОЗУ 6 хранит текущую информацию о токе утечки, а ОЗУ 7 — информацию предшествующего

Кодовая информация с выходов первого

6 и второго 7 ОЗУ вычитается в блоке 8 и разность поступает на первый вход блока 10 сравнения, где сравнивается с кодом задатчика 9. Момент сравнения выбирается исходя из установившегося значения „ода на

1780053

5 первом воде блока 10 и определяется элементом 15 задержки.

В начальной стадии возникновения электрического пробоя в контролируемом обьекте 3 значение тока утечки в предыдущий такт резко отличается or тока в последующий такт. И, если нелинейность приращения тока утечки за один такт (ступеньку напряжения) превышает заданную задатчиком 9, то на выходе блока 10 появляется импульс, который переводит триггер 11 во второе устойчивое состояние. При этом индикатор 12 сигнализирует о нали ии брака, а перепад напряжения с выхода триггера

11 по второму входу 33 переводит генератор

2 в режим уменьшения напряжения до безопасного значения, Генератор 2 ступенчато-изменяющегося высокого напряжения формирует на первом 34 выходе испытательное напряжение трапецеидальной формы.

В исходном состоянии второй 26 (черт.2), третий 27 и шестой 30 эле .ент запрета открыты для прохождения сигнала. а первый 25, четвертый 28 и пятый 29 ты запрета закрыты. При нажатии к:-а- -.:

"Пуск" 31 открывается первый элемент ?5 запрета и импульсы с генератора 1 поступают на вход прямого счета оеверсивнага счетчика 21 и на счетчики 16 и 17 импуль=ов, Кодовая комбинация импульсов с выхода реверсивного счетчика 21 поступает на цифроаналоговый преобразователь 22, на выходе которого формируется нарастающее ступенями напряжение, При поступлении и-количества импульсов на выходе счетчика

16 формируется импульс, который переводит первый триггер 18 во второе устойчивое состояние. При этом второй 26 и третий 27 элементы запрета запрещают прохождение импульсов, На входы реверсивного счетчика 21 импульсы на поступают, а на входе

ЦАП 22 формируется вершина трапецеидального напряжения.

При поступлении m-количества импульсов на выходе счетчика 17 формируется импульс, который переводит второй триггер 19 во второе устойчивое состояние, а первый триггер 18 — в исходное состояние. При этом второй 26 и четвертый 28 элементы запрета открываются, а четвертый 27 элемент остается запертым по второму входу перепадом с выхода второго триггера 19. Импульсы со входа 32 через открытый четвертый элемент 28 запрета поступают на вход обратного счета реверсивного счетчика 21, при этом на выходе ЦАП 22 напряжение ступенями понижается. Через и импульсов реверсивный счетчик 21 обнуляется (так как при прямом счете в него было записано и

45 импульсов), при этом на выходе дешифратора 24 формируется сигнал, который переводит третий триггер 20 в исходное состояние, а сигналом с выхода счетчика

16 второй триггер 19 переводится в исходн,>e состояние. На этом заканчивается цикл контроля.

Если контролируемый обьект 3 будет иметь пониженную прочность изоляции, то перепадом напряжения с выхода триггера

11 закрывается шестой элемент 30 запрета, а пятый 29 — открывается, при этом реверсивный счетчик 2 .,работает только на вычитание и поступающие на вход 32 импульсы понижают напряжение на выходе ЦАП 22 до нуля.

При воздействии на контролируемый объект 3 номинального испытательного напря>кения (плоской части трапецеидального напряжения) приращение тока утечки в каждом такте равно нулю (при исправной электрической цепи).

Для обнаружения начала электрическо го пробоя при воздействии этой части испытательногоо нап ря жения в устройстве предусмотрены связь с второго выхода 35 генератора 2 на вход задатчика 9 кода. Одновременно с формированием плоской части трапецеидального напряжения сигналом с выхода 35 (выхад счетчика 16 на черт.2) изменяется код на выходе задатчика 9 так, чтобы он соответствовал допустимому изменению току утечки через контролируемую цепь 3 при воздействии установившегося испытательного напряжения.

Усилитель 23 мощности усиливает напряжение с выхода ЦАП 22 до необходимой для испытания величины, В предложенном устройстве в качестве испытательного может использоваться как постоянное (ступенями изменяющееся до номинального) напряжение, при этом, на выходе, усилителя 23 устанавливается детектор, так и переменное, при этом, детектор устанавливается на воде АЦП 5 (черт.1).

Благодаря применению блока 8 вычитания и использованию метода контроля тока утечки через контролируемый элемент, когда из последующего значения тока, вычитается предыдущее, устройство позволяет выявить даже незначительные отклонения тока от линейного закона и таким образом зафиксировать на ало электрического пробоя не доводя испытания до разрушения контролируемого обьекта 3 и не затрачивая времени на длительную выдержку объема 3 под номинальным (установившимся) испытательным напряжением.

1780053

Предложенная структура устройства позволила сократить в 3-5 раз время выдержки контролируемого объекта под номинальным испытательным напряжением.

Производительность контроля повышается также и за счет того, что объект 3 контролируется не только когда находится под номинальным испытательным напряжением, но и когда напряжение нарастает, Управление задатчиком 9 кода (связь выхода 35 с входом датчика 9) позволяет уменьшить уровень сравниваемых приращений тока при номинальном испытательном напряжении и тем самым повысить точность обнаружения снижения прочности изоляции.

Предложенное устройство в процессе контроля электрической прочности позволяет одновременно контролировать и сопротивление изоляции, Для этого с информационного выхода АЦП 5 код, соответствующий значению тока утечки чере.:-., контролируемый объект 3, подается на .х.;му измерения сопротивления изоляции (на черт,1 не показана), которая не отличается от применяемых в известных устройствах.

Формула изобретения

1, Устройство для неразрушающего контроля прочности изоляции электрических цепей, содержащее генератор импульсов, генератор ступенчато-изменяющегося высокого напряжения, датчик тока, две клеммы для подключения контролируемого объекта, первое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), блок сравнения, тригер, индикатор, первая клемма для подключения контролируемого объекта соединена с первым выходом генератора ступенчато-изменяющегося высокого напряжения, вторая клемма для подключения контролируемого объекта соединена с первым выводом датчика тока, выход блока сравнения соединен с входом, триггера, выход которого соединен с входом индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени контроля, в устройство введены первый, второй, третий элементы задержки, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) второе ОЗУ, блок вычигания, задатчик кода, при этом выход генератора импульсов соединен с первым входом генератора ступенчато-изменя ющегося напряжения непосредственно и через первый элемент задержки — с первым входом АЦП, второй вход которого соединен с первым выводом датчика тока, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, первый выход АЦП соединен с первым входомлервого ОЗУ, выход которого соединен с первыми входами блока вычи5

1 1.

20 д0

35 40

50 г .. тания и второго ОЗУ, второй вход которсго соединен через второй элемент задержки с

B T 0 p bl M B bl X O Q Q M А Ц П, C B T 0 p b I M первого ОЗУ и через третий элемент задержки — с первым входом блока сравнения, второй вход которого ссед -:-е-: выходом блока вычитания, второй xO> .-:.: торого соединен с выходом в-o",îãî ОЗУ. третий вход блока сравнения;.Оеди: е ; г выходом задатчика кода, трет:",и:.Ыхо,< второй вход генератора ступен:-:, -изме н: —;— ющеГОся ВысОкОГО напряжения Гоединен = соответственно с общей ши — о . ° -; . и= и выходом триггера.

3. Y"..TpîécTBB по п.1, с с я тем, что генератор ступенчато-из,, ;яащегося высокого напряжения содер. .T делитель частоты на п, делитель -ястоты на Г:, первый, второй. трет и триггеры, и;.pâый

ВтОРОй, тРЕтИй, ЧЕтВЕРтЫй ПЯ1:.-.й., = -. - элеме ты запрет.-.;QBB!.!; L". цифроаналог;вы, -!pe - - ;ã, ;,:, дешифратор, к, опк: "::.;„, тора, усилитель мощнос;и с дет;.

ХОД KGTB;" < ГО 8 BËßÅ i!l." 1:.=.. .;11

ГЕНЕРВ.ОРВ, ВTGPQ!. BB!ХО,-, Г.-. динен с S-входом первого —,"игг.=..":, треты, Выход Генеоят1 дэ ос . lн. :-

Пуск" c. P!- <Одо;,; тре; ., —,; вый и второй входы генератора;;;:c.lè. e.!:: с первым входом первого, пятого и шестого, элементов запрета соответственно, Второй вход первого элемента запрета соединен с выходом третьего триггера, S-вход которого соединен свы,ходом дешифратора, вход которого соединен с входом ЦАП и с Выходом реверсивного счетчика. перв- и . F-: о .:. . входы которого соединены соответственнс с выходом шестого элемента запрета и с выходами пятого и четвертого элементс:-.; запрета, второй вход шестого элемента запрета соединен с выходом третьего элемента запрета, первый вход которого соединен с вторыми входами пятого и четвертого элементов запрета, с входом делителя частоты на m, с первым входом второго элемента запрета и с выходом первого элемента запрета, второй вход второго элемента запрета соединен с вторым входом третьего элемента запрета и с выходом первого тоиггера, S-вход которого соединен с выходоь делителя частоты на и непосредственно и через второй конденсатор — с R-входом Второго триггера, 5-вход которого = îåäè÷ен,. выходом делителя частоты на m непосредс"венно и через первый конденсатор — с }-}-входом первого триггера, выход второго элемента соединен с входом делителя частоты на и, первый и второй выходы второго триггера соединень". соответственно треть1780053

Составитель Е. Фетисова

Техред М,Моргентал Корректор С. Лисина

Редактор С, Кулакова

Заказ 4435 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 им входом третьего элемента запрета и с первым входом четвертого элемента запрета. выход ЦАП соединен с входом усилителя мощности с детектором.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что вход задатчика кода соединен с вторым выходом генератора ступенчато-изменяющегося высокого напряжения.