Устройство для контроля величины сопротивления изоляции в сетях постоянного тока

 

Саеоз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 525034 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.05.74 (21) 2028596/21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08,76,Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 03.12.76 (51) М. Кл.

G 01 R 27/00

Государственный квинтет

Совета Министров СССР оо делан изоеретений и открытий (53) УДК 621.317.333 (088.8) (72) Авторы изобретения И. К. Биндюков, Б. Г. Магаршак, А. И. Митников и А. К Михайлов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЕЛИЧИНЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

В СЕТЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области измерения электрических величин в силовых сетях.

Известно устройство для измерения величины сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, содержащее мост, двумя плечами которого являются сопротивления изоляции каждого полюса контролируемой сети относительно земли (корпуса), двумя другими — низкоемный потенциометр, а в диагональ включен измерительный источник с нагрузочным сопротивлением и измеритель.

Недостатком этого устройства является большая мощность, потребляемая от контро- д лируемой сети.

Известно устройство для контроля величины сопротивления изоляции в сетях постоянного тока, содержащее измерительную и компенсирующую мостовые схемы, измери- gg тельный и компенсирующий источники питания, подключенные к одной из диагоналей соответствующих мостовых схем, компенсирующий элемент, индикаторное устройство, источники счета, подсоединенные к вы-2а ходу усилителя и связанные световыми по токами с фоторезисторами, два переключателя, соединенные с реле времени и усилителем.

С целью уменьшения потребляемой мощности в предлагаемое устройство для контроля величины сопротивления изоляции в сетях постоянного тока введены дополнительный переключатель и диод, зашунтированный резистором, причем катод диода соединен с полюсовым контактом измерительного источника, а диод — с незаземленной вершиной измерительного моста, компенсирующий элемент и индикаторное устройство включены в диагональ компенсирующего моста, с одной из вершин которого они соединены непосредственно, а с другой вершиной через дополнительный переключатель, к которому также подключен измерительный источник и усилитель.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит постоянные резисторы 1, 2, резисторы 3, 4 сопротивлений изоляции сети постоянного тока, составляю525034 щие мост 5, в диагональ которого включены последовательнг. диод 6, зашунтированный резистором 7, измерительный источник питания 8 с нагрузочным сопротивлением резистора 9 и через контакты переключателя 10 (в зависимости от его положения) индикаторное устройство 11 или компенсирующий элемент 12, параллельно которому (через контакты переключателя 13) подключен вход усилителя 14, зашунтированный 1О емкостью 15. Компенсирующий мост 16, состоящий из постоянных резисторов 17, 18 и фоторезисторов 19, 20, одной из своих диагоналей подключен к среднему (подвиж» ному контакту переключателя 1 0 и земле, а в 15

его другую диагональ включен компенсирующий источник 21 питания. К выходам усилителя 14 подключены источники света 22, 23, связанные световыми потоками с фоторезисторами 19, 20. Измеритель- 20 ный источник питания 8 подключается с помощью контактов переключателя 24. Синхронное управление контактами переключателей 10, 13, 24. осуществляет реле времени 25. 25

Измерение сопротивления изоляции состоит из двух операций: "компенсация" и

"измерение".

Во время первой операции "компенсация контакты переключателя 24 разомкнуты, ЗО переключателя 13 замкнуты, а средний (подвижный) контакт переключателя 10 находится в положении Э.. Вход усилителя 14 в этом случае подключен параллельно компенсирующему элементу 12. Если мост 5 урав- З5 новешен, т, е. сопротивления резисторов

3 и 4 равны по величине (сопротивление резисторов 1 и 2 выбираются равными, то напряжение диагонали моста 5 равно нулю, сигнал на входе уислителя 14 отсутствует, усилитель 14 при этом обеспечивает такой режим работы источников света, при котором уровень их яркости составляет 50%

Ho мин альн ого.

Компенсирующий мост 16 в это время также уравновешен, так как постоянные резисторы 17 и 18 выбираются равными по величине, а фоторезисторы 19, 20 находятся в одинаковых условиях освещенности, Так как сопротивление изоляции 3 и 4 в общем случае не равны между собой, то в диагонали моста 5 через компенсирующий элемент 12 протекает ток Ip, величина и направление которого определяется напряжением сети и величинами сопротивлений резисторов 1-4.

Ток J создает на компенсирующем элементе 12, а, следовательно, и в диагонали компенсирующего моста 16 падение напряжения h U, на входе усилителя 14 появляет. ся сигнал разбаланса. Усилитель, воздействуяО на величину тока питающих источников света 22, 23, соответственно изменяет их световые потоки, что приводит к пропорциональному изменению величины сопротивлений фоторезисторов, Это также приводит к появлению в диагонали компенсирующего моста 16 тока I » вызванного компенсирующим источником 21 и имеющего противоположное току 1Р направление. Измерение величин сопротивлений фоторезисторов 19, 20 происходит до тех пор, пока потенциалы крайних точек диагонали моста 16 не станут равными.

Таким образом, ток Ip компенсируется равным ему и противоположно направленным током I создаваемым низковольтным источником 21. Следящая система приходит в состояние динамического равновесия.

По истечении времени компенсации, определяемого временем перезаряда распределенной емкости сети относительно земли, реле времени 25 замыкает контакты выключателя 24, размыкает контакты выключателя 13 и переключает подвижной контакт переключателя 10 в положение б, при этом начинается цикл "измерение". Осуществляется автоматизация процесса контроля. Вход усилителя 14 отключается от компенсирую-. щего элемента 12, а емкость 15 обеспечивает "запоминание" сигнала на выходе усилителя, удерживая в течение необходимого времени световой поток источников света 22, 23 практически неизменным, так как разряд конденсатора происходит через высокое входное сопротивление усилителя

14.

Одновременно с отключением входа усилителя подключается измерительный источник

8 и индикаторное устройство 11. По эквивалентному сопротивлению индикаторного устройства, равному сопротивлению компенсирующего элемента 12, кроме компенсирующих один другого токов I> и I„протекает ток I zz<, вызванный напряжением Еи щ измерительного источника 8. Так как токи

1р и I» компенсируют один другого, то отклонение стрелки индикаторного устройства 11 вызывается лишь током I от

КЬм источника 8.

Величина тока I определяется выра изб жение м

1 Еизм иьм R R R R

6 Я p p еЯ

1 2 3

Так как величины R,R2, g, R яви м ляются постоянными, то получим

525034

Тогда изм—, В R4

К - И

Из данного выражения видно, что величина тока Х„ д пропорциональна эквивалент- 5 ному сопротивлению изоляции, вследствие чего шкала индикаторного устройства может быть отрегулирована в единицах сопротивления.

По окончании цикла измерение контак- 10 ты переключателя 24 размыкаются, контакты переключателя 13 замыкаются, а переключатель 10 подключает усилитель следящий системы и компенсирующий элемент

12 (положение а). Если за это время про- 15 исходит изменение резисторов 3, 4 сопротивлений изоляции, а ток I> изменяется, то на входе усилителя появляется сигнал рассогласования, световые потоки источников света 22, 23 перераспределяются, со- 20 ответственно изменяется компенсирующий ток I<, приводя систему в положение равновесия.

Направление тока, протекающего по диагонали моста 5, зависит от соотношения величин резисторов 3, 4 сопротивлений изоляции. Во время операции "компенсация" ток, протекающий по дианонали моста 5, не создает на резисторе 7 падения напряжения, так как ток протекает через диод 6. Во О время операции измерение" напряжение от измерительного источника запирает диод 6, и ток, протекая через резистор 7, равный нагрузочному резистору 9, создает на нем падение напряжения, равное по величине падению напряжения на резисторе 9, которое суммируется с напряжением измерительного источника. Следовательно, величина измерительного тока не зависит ни от напряжения, ни от величины тока.

Таким образом, в предлагаемом устройстве можно измерять величины сопротивления изоляции в сетях с более высоким рабочим напряжением.

Формула изобретения

Устройство для контроля величины сопротивления изоляции в сетях постоянного тока, содержащее измерительную и компенсирующую мостовые схемы, измерительный и компенсирующий источники питания, подключенные к одной из диагоналей соответствующих мостовых схем, компенсирующий элемент, индикаторное устройство, источники света, подсоединенные к выходу усилителя и связанные световыми потоками с фоторезисторами, два переключателя, соединенные с реле времени и усилителем, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, в него введен дополнительный переключатель и диод, зашунтированный резистором, причем катод диода соединен с полюсовым контактом измерительного источника, а анод — с незаземленной вершиной измерительного моста, компенсирующий элемент и индикаторное устройство включены в диагональ компенсирующего моста, с одной из вершин которого они соединены непосредственно, а с другой вершиной через дополнительный переключатель, к которому также подключен измерительный источник и усилитель.

525034

Составитель И. Биндюков

Редактор Т. Янова ТекредА.демьянова Корректор Н. Ковалева

Заказ 5109/563 Тираж 1029 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4