Измерительный преобразователь сопротивления изоляции сетей переменного тока

 

":.Оюз Сюветсмих

СФцийл14стмчжкил

Уесп бпмк

ОП ЙСАН МЕ

ИЗОБРЕХЁК ИЯ (»)530269

К АВТОРСКОМУ СВНДЙИЙЬСЯВУ (61) Дополнительное к ант. свид-ву (51) М. Кл.

&01 R 27/00 (22) Заявлено 30.07.73 (21) 1 948489/21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано30.09.76.Бюллетень К 36 (45) Дата опубликования описания 24 11,76 аетда стееиныа кеметет

Сеаета Миннетреа СССР ао делам азебретеаай к етарьиай (53) УДК 621.317..735 (088.8) K. Г. Скачко, Ю, A. Куварзин., A. А, Ткшечкин, В. М. Машенков и В. A. Редькин (72) Авторы изобретения (/т) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к устройствам для непрерывного контроля и измерения сопротивления изоляции незаземленных одно:фазных и трехфазных сетей переменного;,-ока промышленной к повышенной частоты б напряжением до 1000 в.

Известен измерительный преобразователь сопротивления изоляции сетей переменного тока, содержащий вспомогательный стабилизированнык источник постоянного тока,. вход. 10 ной измерительный датчик, магнитополупроводниковый модулятор с усилителем постоянного тока, дополнительный фильтр и выходнос устройство.

Недостатком известного преобразовате- д ля является его сложность, невысокая точность.

Наиболее близким по технической сущЫОсти к предлагаемому является кзмеритель— ньп:, преобразователь сопротивления изоляции сетей переменного тока, содержащий вспомогательный источник постоянного то iQ, подключенный к блоку питания, входной измерительный датчик, подклк, ченный к вспомогате"ьному источнику питания к фильтру, и последовательно соединенные дополнительный фильтр и выходное устройство. Его недостатками являются невысокая точность к малое быстродействие преобразования.

Целью изобретения является повышение

::-очности к быстродействия преобразования.

Цель достигается тем, что в известный преобразователь введен преобразовате ь

"напряженке-частота-напряжение"., вкл оченнь и между выходами блока питания к фильтра и входом дополнительного фильтра, причем. преобразователь напряжение-частотанапряжение" выполнен из последовательчо соединенных мультивибратора, импульсного трансформатора и конденсаторного частотомера.

На чертеже приведена принципиальная злектрическая схема измерительного прео разователя.

Вспомогательный источник питания пос— тоянного тока 1, подключенный к блоку питания 2„ работает на входной измерктелный датчик З„содержащий высокоомный резистор 4- к симметричную звезду резкс—

530269 торов 5, и последовательно соединенное с ним контролируемое сопротивленис изоляции сети 6. При протекании постоянного тока в цепи напряжение измеряемого сигнала практически пропорционально сопротивлению изоляции. Это начряжение через фильтр 7, предназначенный для снижения перменной составляюшей рабочего напряжения и для зашиты от помех и переначряже О ний, подается на высокоомный входной резистор 8 мультивибратора.

Мультивибратор выполнен на двух транзисторах 9 и 10 противополо;кной проводимости, причем коллектор первого из ьих соединен с базой второго, а их эмиттеры связаны между собой через зашитный диод

1 1, времязадаюший конденсатор 12 I разрядный резистор 13.

Коллекторной нагрузкой транзистора .I.O является первичная обмотка имгульсного трансформатора 14 который служит для гальванического разделения элементов схемы и для оптимального выбора параметров

Выходных импульсов. Стабилитрон l 5 защи-@ шает коллектор транзистора 10 от перенапряжений, ограничивает амплитуду выходного импульса и обеспечивает температурную компенсацию. Вторичная об QTKG импульсного трансформатора нагружена на конденсаИ торный частотомер 16.

Дополнительный фильтр 17 и выходное

"стройство 18 позволякзт либо непосредствен-но измерять величину сопротивлем««я изоляции, либо получать унифицированный сигнал для ввода в вычислительные машины.

Принцип действия устройства заилючается в следуюшем.

Напряжение измеряемо«-о сигнала на вхо-g де мультивибргтора периодически заряжает конденсатор 12. В процессе его :заряда оба транзистора закрыт«я и не потребляют энергии от источника питания. По мере заряда конденсатора потенциал эмиттера транзис-,@ тора Э повышается и достигает порога "pa=" батывания. В этот момент транзистор 9 начинает приоткрываться и, в свою очередь, начинает Открывать транзистор 1 О. Благодаря действию положительной обратной свя — Щ зи процесс нарастания тока в обоих транзисторах протекает лавиноооразно. Длительность импульса (продолжительность открытого состояния транзисторов) однозначно определяется постоянной времени разряда М конденсатора по цепи резистор 1 3 — открытые переходы транзисторов — за;цитный диод 11. Исходное состояние схемы наступа— ет после полного разряда конденсатора 12, когда начало нового заряда изменяет направление тока и способствует быстрому переключению схемы.

Выходное напряжение импульсного трансформатора 14 представляет собой последовательность прямоугольных импульсов.

Линейная зависимость частоты следования импульсов от величины измеряемого сигнала достигается установкой порога срабатывания, значительно меньшего суммы измеряемого напряжения- и напряжения питания мультивибратора, при условии постоянства параметров зарядной цепи.

Обратное преобразование частоты в аналоговый сигнал производится конденсаторным частотомером 16. Прямоугольные импульсы положительной полярности со вторичной обмотки импульсного трансфор латора о/1 подаются чесез диод 19 на конденсатор 20>> заряжая его до определенного уровня нацряжения.Среднее значение тока в выходном устройстве прямо пропорционально частОте следования импульсов, при условии полного разряда конденсатора 2

B промышленных сетях пеоеменного тока точность измерения повышается при увеличении входного сопротивления измерительного преобразователя. Величина этого сопротивления, в основном, определяется номиналом зарядного резистора 8 и может достигать сотен мегаом при охвате мультивибратора положительной обратной связью. Дополнительная температурная погрешность сводится к минимуму выбором высокостабильных пассивньгх элементов зарядных и разрядных цепей, установкой кремниевых транзисторов с малыми начальными токами эмиттеров, а также подбором стабилитронОВ с соответствуюшим температурным коэффициентом напряжения для частичной компенсации.

При попадании кратковременных импульсных и промышленных помех и перенапряжений работоспособность схемы не нарушается благодаря квантованию сигнала по уровню. Хоро«пая помехозашишенность и Высокая рабочая частота обуславливакт повышенное быстродействие измерительного преобразователя.

Формуле изобретения

1. Измерита««ьный преобразовагель сопрогивления изоляции сетей переменного тока, содержаший вспомогательный источник постоянного тока„подключенный к блоку питания, входной измерительный датчик, подключенный к вспомогательному источнику питания и фильтру, и последовательно соединенные дополнительный фильтр и выходное устройство, о т-Составитель М, Лаптев

Техред А, Богдан Корректор Л. Гриценко

Редактор H. Коляда

Заказ 5216/642 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ 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 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия преообразования, в него введен преобразователь

"напряжение-частота-напряжение", включенный между выходами блока питания и фильтра и входом дополнительного фильтра.

2. Преобразователь по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что преобразователь напряжение-частота-напряжение" выполнен из последовательно соединенных мультивибратора, импульсного трансформатора и конденсаторного частотомера.