Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

 

О П И С А Н И Е ()661361

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Сбввтсккк

Соцналкстакескмк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.05.76 (21) 2359004/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G01 R 17/10

Гасударственный кемктет

СССР. не делам нэеаретеннй н еткрытнй (53) УДК621.317. .733 (088.8) Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 25,05.79 (72) Автор изобретения

Л. Н. Карпиловский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Изобретение относится к области измерения сопротивления изоляции находящихся под напряжением и обесточенных электрических сетей, имеющих большие емкости относительно корпуса (Земли).

Известно устройство для измерения сопротивления, содержащее источник измерительного напряжения, измерительный мост, два плеча которого образованы постоянными резисторами (сопротивлениями), а два других — соответственно эталонным регулируемым резистором и зажимами для под- )0 ключения объекта измерения (1).

Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие в случае измерения величины активной составляющей комплексного сопротивления из-за необходимости заряда емкости измерительным сигналом и непригодность для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока из-за влияния на результат измерения рабочего напряжения контролируемой сети.

Известно также устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее источник напряжения, измерительный мост, два плеча которого образованы постоянными резисторами, а два дру2 гих — соответственно эталонным регулируемым резистором и зажимами для подключения объекта измерения, и последовательно соединенные схему управления и индикатор (2) .

Недостатком такого устройства является низкое быстродействие из-за необходимости при каждом шаге уравновешивания перед получением информации о соотношении сравниваемых величин ожидать окончания переходного процесса перезаряда емкостей сети оперативным измерительным напряжением.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.Эта цель достигается за счет того, что в устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее источник напряжения переменногО тока, измерительный мост, два плеча которого обра-зованы постоянными резисторами, а два других — соответственно эталонным регулируемым резистором и зажимами для подключения объекта измерения, последовательно соединенные схему управления и индикатор, введены формирователь видеоимпульсов, два ключа, блок сравнения действующих (или

661361 средних) значений переменного тока, блок сравнения мгновенных значений переменного тока, вторую схему управления, одинаковые развязывающий и симметрирующий блоки, включенные соответственно в плечо, содержащее объект измерения, и в плечо, содержащее эталонный регулируемый резистор, параллельно которому включен эталонный регулируемый конденсатор. Одни выводы источника напряжения переменного тока и формирователя видеоимпульсов соединены с одной вершиной диагонали питания моста через ключ, а другие выводы источника напряжения йеременного тока и формировате-. ля видеоимпульсов соединены с другой. вершиной диагонали питания моста. Одна из вершин измерительной диагонали моста соединена с первыми входами блока сравнения действующих или средних значений переменного тока и блока сравнения мгновенных значений переменного тока, другие входы которых через второй ключ соединены со второй вершиной измерительной диагонали 26 моста, а выход каждого блока сравнения через соответствующие схемы управления соединены соответственно с управляемыми входами эталонного регулируемого конденсатора и эт алонного регулируемого резистора. Выход схемы управления, соединенной с управляемым входом эталонного регулируемого конденсатора, соединен с другой схемой управления и управляемыми входами ключей. В качестве источника напряжения переменного тока использованы генератор ра- зо диоимпульсов. При исследовании электрических сетей постоянного тока в качестве развязывающего и симметрирующего блоков используют одинаковые конденсаторы, при исследовании электрических сетей переменного тока в качестве развязывающего и симметрирующего блоков — одинаковые. фильтры, а при исследовании смешанных сетей переменно-постоянного токов, содержащих переменную и постоянную составляющие, — последовательно соединенные одинаковые конденсаторы и фильтры.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из источника 1 напряжения переменного тока, измерительного моста 2, два плеча которого образованы .4 одинаковыми постоянными резисторами 3 и

4, а два другие плеча — соответственно эталонным регулируемым резистором 5, шунтйрованным эталонным регулируемым конденсатором 6, и зажимами для подключения объекта измерения (представляющего собой параллельное сопротивление изоляции сети 7 и емкости сети 8), схемы управления 9, индикатора 10, формирователя видеоимпульсов 11, ключей (переключателей) 12 и 13, блока сравнения действующих (или средних) значений переменного тока 14, блока сравнения мгновенных значений переменного тока 15, схемы управления 16, развязывающего блока 17 и симметрирующего блока 18.

Одни выводы источника напряжения 1 и формирователя вйдеоимпульсов 11 через ключ 12 соединены с одной из вершин диагонали питания моста 2, а другие выводы источника напряжения 1 и формирователя видеоимпульсов ll соединены с другой вершиной диагонали питания моста 2. Одна из вершин измерительной диагонали моста 2 соединена со входами блоков 14 и 15, вторые выходы которых через ключ 13 соединены с другой вершиной измерительной диагонали моста 2.

Выход каждого блока сравнения 14 и 15 соединен со входами схем управления 16 и 9 соответственно. Выход схемы управления 9 соединен с управляемым входом регистра

5 и одновременно со входом индикатора 10.

Выход схемы управления 16 соединен с управляемым входом конденсатора 6, другой выход — со вторым входом схемы управления 9 и с управляемыми входами ключей 12 и 13.

Блоки 17 и 18 включены в плечи моста 2, содержащего объект измерения и эталонные регулируемые резистор 5 и конденсатор 6 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

После подключения устройства с помощью клемм к исследуемой сети включают источник напряжения I, который через ключ

12, находящийся в первом положении, подает" на диагональ питания моста 2 напряжение переменного тока либо радиоимпульсы с синусоидальной несущей. Ключ 13 находится в первом положении,, обеспечивая включение в измерительную диагональ моста 2 блока сравнения 14. В общем случае, когда емкость конденсатора 6 не равна емкости 8, на выходе блока сравнения 14 появляется сигнал рассогласования, который в зависимости от соотношения величин емкостей 6 и 8 может иметь ту или иную полярность, дающую информацию о необходимости увеличения - или уменьшения величины емкости конденсатора 6. Сигнал рассогласования через схему управления 16 вызывает соответствующее изменение величины ем- кости конденсатора 6 в нужном направлении известным способом.

После сведения сигнала рассогласования на выходе блока сравнения 14 к нулю (или ниже наперед заданного уровня) регулирование емкости конденсатора 6 прекращается, а с выхода схемы управления 16 на управляемые входы ключей 12 и 13 поступает сигнал, переводящий их во второе положение. Одновременно этот сигнал поступает на второй вход схемы управления 9.

Перевод ключа 12 во второе положение обеспечивает подключение источника напряжения 1 к мосту 2 через формирователь видеоимпульсов 11, что обеспечивает подачу

661361

Формула изобретения

5 на диагональ питания моста 2 напряжения в виде видеоимпульсов. Одновременно пе-, ревод ключа 13 во второе положение обеспечивает включение в измерительную диагональ моста блока 15. Сигнал, поступив- . ший в схему управления 9, разрешает начало уравновешивания моста 2 изменением величины резистора 5.

Сигнал рассогласования с выхода блока сравнения 15 через схему управления 9 вызывает изменение (уменьшение) величины резистора 5 в нужном направлении извест - 10 ным способом.

После сведения сигнала рассогласования с выхода блока сравнения 15 к нулю (или наперед заданной величине) процесс измерения величины сопротивления резистора 5 прекращается, и информация о его величине выводится на индикатор 10 в качестве величины сопротивления изоляции исследуемой сети.

Эти сравнения происходят при каждом очередном импульсе измерительного набуря- "io жения, начиная от начала переходного процесса установления, вызывая изменение величины эталонных элементов на каждый очередной шаг (разряд).

При необходимости может быть. выведена на индикацию и величина емкости эталонного конденсатора 6 в качестве величины емкости исследуемой сети.

Наибольшее быстродействие достигается при использовании в качестве источника напряжения переменного тока генератора радиоимпульсов, так как в этом случае (при подаче радиоимпульса) благодаря возникновению переходного процесса в обеих ветвях моста 2 обеспечивается возможность снятия информации о соотношении сравниваемых емкостей в начале (и в течение) пе: реходного процесса на первом этапе уравновешивания моста (этапе уравновешивания емкости).

На втором этапе уравновешивания эта возможность обеспечивается благодаря подаче на мост 2 видеоимпульсов.

Таким образом, несмотря на проведение двух этапов разделительного уравновешивания моста быстродействие устройства много выше, чем быстродействие известных устройств, так как время проведения каждого этапа уравновешивания и суммарное время проведения обоих этапов намного меньше; чем время уравновешивания моста в известных устройствах. Этот эффект достигается благодаря исключению в предлагаемом устройстве необходимости выделения времени на завершение переходных процессов установления измерительного напряжения перед снятием информации о соотношении сравниваемых величин при каждом очередном сравнении (при каждом шаге изменения регули- Л руемой величины).

Высокая точность измерения обеспечивается тем, что на первом этапе уравновеши-- вания шунтирующее действие эталонного регулируемого сопротивления и сопротивления изоляции пренебрежимо мало из-за возможности выбора сравнительно высокой час- тоты измерительного напрИЖения "переменного тока, а на втором этапе уравновешивание сопротивлений проводится на фоне уже уравненных емкостей, и поэтому результат сравнения определяется соотношением величин сравниваемых сопротивлений-.

I. Устройство для измерения сопротивле-ния изоляции электрических сетей, содержащее источник напряжения переменного тока, измерительный мост, два плеча которого о6разованы постоянными резисторами, а два других — соответственйо эталонным регулируемым резистором и зажимами для подключения объекта измерения, и последователь- но соединенные схему управления и индикатор, отличающееся тем, что,.с целью повышения быстродействия, в него введены форми- рователь видеоимпульсов, два ключа, блок сравнения действующих (или средних) значений переменного тока, блок сравнения мгновенных значений переменного тока, вторая схема управления, одина@мые развязывающий и симметрирующий блоки, включенные соответственнб в плечо, содержащее объект измерения, и в плечо, содержащее эталонный регулируемый резистор, параллельно которому включен эталонный регулируемый конденсатор, причем одни выводы источника напряжения переменного тока и формирователя видеоимпульсов соединены " с одной вершиной диагонали питания моста через ключ, а вторые выводы источника на- пряжения переменного тока и формирователя видеоимпульсов соединены с другой вершиной диагонали питания моста, при этом одна из вершин измерительной диагонали моста соединена с первыми входами блока сравнения действующих или средних значений переменного тока и блоКа сравнения мгновенных значений переменного тока, другие выходы которых через второй ключ соединены со второй вершиной измерительной диагонали моста, а выход каждого блока сравнения через соответствующие схему управления соединен соответственно с управляемыми входами эталонного регулируемого конденсатора и эталонного регулируемого резистора, выход схемы управления, соединенной с управляемым входом эталонного регулируемого конденсатора, соединен с другой схемой управления и управляемыми входами ключей.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника напряжения пере- менного тока использован генератор радиоимпульсов.

3. Устройство по п. 1, отлйчающееся тем, что при исследовании электрических сетей постоянного- тока в качестве развязывающе— =-.--- ro и симметрирующего блоков использованы одинаковые конденсаторы.

4. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что при исследовании электрических сетей переменного тока в качестве развязывающего и симметрирующего блоков использованы одинаковые фильтры.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при исследовании смешанных сетей

661361 перемен но-постоянного токов, содержащих переменную и постоянную составляющие, использованы последовательно соединенные одинаковые конденсаторы и фильтры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник «Цифровые измерительные приборы», Л., «Энергия», 1971, с. 103 — 109.

2. Устройство «Ом — 999», Технические

10 условия, ТУ5.648.5080 — 75.

Составитель И. Бахтина

Редактор Л. Утехина Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Заказ 2435 41 Тираж 1089 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4