Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистииеских

Реса блик (i i) 661415. I

«» с ",5) р >» о (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.07.76 (21) 2385111/18-21 с присоединением заявки № 2396854/18-21 (51) М. Кл

G01 R 27/18

Государственный камнтет

СССР оо делам нзооретеннй н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17 (53) УДК 621.317. .3 (088.8) Дата опубликования описания 15.05.79. (72) Авторц изобретения!

Л. Н. Карпиловский и С. И. Раскин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

/

Изобретение относится к электроизмерениям, в частности, к устройствам для измерения сопротивления изоляции, может быть использовано для измерения сопротивления изоляции судовых сетей, находящихся под напряжением или обесточенных, а также электрических сетей подземных шахт, рудников и во всех других случаях, где эксплуатируются электрические сети с изолированной нейтралью.

Известно устроиство для измерения со1О противления, содержащее измерительный мост, в одно из плеч которого включено измеряемое сопротивление, а в другое — компенсирующий резистор, источник переменного тока, сравнивающий блок, блок управления, индикатор, причем источник переменного тока включен во входную диагональ моста, а в выходную диагональ включен сравнивающий блок, выход которого через блок управления соединен с управляемым входом компенсирующего резистора и 20 с индикатором (1).

Это устройство не пригодно для измерения сопротивления изоляции электрических сетей попостоянного тока, находящихся под напряжением.

Известно также устройство для измерехния сопротивления и шунтирующей его емкости, содержащее измерительный мост, в одно из плеч которого включены измеряемое сопротивление изоляции и шунтирующая его емкость, в смежное плечо — компенсирующий резистор и шунтирующий его конденсатор, во входную диагональ моста включен источник напряжения переменного тока, а в выходную диагональ — сравнивающий блок переменного тока, сигнал с которого при введении блока управления может управлять изменением величины компенсирующих резистора и конденсатора, а искомая величина сопротивления может индицироваться индикатором.

Недостатком данного устройства является недостаточная точность измерения при компенсации больших емкостей сети, связанная с уменьшением сигнала рассогласования в зоне равновесия моста.

Цель изобретения: повышение точности измерения.

661415

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее измерительный мост, в одно из плеч которого включено сопротивление изоляции и шунтируюшая его емкость сети относительно корпуса, в смежное плечо включены компенсирующий резистор и шунтируюший его компенсирующий конденсатор, во входную диагональ которого включен источник переменного тока, а в выходную диагональ — 10 сравнивающий блок переменного тока, выход которого соединен со входом блока управления, причем первый выход блока управления соединен с управляющим входом компенсирующего резистора и с индика15 тором, второй выход.— с управляющим входом компенсирующего конденсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным блоком управления и пороговым элементом, вход которого связан с вершиной вы- 20 ходной диагонали моста со стороны компенсйруюШйх резйстора и конденсатора, а выход через дополнительный блок управления подключен к управляюшему входу источйика переменного тока.

Дополнительный блок управления содер- жит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, элемент И вЂ” НЕ, блок памяти, ключи и делитель, вход которого подключен к источнику постоянного тока, причем входом дополнительного блока управления является второй вход элемента

И вЂ” НЕ,,а выходом дополнительного блока управления — выход делителя.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит измерительный мост 1, одно из плеч которогс! составляет сопротивление изоляции контролируемой сети 2, шунтированное емкостью сети 3 относительно корпуса, а другое смежное плечо — компенсирующий резистор 4 и шунтирующий его компенсирующий конденсатор

5, сравнивающее устройство переменного тока 6, источник переменного тока 7, блок управления 8, индикатор 9, пороговый элемент 10, дополнительный блок управления 11.

В состав дополнительного блока управ- 4 ления 11 входят генератор тактовых импульсов 12, элемент И вЂ” НЕ 13, блок памяти !4, ключи 15, делитель lб,источник постоянного тока 17.

Во входную диагональ измерительного моста 1 включен источник переменного тока

7, а в выходную — сравнивающий блок, переменного тока 6, выход которого соединен со входом блока управления 8. Первый выход блока управления 8 соединен с управляющим входом компенсирующего резистора 4 и с индикатором 9, второй выход— с управляющим входом компенсирующего конденсатора 5. Вершина выходной диагонали моста со стороны компенсирующих резистора 4 и конденсатора 5 через пороговый элемент 10 и дополнительный блок управления 11 подключена к управляюшему входу источника переменного тока 7.

В дополнительном блоке управления 11 последовательно соединены генератор тактовых импульсов 12, элемент И вЂ” НЕ 13, блок памяти 14, ключи 5, делитель 16, вход которого подключен к источнику постоянного тока 17, причем входом дополнительного блока управления 11 является второй вход элемента И вЂ” НЕ 13, а выходом дополнительного блока управления 11 — выход дел ител я 16.

Устройство работает следующим образом.

При изменении сопротивления изоляции

2 или шунтируюшей его емкости сети 3 относительно корпуса сигнал разбаланса измерительного моста l со сравнивающего блока 6 через блок управления 8 вызывает изменение величины сопротивления и емкости соответственно компенсирующих резистора 4 и конденсатора 5, направленное на уравновешивание активной и емкостной составляющих комплексного сопротивления изоляции сети. По мере приближения к моменту равновесия измерительного моста изменение (например, увеличение) емкости компенсирующего конденсатора 5 ведет к уменьшению падения напряжения на комплексном компенсирующем сопротивлении.

С уменьшением сравниваемых сигналов относительная погрешность сравнения увеличивается, что ведет к увеличению общей погрешности уравновешивания.

При уменьшении падения напряжения на компенсируюшем плече измерительного моста ниже заданного уровня пороговый элемент !О возвращается в исходное состояние. Это вызывает изменение управляющего сигнала на выходе дополнительного блока управления 11, что ведет к изменению частоты источника переменного тока 7 таким образом, что падение напряжения на компенсирующем комплексном сопротивлении измерительного моста возрастает. При этом пороговый элемент 10 вновь срабатывает, а величина сигнала, вызвавшего необходимое изменение частоты источника переменного тока 7, запоминается на выходе дополнительного блока управления 11, и происходит дальнейшее уравновешивание измерительного моста при новом значении частоты источника переменного тока 7.

Сравниваюший блок 6 на первом этапе урановешивания сравнивает действующие значения напряжения переменного тока (уравновешиваются емкости), а на втором этапе — мгновенные значения (уравновешиваются сопротивления) .

Величина сопротивления изоляции после уравновешивания воспроизводится индикатором 9.

661415

ЦН И И П И Заказ 2442/44 Тираж 1089 Подписное

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

Дополнительный блок управления 11 работает следующим образом.

В случаЬ возвращения порогового элемента 10 в исходное состояние от генератора тактовых импульсов 12 через элемент И вЂ” НЕ 13 на блок памяти 14, управляющий ключами 15, начинают проходить тактовые импульсы. Ключи изменяют коэффициент передачи делителя 16, что обеспечивает появление на его выходе нарастающего (убывающего) ступенчатого напряжения (тока), которым управляется частота источника переменного тока 7.

Входное сопротивление порогового элемента 10 может быть скомпенсировано эквивалентным сопротивлением в смежном плече измерительного моста.

Та же задача, что и в данном изобретении, может быть решена, если в прототипе второй вь|ход блока управления 8 (соединенный с управляющим входом компенсирующего конденсатора 5) соединить непосредственно и с управляющим входом источника переменного напряжения 7, а третий выход блока управления 8 соединить с управляющим входом сравнивающего блока 6.

В этом устройстве частота источника переменного тока изменяется по заранее заданной программе дискретно, по мере дискретного изменения емкости компенсирующего конденсатора, без измерения падения напряжения на компенсирующем плече измерительного моста.

Данное устройство обладает универсальностью и повышенной точностью, что позволяет использовать его для контроля и измерения сопротивления изоляции различных электрических сетей.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее измерительный мост, в одно из плеч которого включены сопротивление изоляции и шунтирующая его емкость сети относительно корпуса, в смежное плечо включены компенсирующий резистор и шунтирующий его компенсирующий конденсатор, во входную диагональ которого включен источник переменного тока, а в выходную диагональ— сравнивающий блок переменного тока, выход которого соединен со входом блока управления, причем первый выход блока управления соединен с управляющим входом компенсирующего резистора и с индикатором, второй выход — с управляющим входом компенсирующего конденсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным блоком управления и пороговым элементом, вход которого связан с вер1циной вйходной диагонали моста со стороны компенсирующих резистора и конденсатора, а выход

20 через дополнительный блок управления подключен к управляющему входу источника переменного тока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный блок управления содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, элемент

И вЂ” НЕ, блок памяти, ключи и делитель, вход которого подключен к источнику. постоянного тока, причем входом дополнительного блока управления является второй вход элемента И вЂ” НЕ, а выходом дополнительного блока управления — выход делителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Цифровые измерительные приборы.

Справочник. «Энергия», Л., 1971, с. 103 †1.

2. Соловьев Н. Н. Измерение напряжений и сопротивлений (проводимостей).

«Связь», М., 1968, с. 248 †2, 258 †2, 263 †2.