Мост для измерения сопротивленияоб'ектов c поляризационными процес-сами

 

iÃ,,2 трек, „,,;, «с @@ е

/, <

I .„.м » -. gp -::i кhi:- " .1(Ф Ф U. ж; i !ti Л

0ПИСАНИ f

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

< >798608 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) За я влено 02.06.78(21) 262 1525/18-2 1 (51)M. Кд, Q O3. Р 17/10 с присоединением заявки ЭЙ

Гоеударстееииый комитет (23) Приоритетll0 делам изооретеиий и открытий

Опубликовано23.01.81. Бюллетень )й 3

Дата опубликования описания 25.01.81. (53) УДК621..317.733 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Кручинин, Л. Б. Розенбаум, В. А. Горбацевич, A. К. Бульхин и А. С. Искаков

Всесоюзный научно-исследовательский проектноконструкторский и технологический институт кабельной промышленности и. Производственное объединение

Куйбышевкабель" (71) Заявители (54) МОСТ ЙЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ОБЪЕКТОВ С ПОЛЯРИЗАЦИОННЫМИ ПРОЦЕССАМИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть исполв;

% зовано для измерения сопротивления изоляции кабелей различного назначения, обмот ок электрических машин и трансформаторов, конденсаторов и др.

Известно устройство для измерения больших величин сопротивлений, содержащее низкоомные. и высокоомные плечи, нуль-орган- и источники питания моста и нуль-органа. (1 j.

Недостатками устройства являются: низкое быстродействие из-за большой величины постоянной времени цепи заряда емкости объекта, невысокая надеж I5 ность иэ-аа использования в цепи нульоргана контактного элемента, не достаточно надежная защита нуль-органа при коротком замыкании объекта измерения.

Цель предлагаемого изобретения— повышение быстродействия и надежности.

Указанная цель достигается тем, что в мост для измерения сопротивления объектов с поляризационными процессами, 2 содержащий низкоомные и высокоомные плечи, нуль-орган, включенный в измерительную диагональ моста, источник пита-, ния, включенный в диагональ питания моста, введены стабилитрон, оптрон и два диода, включенные в измерительную диагональ моста параллельно нуль-органу. и соединенные между собой параллельно, полупроводниковые переходы которых включены у одного в прямом,,а у другого в обратном направлениях, а параллельно одному из ниэкоомных плеч включен стабилитрон, при этом между выходом нуль-органа и источником питания вклю, чен оптрон.

Такое построение моста позволяет значительно уменьшить время заряда емкости объекта, защитить нуль-орган и низкоомное уравновешивающее плечо от перенапряжений и больших токов при переходном процессе и коротком замыкании.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

79860

Непосредственно мостовыми элементами являются резисторы 3. и 2 низкоомных плеч и высокоомный резистор 3.

Объект 4 измерения упрощенно представлен цепочкой из параллельно включенных резистора и конденсатора, где конденсатор отображает геометричкскую емкость объекта с поляризационными процессами, а резистор определяет сквозной ток, соответствующий сопротивлению изоляции 10 поСле заряда емкости. B одну диагональ включен высоковольтный источник 5 питания моста с ограничением тока короткого замыкания. В другую диагональ включен нуль;-орган 6 с высоким входным 35 сопротивлением (например МГ-22Б), питание которого приведено к потенциалу источника 5. Параллельно входу нуль-органа 6 включены диоды 7, которые совместно со стабилитроцом 8 образуют 29 защитно-форсирующую цепь.

Защитно-форсирующая, цепь осуществляет автоматическое слежение за величиной заряда емкости объекта, отключаясь (т.е. запираясь) при достижении послед- 25 ней значения, близкого к номинальному.

При коротком замыкании объекта измере-. ния эта цель остается включенной постоянно, предохраняя нуль-орган от пробоя, а низкоомное уравновешивающее плечо- от прохождения . по нему тока короткого замыкания.

На выходе нуль-органа 6 включен оптрон 9. Напряжение источника 5 подается в мост при замыкании ключа 10 35

Известно, что результат измерения с минимальной погрешностью можно получить только после полного заряда емкости объекта. Переходный процесс при этом зависит от постоянной цепи заряда, опреде- 4 ляемой величиной емкости объекта и сопротивлением пепи заряда, которая в общем случае определяется суммой внутреннего сопротивления источника 5 и резистора 3 высокоомного плеча. Изготовить высоковольтный источник с малым внутренним сопротивлением не представляет трудностей, в то время как величину сопротивления высокоомного резистора 3 из соображений обеспечения необходимой чувствительности выбирают весьма большой (не менее 200 МОм, т.е. 2.10 Ом).

Не трудно видеть, что при величине емкости объекта, равной 10 Ф (емкость жилы строительной, длины, кабеля), пос55 тоянная цепи будет равна 20 сек.., В предлагаемом устройстве рализуется возможносТь. уменьшения сопротивления пепи заряда во время переходного процес8 4 са созданием вспомогательной цепи с гораздо меньшим сопротивлением (равным сумме внутреннего сопротивления источника питания моста плюс сопротивление двух полупроводниковых переходов стабилитрона и диода, т.е. около 400 Ом).

Постоянная цепи в этом случае будет равна 4-10 сек. Необходимо отметить, что рассмотренные величины постоянных цепей заряда на практике отличаются друг or друга гораздо меньше. Это происходит из-за того, что мы. не полностью учитываем медленные поляризационные процессы.

Для осуществления измерения объекга 4 (например, сопротивление изоляции кабеля)включают в мост и замыканием ключа 10 подают напряжение питания. Заряд емкости объекта 4 происходит по цепи, в. которой присутствуют стабилитрон 8 и один из диодов 7. В начальный момент времени разность потенциалов точек измерительной .диагонали может иметь большое значение, дос таточное для пробоя полупроводниковь.х переходов нуль-органа. Стоящие на входе нуль-органа диоды 7 в этом случае осуществляют защиту входа УПТ нульоргана or перенапряжений при включении и отключении источника или объекта измерения. По мере заряда емкости разность потенциалов точек диагонали умень. шается и, достигнув порогового значения, запирает диоды и :стабилитрон.

Отметим, что на входе УПТ диоды шунтируют вход последнено„ снижая его входное сопротивление до нескольких сот МОм, но это не имеет решающего значения, так как потери в величине рабочего сигнала компенсируются запасом коэффициента усиления нуль-органа.

После запирания диодов дозаряд емкости до минимального значения происхоходит уже через высокоомный резистор 3.

После окончания переходного процесса производится балансировка моста путем изменения величины сопротивления низкоомного плеча 1. О балансе моста судят по значению полярности выходного сигнала. Использование оптрона позволяет согласовать выход высоковольного моста с низковольтным входом логических схем. (Форм ула изобретения

Мост для измерения сопротивления объектов с цоляризационными процессами, содержаший низкоомные и высокоомные

Составитель . И. Бахтина

Техред Т.Маточка Корректор Н. Швыдкая

Редактор В. Данко

Заказ lOOl8/55 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и:.открытий

ll3035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4.5 798608 6 плечи, нуль-орган, включенный в измери- мом, а у другого в обратном направлениях, тельную диагональ моста, источник пита- а параллельно одному из низкоомных плеч ния, включенный в диагональ питания включен стабилитрон, ри этом между моста, о т л и ч а ю ш и и с я тем, выходом нуль-органа и - источником что, с целью повышения быстродействия питания включен оптрон. . и надежности, в него введены стабилитрон, оптрон и два диода, включенные Источнйки,"информации, в измерительную диагональ моста парал- принятые во внимание при экспертизе лельно нуль-органу и соединенные между 1. Авторское свидетельство СССР собой параллельно, полупроводниковые пе- 10 No. 536438,.кл. 5 Ol Я 17/10, реходы которых включены у одного в пря- 08.09.75.