Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под напряжением и имеющих большие емкости фаз относительно корпуса /земли/

 

7/) 8

3178.8) (72) Автор изобретения

Л.Н. Карпиловский (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

И ИМЕЮЩИХ БОЛЬШИЕ ЕМКОСТИ ФАЗ ОТНОСИТЕЛЬНО КОРПУСА (ЗЕМЛИ) Изобретение относится к электротехнике, в частности к области измерения сопротивления изоляции электри- ческих сетей, находящихся под рабочим напряжением и имеющих большие емкости относительно корпуса (земли).

llo основному авт.св. Н 80/201 известно устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под напряжением и

1О имеющих большие емкости фаз относительно корпуса (земли), содержащее индикатор, переключатель, регулируемый резистор, блок дифференцирования, ключ, блок анализа и управления,два измерителя напряжения, форсирующий конденсатор Elf.

Недостатком известного технического решения является накопление заряда на форсирующем конденсаторе в процессе форсировки перезаряда ем костей фаз сети, что либо вынуждает делать паузы между циклами перезаряда более длительными, чтобы обеспечить стекание заряда, либо ведет к тому, что в начале каждого очередного цикла форсировки перезаряда сопротивление форсирующего канала переэаряда становится больше, чем в начале предыдущего цикла, что постепенно снижает скорость форсировки перезаряда, не позволяя тем самым добиться, самых минимальных затрат времени на переходной процесс установления напряжения.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства путем стабилизации и минимизации начальной величины форсирующего зарядного импеданса до начала каждого очередного цикла форсирующего переэаряда,обеспечения квантования количества идущего на форсированный переэаряд электричества и минимизации времени завершения переходного процесса после окончания циклов форсирующего перезаряда.

901939

3$

Ю

4S

$5

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под напряжением и имеющих большие емкости фаз относительно корпуса (земли), содержащее индикатор, переключатель, регулируемый резистор, первый вывод которого соединен с блоком дифференцирования и с ключом, блок анализа и управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами переключателя и ключа, третий выход соединен со средним выводом регулируемого резистора, два измерителя напряжения, форсирующий конденсатор, первый вывод которого подключен к выходу ключа, второй вывод — к корпусу (земле), потенциальные входы измерителей напряжения и два вывода переключателя соответственно подключены к фазам контролируемой сети, третий вывод соединен с регулируемым резистором, второй вывод которого и вторые входы измери- 3$ телей напряжения подключены к корпусу (земле), выходы измерителей напряжения и блока дифференцирования соединены соответственно с тремя входами блока анализа и управления, к выходу которого подключен индикатор, введен элемент принудительного восстановления начальных условий форси-, рующего конденсатора, например, дополнительный резистор, первый вывод которого подключен к ключу, второй вывод — к корпусу.

Кроме того, блок анализа и управления содержит блок сравнения, блок управления переключателем, два пороговых элемента, логический элемент

ИЛИ, логический элемент И, генератор тактовых импульсов, блок управления регулируемым резистором, ключ, причем выход блока сравнения соединен со входом блока управления переключателем и с первым входом ключа, выход которого соединен со входом блока управления регулируемым резистором, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, который также соединен с первым входом логического элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, а выход - со вторым входом ключа.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит два измерителя 1 и 2 напряжения, переключатель

3, регулируемый резистор 4, ключ 5, форсирующий конденсатор 6, блок 7 дифференцирования, блок 8 анализа и управления, индикатор 9, элемент

10 принудительного восстановления начальных условий форсирующего конденсатора, например, дополнительный резистор, причем блок 8 анализа и управления содержит блок 11 сравнения, блок 12 управления переключателем, два пороговых элемента 13 и

14 логический элемент ИЛИ 15, логический элемент И 16, генератор 17 тактовых импульсов, блок 18 управ-, .ления регулируемым резистором ключ 19.

Устройство работает следующим образом.

После определения с помощью изме,рителей 1 и 2 напряжения блока 11 сравнения полюса (фазы) сети с большим потенциалом относительно корпуса, что отражается в полярности сигнала на выходе блока 11 сравнения, поступающего в блок 12 управления пе- реключателем, последний подключает с помощью переключателя 3 регулируемый резистор 4 к полюсу (фазе) сети с большим потенциалом.

Затем. сигнал с выхода блока 11 сравнения, пройдя через нормально замкнутый ключ 19 на вход блока 18 управления регулируемым резистором, вызывает с его помощью изменение величины регулируемого резистора 4 на один шаг (в сторону уменьшения).Это приводит к тому, что из-за наличия емкостей полюсов (фаз) сети относительно корпуса начинаются переходные процессы уменьшения напряжения на полюсе (фазе) сети с большим потенциалом и увеличения напряжения на полюсе сети с меньшим потенциалом.

Характер изменения величины напряжения на полюсе (фазе) сети с большим потенциалом отмечается блоком 7 дифференцирования, что приводит к срабатыванию порогового элемента 13 (например, реагирующего на сигнал минусовой полярности).

Сигнал с выхода порогового элемента 13 через элемент ИЛИ 15 поступает на управляемый вход ключа 19, вызывая его размыкание, чем препятствует поступлению управляющих сигна5 901 лов с блока ll сравнения на блок 18 управления регулируемым резистором.

Это обеспечивает временное прекращение регулирования резистора 4.Одновременно сигнал с выхода порого- 5 вого устройства 13 поступает на вход логического элемента И 16, на второй вход которого периодически поступают импульсы с генератора 17 тактовых импульсов. В момент прихода тактового >в импульса на второй вход элемента И 16 на его выходе появляется сигнал, который вызывает переключение ключа 5, при котором форсирующий конденсатор

6 отключается .от резистора 10 и под- 1 ключается к потенциальному выводу регулируемого резистора 4. Подключение форсирующего конденсатора 6, шунтирующего сойротивление изоляции

: полюса (фазы) с большим потенциалом, 2о и регулируемого резистора 4, создает низкоимпедансный путь перезаряда емкостей полюсов (фаз) сети. С тем, чтобы в процессе верезаряда можно было бы как можно больше приблизиться 2g к уровню, определяемому величинами сопротивлений изоляции полюса (фазы) сети, шунтированного установленной на первом шаге величиной регулируе,: мого резистора 4,и полюса (фазы) с зв меньшим потенциалом, количество электричества, протекающее через форсирующий конденсатор 6, квантуют с помощью генератора тактовых импуль сов 17.

В паузе между импульсами ключ 5 возвращается в исходное положение, которое устанавливается форсирующим конденсатором 6. Информация с выхода блока дифференцирования 7 в паузе между импульсами является показателем необходимости продолжения циклов перезаряда с помощью форсирующего конденсатора 6, либо отсутствия такой необходимости.

Если сигнал в паузе импульсами на выходе блока дифференцирования 7 сохраняет знак, который он имеет в начале переходного процесса измерения напряжения на полюсе (фазе) сети в предшествующей паузе между циклами форсированного перезаряда, то пороговый элемент 13 продолжает находиться в сработанном состоянии и обеспечивает прохождение импульсов с генератора 17 тактовых импульсов на ключ 5 для подключения форсирующего конденсатора 6 к регулируемому

939 6 резистору 4. Циклы форсированного перезаряда продолжаются, Если же сигнал в очередной паузе между импульсами на выходе блока

7 дифференцирования меняет знак по сравнению со знаком, который был в предшествующей части переходного процесса, то срабатывает пороговый элемент 14, а пороговый элемент 13 возвращается в исходное состояние.

Возврат порогового элемента 13 в исходное состояние блокирует логический элемент И 16 и предотвращает поступление импульсов на ключ 5.

Это означает, что на предшествующем цикле форсированного переза ряда несколько перейден необходимый уровень, и дальше будет происходить возврат к этому необходимому уровню (обратный ход).

В течение указанного обратного хода ключ 19 продолжает оставаться в разомкнутом состоянии, так как на

его управляемый вход поступает через элемент ИЛИ 15 сигнал с выхода порогового элемента 14.

В момент достижения уровня перезаряда, определяемого имеющимися а данный момент сопротивлениями изоляции полюсов (фаз) сети и регулируемого резистора 4, сигнал на выходе блока

7 дифференцирования становится равным (или близким) нуле. Пороговый элемент 14, так же как и пороговый элемент 13, возвращается в исходное состояние.

Это вызывает замыкание ключа 19, на вход блока 18 управления регулируемым резистором поступает сигнал с выхода блока 11 сравнения, что означает, что уравнивание потенциалов полюсов (фаз) сети еще не наступило, и блок 18 управления выдает команду на изменение величины регулируемого резистора 4 на очередной шаг.

Далев проходят циклы форсированного перезаряда согласно описанному . выше.

Есле же после завершения циклов форсированного перезаряда одновременно с нулем на выходе блока 7 дифференцирования становится .равным нулю сигнал на выходе блока 11 сравнения, то блок 8 регулируемым резистором управления не проводит дальнейшего изменения величины регулируемого резистора 4.

Процесс измерения завершен, и величина регулируемого резисто1о

Vq - V х1 v2

К ч -ч к

Х = У1 Р (2);

Vg - Va.

Э VÄ + V2 р

2О

25 зо

7 90193 фиксируется в индикатора 4 ре 9.

На выход индикатора 9 может при этом быть выведена либо величина регулируемого резистора 4, либо значения сопротивления изоляции полюсов (фаз) Ry< и R y и эквивалентного сопротивления R>, рассчитанные по формулам где / .V>, — потенциалы полюсов (фаз) сети до уравнивания, при этом

V, Ч .

Формула изобретения

1. Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под напряжением и имеющих большие емкости фаз отно. сительно корпуса (земли) по авт.св.

9 805201, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродбйствия устройства, в него введен элемент принудительного восстановлеВНИИПИ Заказ 12373/55

Тираж 718 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 ния начальных условий форсирующего конденсатора, например, дополнительный резистор, первый вывод которого подключен к ключу, второй выводк корпусу.

2. Устройство по n.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок анализа и управления содержит блок сравнения, блок управления переключателем, два пороговых элемента, логический элемент ИЛИ, логический элемент

И, генератор тактовых импульсов, блок управления регулируемым резистором, ключ, причем выход блока сравнения соединен со входом блока управления переключателем и с первым входом ключа, выход которого соединен со входом блока управления регулируемым резистором, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, который соединен с первым входом Логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, а выход - со вторым входом ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

И 805201, кл. G 01 R 27/18,02. 11.78 (прототип}.