Устройство для измерения тока утечки

 

(72) Авторы изобретения

И. Г. Ланда, Р.3l. Плнк, З.И.Викутан и АЛЛгабарйый ( (Научно-исследовательский и конструкторс о-технологический институт городского хозяйства (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА УТЕЧКИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения тока утечки изоляции высоковольтного электрооборудования электрического транспорта, в частности троллейбуса.

ИЗвестны устройства для измерения тока утечки, содержащие входной генератор тока, выполненный на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, переход эмиттер-база которого через диод присоединен ко входу устройства, импульсный трансформатор, один вывод первичной обмотки которого соединен с коллектором транзистора, один вывод вторичной обмотки через конденсатор присоединен к эмиттеру транзистора, а другой ее вывод подключен к базе транзистора и другому выводу первичной обмотки, и блок индикации, выполненный в виде измерительного прибора, вход которого связан с вторичной обмоткой импульсного трансформатора (1).

Известное устройство имеет недостаточный диапазон измерений тока утечки, ограниченный снизу нелиней" ностью вольтамперных характеристик последовательно включенных диода и перехода эмнттер-база транзистора, а сверху - максимально допустимым током через диод и переход эмиттер-..

5аза транзистора, и недостаточную надежность, обусловленную отсутст- вием защиты устройства от возможных пробоев изоляции в контролируе"

15 алых це ях

Цель изобретения -. расширение ди. апазона измерений тока утечки и повышение надежности устройства. о

Поставленная цлеь достигается тем что в устройстве для измерения тока утечки, содержащем входной генератор тока и связанный с его выходом блок индикации, дополнительно введе3 970276 .ф ны коммутатор, связанным своим входом с входом устройства и имеющий . два выхода, блок защиты, два входа которого раздельно соединены с выходами коммутатора, а выход присоединен к входу входного генератора то ка, управляемый генератор тока, ис,точник опорного напряжения и блок сравнения, причем один вход блока сравнения, выход управляемого генератора тока и выход блока индикации присоединены к выходу входного генератора тока, другой вход блока сравнения и вход управляемого генератора тока раздельно соединены с двумя выхода" ми источника опорного напряжения, а выход блока сравнения связан с входом блока индикации.

Коммутатор может быть выполнен в виде подпружиненного переключающего контакта, общий вывод которого электрически .соединен с щупом, а выводы замыкающего и размыкающего контактов присоединены к выходам коммутатора, Блок защиты может быть выполнен в виде цепочки из двух резисторов, соединенных последовательно, конденсатора и стабилитрона, в которой один вывод цепочки связан с первым входом блока защиты, другой ее вывод присоединен к его выходу и катоду . стабилитрона, объединенные выводы резисторов цепочки соединены с вторым входом блока защиты и первой обкладкой конденсатора, а анод стабилитрона и вторая обкладка конденсатора присоединены к общей шине блока защиты.

Управляющий генератор тока может быть выполнен на транзисторе, цепочке из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов > .стабилитрона, включенном параллельно.переменному резистору, и резисторе, включенном в цепь эмиттера транзистора, база которого присоединена к выводу подвижного контакта переменного резистора, вывод постоянного резистора связан с входом управляемого генератора тока, колллектор тран, зистора присоединен к его выходу, анод стабилитрона и вывод резистора, включенного в цепь эмиттера транзистора, связаны с общей шиной управляемого генератора тока.

На фиг, 1 изображена блоксхема предлагаемого устройства; на фиг.2принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит (фиг. l ) коммутатор 1, вход которого соединен с входом устройства, блок 2 защиты, два входа которого раздельно -присоединены к двум выходам коммутатора 1, входной генератор 3 тока, связанный своим входом с выходом. блока 2 за-! о щиты, блок 4 сравнения, блок 5 индикации, управляемый генератор 6 тока и источник 7 опорного напряжения. Вы ход входного генератора 3 тока сое" динен с выходом блока 5 индикации, с

1$ одним из входов блока 4 сравнения и выходом управляемого генератора б тока, другой вход блока 4 сравнения и вход управляемого генератора 6 тока раздельно присоединены к двум вы2о ходам источника 7 опорного напряжеI ния, а выход блока 4 сравнения подключен к входу блока 5 индикации. Устройство имеет также вспомогательный блок 8 контроля, связанный своим

25 входом с входом устройства.

Коммутатор 1 представляет собой подпружиненный переключающий контакт, общий вывод которого электрически связан с щупом. Переключение

Зв контакта осуществляется вручную или прижатием щупа к контролируемому. объекту.

Выводы замыкающего и размыкающего контактов коммутатора 1 подключены к двум входам блока 2 защиты. Блок

2 защиты содержит (фиг.2), цепочку из последовательно соединенных резистора 9 и резистора 10, конденсатора 11 одна обкладка которого соединена с объединяющими выводами резистора 9 и резистора 10, а другая подключена к общей шине, и стабилитрона 12, анод которого соединен с общей шиной, а катод подключен к другому выводу резистора 10, причем другой вывод резистора 9 связан с первым входом блока 2 защиты, объединенные выводы резистора 9 и резистора 10 соединены с вторым его входом, а другой вывод резистора 10 подключен к выходу блока 2 защиты.

Конденсатор li предназначен для шунтирования переменной составляющей, содержащейся в измеряемом токе утечки, а стабилитрон 12 не допускает « возрастания напряжения на входе последующих элементов устройства выше допустимого уровня ° Входной генера970276

5 0 !

Ъ"

5 тор 3 тока выполнен на транзисторе

13, включенном по схеме с общей базой, причем эмиттер транзистора 13 .через резистор 14 связан с.входом входного генератора 3 тока, а коллектор соединен с его..выходом.

Блок 4 сравнения содержит диод 15„ анод которого соединен с одним вхо-. дом блока 4 сравнения, времязадающую цепочку из конденсатора 16 и соединенных параллельно резистора 17 и диода 18, переключатель на транзисторах 19 и 20, резисторы 21 и 22, включенные в цепь переключателя. Через резистор 21, вывод которого образует другой вход блока 4 сравнения поступает опорное напряжения с одно"

ro из выходов источника 7 опорного напряжения, а резистор 22 является нагрузкой переключателя и связан с выходом блока 4 сравнения. Выход бло ка 4 сравнения. подключен к входу блока 5 индикации, выполненному в виде управляемого ключа на транзисторе

23, база которого соединена.с одним из входов блока 5 индикации, сигналь

;ной лампочки 24, включенной в цепь коллектора транзистора 23 и диода 25, Катод диода 25 подключен к коллекто- ру транзистора 23, а его анод связан с выходом блока 5 индикации. Управляемый генератор 6 тока выполнен на транзисторе 26, цепочке из последовательно соединенным постоянного резистора 27 и переменного резистора 28, шунтированного стабилитро ном 29, и резисторе 30 включенном в цепь эмиттера транзистора 26, причем вывод резистора 27 подключен к входу управляемого генератора 6 тока коллектор транзистора 26 связан. сего выходом, а база транзистора 26 присоединена к выводу подвижного контакта переменного резистора 28.

Регулятор переменного резистора

28 выведен на лицевую панель устройства и имеет шкалу, градуированную в миллиамперах, Блок 8 контроля выполнен в виде последовательно соединенных защитного диода 31, катод которого соединен с входом блока 8 контроля, резистора 32, и кнопки 33. В источни" ке 7 опорного напряжения имеются отводы от источника питания (набора гальванических батарей)для Формиро- вания опорных напряжений и напряжений питания устройства и кнопка 34 включения устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии входное сопротивление устройства велико (последовательно включены резисторы 9, 10 и 14). В момент прикосновения щу", пом к контролируемой цепи, например к корпусу троллейбуса, через коллекторный переход транзистора 13. начинает протекать ток. Если изоляция контролируемой цепи не нарушена, то ток, протекающий через коллекторный переход транзистора 13, мал и не вызывает заряда конденсатора 16 до напряжения срабатывания переключателя на транзисторах 19 и 20, и сигнальная лампочка 24 не загорается. B этом случае утапливают щуп, прижав его к контролируемому объекту, При этом переключающий контакт коммутатора 1 переключается, и через замыкающий контакт подключает щуп к объединенным выводам резисторов 9 и 10 блока 2 защиты, уменьшая входное сопротивление устройства.

В результате этого ток через кол" лекторный переход транзистора 13 уве; личивается, обеспечивая заряд кон денсатора 16 до напряжения переключения переключателя на транзисторах 19 и 20. Конденсатор 16, разряжаясь через переключатель на транзисторах 19 и 20, вызывает включение управляемого ключа на транзисторе

23 в блоке 5 индикации и зажигание сигнальной лампочки 24. Этот,про- цесс заряда и разряда конденсатора

16 периодически повторяется, вызывая мигание сигнальной лампочки

24. Для определения тока утечки путем изменения напряжения, поступающего на базу транзистора 26 управляемого генератора 6 тока с вывода подвижного контакта переменного резистора 28, добиваются прекращения мигания сигнальной лампочки 24. При этом при вращении регулятора переменного резистора 28 увеличивается выходной ток управляемого генератора

6 тока и уменьшается зарядный ток конденсатора f6 в блоке 4 сравнения.

Значение тока утечки отсчитывают по шкале переменного резистора 28 в момент прекращения мигания сигнальиой лампочки 24.

Если изоляция контролируемой цеЛи нарушейа, сигнальная лампочка 24 начинает мигать при прикасании щупа

970276 8 к контролируемой цепи без переклю= чения переключающего контакта коммутатора 1. - Наличие блока 8 контроля позволяет проверить исправность и работоспособность устройства перед проведением измерений путем одновременного нажатия кнопок 33 и 34.

Предлагаемое устройство имеет значительно больший диапазон изме рения тока утечки изоляции и более надежно в работе за счет наличия блока защиты, исключающего возможность повреждения устройства при наличии нарушения изоляции контролируемой цепи.

Использование устройства позволяет "-сократить время измерения тока утечки изоляции и повысить бе" зопасность обслуживания электрообо" рудования электрического транспорта, например, троллейбуса-. формула изобретения

1. Устройство для измерения тока утечки, содержащее входной генератор тока и связанный с его выходом блок индикации, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения и повышения надежности в него дополнительно введены коммутатор, связанный своим входом с входом устройства и имеющий два выхода блок защиты, два входа которого раздельно соединены с выходами коммутатора, а выход присоединен к входу входного генератора тока

7 управляемый генератор тока „источник опорного напряжения и блок сравнения, причем один вход блока сравнения выход управляемого генератора тока и выход блока индикации присоединены к выходу входного генератора тока, другой вход блока сравнения и вход управляемого генератора тока раздель, но соединены с двумя выходами источника опорного напряжения а выход блока сравнения связан с входом блока индикации.

2. Устройство.по и. 1, о..-т л и ч аю щ е е с я твм, что,коммутатор вы" полнен в виде подпружиненного переключающего контакта, общий вывод которого электрически соединен с щупом, а выводы замыкающего и размыкающего контактов присоединены к выходам коммутатора.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок защиты выполнен в виде цепочки из двух резисторов, соединенных последователь

15 нс конденсатора и стабилитрона, в которой один вывод цепочки связан с первым входом блока защиты, другой

45 ее вывод присоединен я его выходу и катоду стабилитрона, объединенные выводы резисторов цепочки соединены с.вторым входом блока защиты и первой обкладкой конденсатора, а анод стабилитрона и вторая обкладка конденсатора присоединены к общей шине блока защиты.

4, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что управляющий генератор тока выполнен на транзисторе, цепочке из последовательно сое- . диненных постоянного и переменного резисторов, стабилитрона, включенном параллельно переменному резистору, и резисторе, включенном в цепь эмиттера транзистоа, база которого присоединена к выводу подвижного контакта переменного резистора, вывод постоянного резистора связан с вхо" дом управляемого генератора тока, коллектор транзистора присоединен к его выходу,а анод стабилитрона и вывод резистора, включенного в цепь эмиттера транзистора, связаны с общей шиной управляемого генератора тока.

Источники информации, понятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 458785, кл. G 01 R 31/02, 1972 (прототип).