Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцкалистичвскни

Республик

<н978073 (61) Дополнительное к авт. саид-ву Е 664122 (22) Заявлено 01.06.81 (21) 3292596/18-21 с присоединением заявки Но(51) М, Кп.з

G R 27/18

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритете

Опубликовано 30.1182 бюллетень йо 44 (53) УДК 621. 317.. 333 (088. 8) Дата опубликования описания 30. 11. 82

В. Н. Брызгало и В. Б. Якомаскин l

1,,д

j. 1," г

Витебский завод электроизмерительных приборов им. 60-летия Великого Октября (72) Авторы изобретения

)j ь» с „ у 3;..." - х с,г. (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в телеметрических системах измерения сопротивления изо- . ляции и емкости сетей постоянного тока на энергетических объектах различного назначения, а также для одновременного и независимого измерения активной и емкостной составляющих сопротивления высокоимпедансных

RC-цепей, находящихся под воздействием постоянного напряжения или обесточенных.

По основному авт. св. и 664122 известно устройство для измерения сопротивления изоляции элек"грических сетей, содержащее генератор импульсов, опорный резистор, конденсатор, аналоговый ключ и индикатор, развяэывающий блок, блок определения экстремума, вычислительный блок, блок

»формирования пауз, выход которого через последовательно соединенные генератор импульсов, опорный резистор и конденсатор подключен к входному зажиму и к входу развязывающего блока, выход последнего связан с входом блока определения экстремума и с первым входом вычислителя, второй и третий входы которого подклю чены к соответствующим выводам опорного резистора, а четвертый вход вычислителя соединен с вторым входом генератора импульсов, причем первый и второй выходы вычислителя через аналоговйй ключ соединены с индикатором, а внход блока определения экстремума через блок формирования пауз подключен к второму входу генератора импульсов (1).

Недостатком известного устройст" ва являются его ограниченные функциональные возможности, так как устройство не может измерять емкость сети.

Цель изобретения — расщирение функциональных возможностей устройства для измерения изоляции электрических сетей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления изоляцни электрических сетей, содержащее генератор импульсов, опорный резистор, конденсатор, аналоговый ключ и индикатор, развязывающий блок, блок определения экстремума, вычислительный блок и блок формирования пауз, выход которого через последовательно соединенные генератор импульсов, опорный резис978073 тор и конденсатор подключен к входному зажиму и к входу развязывающего блока, выход последнего связан с входом блока определения экстремума и с первым входом вычислителя, второй и третий входы которого подключены к соответствующим выводам опорного резистора, и четвертый вход вычислителя соединен с вторым входом генератора импульсов, причем первый и второй выходы вычислителя через аналоговый ключ соединены с индикато- ром, а выход блока определения экстремума через блок формирования пауз подключен к второму входу генератора импульсов, дополнительно введены диф- 5 ференцирующий блок, второй вычислительный блок, второй аналоговый! ключ и второй индикатор, причем вход дифференцирующего блока соединен с выходом разнязывающего блока, выход дифференцирующего блока соединен с "первым входом второго вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом блока формирования пауз, а первый и второй a xopma epe3 второй аналоговый ключ соединены со вторым индикатором.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, опорный резистор 2, конденсатор 3, первый аналоговый ключ 4, индикатор 5, развязывающий блок б, блок 7 определения экстремума, первый вычислительный блок 8 (вычислитель)г блок 9 формирования пауз, дифференцирующий блок 10, второй вычислительный блок 11, второй аналоговый ключ

12, второй индикатор 13.

Выход блока 9 через последовательно соединенные генератор 1, опорный 40 резистор 2 и конденсатор 3 подключен к входному. зажиму и к входу развязывающего бока б. Выход блока б соединен с входом блока 7 определе,ния экстремума, дифференцирующим-- бло 45 ком 10,и первым входом вычислительного блока 8, второй и третий входы которого подключены к выводам опорного резистора 2, а четвертый вход блока 8 соединен с вторым входом

50 генератора 1. Первый и второй выходы вычислительного блока 8 через аналоговый ключ 4 соединен с первым индикатором 5. Выход блока 7 определения экстремума подключен к входу блока формирования пауз и к второму входу генератора 1 импульсов. Выход дифференцирующего блока 10 связан с первым входом второго вычислительного блока 11, второй вход которого соединен с выходом блока 9 формирования пауз, а выход через второй аналоговый ключ 12 соединен с вторым индикатором 13.

Устройство работает следующнм образом. 65

При запуске генератора 1 импульсов на его выходе появляется единич-ный скачок измерительного напряжения, образующий передний фронт и вершину измерительного. импульса U2. Этот сигнал через опорный резистор 2 и кон денсатор 3 поступает в исследуемую . сеть, Так как входное сопротивление раэвязывающего блока б обеспечивают очень высоким, то величина напряжения иэмеретельного сигнала на вхалном зажиме чстпойства опоелеляется величиной импеданса изоляции сети.

Это напряжение через развязывающий блок б непрерывно поступает на первый вход вычислителя 8 и на вход 7 определения экстремума, Одновременно через второй и третий входы в вычислитель 8 поступает информация о величине падения напряжения измерительного сигнала на опорном резисторе 2, т.е. фактически информация о величине полного тока измерительного сигнала.

В момент достижения напряжения U экстремума, что.определяется с помощью блока 7 определения экстремума, емкостная составляющая тока измерительного сигнала обращается в нуль и величина полного тока измерительного сигнала определяется исключительно активной составляющей. Сигнал об этом с выхода блока 7 поступает одновременно на четвертый вход вычислителя 8, на второй вход генератора ймпульсов 1 и на вход- блока 9 формирования пауз.

По этому сигналу на выходе генератора импульсов 1 формируется задний фронт измерительного импульса, в блоке 9 формирования пауз начинается отсчет времени паузы, а в вычислителе 8 с помощью находящегося в нем логического блока, на другой вход которого поступает информация о наличии импульса на выходе генератора

1 импульсов, вырабатывается сигнал, дающий разрешение на замыкание аналогового ключа 4. Указанный разрешающий сигнал через первый выход вычислителя 8 поступает на управляемый вход аналогового ключа 4. При эамыкании ключа 4 информация о величине сопротивления изоляции исследуемой сети с второго выхода вычислителя

8 через аналоговый ключ 4 поступает на индикатор 5.

Таким образом, на индикатор 5 выводится информация о величине сопротивления изоляции исследуемой сети только,после полного разряда емкости сети током измерительного сигнала, когда емкостная составляющая этого тока равна нулю.

После сформирования паузы, необходимой для приведения устройства и его блоков в исходное состояние, с выхода блока 9 формирования пауз на первый вход генератора 1 импуль

978073 (3) 30

Формула изобретения сов поступает сигнал, по которому на выходе генератора 1 импульсов, формируется очередной единичный скачок измерительного напряжения и на чинается новое измерение.

Принцип измерения емкости сети заключается в следующем. !

Ток через резистор 2 1р равен сумме токов, протекающих через ак тивную составляющую полного импедан. са сети R» и емкость сети C„

1р = 1»+ iñ (1) где iö с - активная и емкостная

I составляющие полного тока соответственно.

Токи 1,„ и 3.© равню

1о = Pi a = ц 1с Сх г — > (2) и . . их. . Ш„ где R - сопротивление резистора 2;

R» - сопротивление изоляции контролируемой сети;

С» — емкость сети;

Бю - напряжение на резисторе 2;

Ug - напряжение на импедансе изоляции.

Подставляем выражение (2) в (1) и решаем последнее относительно С»

Ue U»

% Г

Сх - --,п-„-Лж"блок 10, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный произdU< водноя - . Этот сигнал поступает аt

5 на первый вход вычислительного блока

11, ыа второй вход которого подается сийхрониэирующий сигнал с выхода блока 9 формирования пауз, дающий раз 0 решение на замыкание ключа 12. ПостоЕо янная величина - задается непосредственно в вычислительном блоке 11.

На индикаторе 13 подается выходной сигнал блоКа 11 в моменты й,, соответствующие передним фронтам выходных импульсов генератора 1. Согласно эыражения (4) этот сигнал пропорционален емкости сети.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в расширении функциональных воэможностей устройства, а именно в том, что оно может измерять также и емкость сети, погрешность от нелинейности при измерении емкости сети не превышает 5%.

В момент формирования переднего фронта импульса амплитудой Ер, на выходе генератора 1 ток i равен ну.

° Eî лю, а ток 1е =, так как напряжеш ние на емкости С» скачком измениться не может. Вследствие этого выражение (3) упрощается

Ео к„ фл-) (4) где t;, - imMeHTH времени, соответствующие передним фронтом выходных- импульсов гейератора 1.

B соответствии с алгоритмом (4). напряжение U» формируемое в контролируемой,сети под воздействием тестового сигнала, поступает через развя.эывающий блок 6 на диффереяцирующий

Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей по авт. св. Р 664122, о т л и ч аЗ5 ю щ е е с я тем, то, с целью расширения функциональных возможностей, в него. дополнительно введены дифференцирующий блок, второй вычислительный блок, второй аналоговый ключ и

40 второй индикатор, причем вход диффе" ренцирующего блока соединен с выходом развязывающего блока, выход дифферен пирующего блока соединен с первым входом второго вычислительного блока, 45 второй вход которого соединен с выходом блока формирования пауз, а первый и второй выходы через второй аналоговый ключ соединены с вторым индикато« ром.

50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 664122, кл. 3 С 01 К 27/18, 1976.

978073

Составитель Л. Фомина

Редактор Й. Безродная Техред Ж.Кастелевич Корректор.Е

Заказ 9209/б1 тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4