Устройство для измерения и контроля сопротивления изоляций

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

151>4. G 01 R 27/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (89) 129694 ГДР (21) 7770071/26-21 (22) 02.01.78 (31) hV G Ol R/197052 (32) 24.01.77 (33) Ш) (46) 15. 04.86. Бюл. 9 14 (71) ФЕБ Шиффсэлектроник (DD) (72) Зегерт Дитер и Зоболл Густав (DD) (53) 621 . 317 .333 (088. 8) (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ в сетях переменного тока с прямо или косвенно подключенным через выпрямитель потребителем постоянного тока посредством наложенного на напряжение сети измерительного постоянного напряжения, содержащее источник измерительного напряжения, который через переключатель полярности соединен последовательно с измерительным резистором, включенным между одной фазой сети переменного напряжения и земляной шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены измерительный усилитель, пять переключателей, схема формирования максимального значения, схема формирования минимального значения, схема сложения, схема вычитания, два запоминающих блока, две пороговые схемы, регистрирующий прибор и два индикатора, причем измерительный резистор через измерительный усилитель подключен к двум переключателям, первый из которых через схему формирования максимального значения соединен с первым входом схемы сложения, ÄÄSUÄÄ 1224744 A а второй — со схемой формирования минимального значения, выход которой связан соответственно с первыми входами схем сложения и вычитания, причем выход схемы сложения соединен через первую пороговую схему с первым индикатором, выход схемы формирования максимального значения подсоединен к вторым входам схем вычитания и сложения, при этом выход последней через последовательно соединенные третий переключатель и первый запоминающий блок соединен с одним входом четвертого переключателя, выход которого подключен к регистрирующему прибору, выход схемы вычитания связан через последовательно соединенные пятый переключатель и второй запоминающий блок с другим входом четвертого переключателя, а вторая пороговая схема подключена входом к выходу схемы вычитания, а выходом — к второму индикатору.

2. Устройство по п. I о т л и ч а ю щ е е с я тем, что стабилизированный источник постоянного напряжения первым выводом через переключающий элемент подключен к запоминающему блоку и аноду выпрямителя, а катод выпрямителя через следующий переключательный элемент — к резистору, причем к вторым выходам стабилизированного источника постоянного напряжения, запоминающего блока и резистора приложен общий опорный потенциал.

1224744

Предлагаемое устройство может быть использовано но всех сетях переменного напряжения с изолированной нейтралью.

Измерение и контроль значения со- 5 противления изоляции в сетях переменного напряжения с изолированной нейтралью согласно современному уровню техники осуществляется посредством приложенного к сети постоянного из-. мерительного напряжения или переменного измерительного напряжения со сдвигом частоты.

Измерительное напряжение, приложенное между точкой измерения и зем- 15 лей (или массой корпуса корабля), возбуждает измерительный ток, обратно пропорциональный значению сопротивления изоляции.

Измерительный ток искажается, 7О если к сети прикладынаются другие напряжения измерительного напряжения.

Этот случай встречается при использовании в качестве измеритепьного напряжения постоянного напряжения, если в сеть переменного напряжения непосредственно включены с: стемы постоянного тока (неуправляемые, управляемые частично или полностью управляемые), которые имеют понижен- 3б ное сопротивление изоляции. В зависимости от положения точки с малой изоляцией дополнительное напряжение может складываться с измерительным напряжением или вычитаться. 35

Иэ патентной литературы известны два способа для исключения или сигнализирования составляющей измерительного тока, возбужденной доп ..>òê÷-. тельным напряжением. 40

Предложенные в акцептованной заявке ФРГ, ¹ 2251784 (кл. G 01 R 18/2?, 1976) и в выложенной заявке ФРГ

Ф 2436073 (кл. G О! К, 1977) способы посредством триггерной схемы определяют превышение определенной вы соты составляющей помех на ток сигнала ошибки.

Существенными недостатками предложенных способов следует считать не- Я обходимость согласования измеритель- ного напряжения и напряжения сети.

В установках автоматизации устройством измерения и контроля изоляции опрашиваются зачастую несколько Я участков сети с разным сетевым .напряжением, так что в таких случаях возникают дополнительные аппаратурные затраты для создания согласованного для каждой сети измерительного напряжения в смысле описания изобретения к патенту.

Изнестный способ № 2107731, кл. С 01 R 27/18, 1976) дает воэможность устранять составляющие тока сигнала ошибки посредством приложенных к постоянному измерительному току составляющих постоянного и переменного тока.

Недостаток данного способа состоит н том, что степень помех тока сигнала ошибки не может быть определена, потому точность измерения и контроля низка.

Цель изобретения — повышение готонности контролируемых электротехнических установок и оборудования.

Поставленная цель достигается reM, что н устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции н сетях переменного тока с прямо или косвенно подключенным через выпрямитель потребителем постоянного тока посредством наложенного на напряжение сети измерительного постоянного напряжения, содержащее источник измерительного напряжения, который через переключатель полярности соединен последовательно с измерительным резистором, включенным между одной фазой сети переменного напряжения и земляной шиной, введены измерительный усилитель, пять переключателей, схема формирования максимального значения, схема формирования минимального значения, схема сложения, схемы вычитания, два запоминающих блока, дне пороговые схемы, регистрирующий прибор и >. дна индикатора, причем измерительный резистор через измерительный усилитель подключено к двум переключателям, первый иэ которых через схему формирования максимального значения соединен с первым входом схемы сложения> а второй - co схемой формирования минимального значения, выход которой связан соответственно с первыми входами схем сложения н вычитания, причем ныход схемы сложения соединен через первую пороговую схему с первым индикатором, выход схемы формирования максимального значения подсоединен к вторым входам схем вычитания и сложения, при этом выход последней через последо1224744

5 !

О

55 вательно соединенные третий переключатель и первый запоминающий блок соединен с одним входом четвертого переключателя, выход которого подключен к регистрирующему прибору, выход . схемы вычитания связан через последовательно соединенные пятый пере ключатель и второй запоминающий блок с другим входом четвертого переключателя, а вторая пороговая схема подключена входом к выходу схемы вычитания, а выходом — к второму индикатору.

При решении задачи изобретение исходит из тех соображений, что отходящие от сети симметричные переменные напряжения не влияют на результат измерения, так как в обычных измерительных устройствах они устраняются посредством параллельного подключения конденсатора к измерительному прибору или измерительному сопротивлению.

По сравнению с этим асимметричные переменные и постоянные напряжения (в дальнейшем названные дополнительными напряжениями), которые могут встречаться в сети при эксплуатации имеющих дефектную изоляцию потребителей постоянного тока, имеют направление, зависящее от расположения дефекта изоляции в системе постоянного тока, если исходить при рассмотрении из интеграла тока по времени.Составляющая этогодополнительного напряжения может вычитаться или складываться в зависимости от полярности измерительного напряжения.

Предлагаемое устройство во время измерительного цикла образует сначала абсолютное значение падения напряжения на измерительном резисторе (Rz), вызванного составляющими тока I (возбужден постоянным измерительным напряжением U ) и (возбужден дополнительным напряжением из сети). Из этого абсолютного значения определяется максимум и записывается в память. Максимальное значение соответствует уравнению

После перемены полярности измерительного напряжения U определяется и запоминается минимум абсолютного значения падения напряжения на измерительном резисторе I. Минимальное значение соответствует уравнению „;„= I„+I(L! = (I сь) °

Записанные в память абсолютные значения максимума и минимума складываются и вычитаются.

На фиг. ) изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит источник l измерительного напряжения, который через переключатель 2 полярности соединен последовательно с измерительным резистором 3, включенным между одной фазой сети 4 переменного напряжения и земляной шиной 5, измерительный усилитель 6, переключатели 7-11, схему 12 формирования максимального значения, схему 13 формирования минимального значения, схему 14 сложения, схему 15 вычитания, запоминающие блоки 16 и 17, пороговые схемы 18 и 19, регистрирующий прибор 20 и индикаторы 21 и 22, причем измерительный резистор 3 через измерительный усилитель 6 подключен к двум переключателям 7 и 8, первый иэ которых через схему 12 формирования максимального значения соединен с первым входом схемы

14 сложения, а второй переключатель

8 подключен к схеме 13 формирования минимального значения, выход которой связан с первым входом схемы 14 сложения и первым входом схемы 15 вычитания, причем выход схемы 14 сложения соединен через первую пороговую схему 18 с первым индикатором

21, выход схемы 12 формирования максимального значения подсоединен к вторым входам схемы 15 вычитания и схемы 14 сложения, при этом выход последней через последовательно соединенные третий переключатель 9 и первый запоминающий блок 16 соединен с одним входом четвертого переключателя 10, выход которого подключен к регистрирующему прибору 20, выход схемы 15 вычитания связан через последовательно соединенные пятый переключатель ll и второй запоминающий блок 17 с другим входом четвертого переключателя 10 а вторая пороговая схема 19 подключена входом к выходу схемы 15 вычитания, а выходом — к второму индикатору 22.

На фиг. 2 — пример осуществления изобретения, из которого ясно, что полученные суммированием и вычитанием значения I è I или, соответственно, дифференцированные вели! 224744 чины представляют собой желаемые измеряемые значения, при этом:

Максимальное зна- Минимальное значение чение

5 (I,+т„) + (I„-I«)=2 I„

На фиг. 3 — схема, разъясняющая получение падения напряжения U(t) .

Все действующие в сети напряжения (измерительное напряжение, асимметричные переменные напряжения и постоянные напряжения, вызванные эксплуатацией вентильного преобразователя тока, имеющего дефекты изоляции) возбуждают в измерительном резисторе 3 с сопротивлением (R ) токи, которые вызывают изменяющееся во времени падение напряжения U(e) на резисторе 3 (R ), подается как на схему 12 формирования максимального значения, так и на схему !3 формирования минимального значения.

На фиг. 4 представлена таблица положений переключателя, разъясняющая, что при помощи датчика программы переключатели 7-11 включаются так, что при положении "!" переключателя

2 переключатель 7 закрыт и напряжение U(t) подается на схему !2 формирования максимального значения.

При следующем шаге программы переключатель 2 переводится в положение

"2" и переключатель 8 замыкается, в результате чего меняется полярность 35 источника 1 напряжения. и падение напряжения на резисторе 3 подается на схему 13 формирования минимального значения, а минимальное и мак: .:, л-.ное значения вводятся в схему 14 40 сложения и схему 15 вычитания. При следующем шаге программы переключатели 9 и 11 замыкаются и пропорциональные значению сопротивления изоляции величины I u I „ заносятся в память запоминающих блоков !6 и 17 для индикации на регистрирующем приборе 20.

Посредством пороговых схем 18 и 19 ,цостигается сигнализация ошибки при различных значениях сопротивления изоляции.

13нутренние переключатели в функциональных единицах служат для того, чтобы в зависимости от шагов основной программы в шагах подпрограммы перевести все запоминающие устройства и схемы формирования минимального и максимального значения в первоначальное состояние.

На фиг„ 5 — пример осуществления схемы формирования минимального значения.

При подключении стабилизированного источника 23 постояннсго напряжения конденсатору 24 через переключатель 25 конденсатор заряжается до напряжения Е. Приложенное к конденсатору 24 напряжение Е при раэмыкании переключателя 25 и замыкании перекжочателя 26 сравнивается с напряжением, приложенным к резистору 27, и определяемым напряжением, которое пропорционально падению на(!ряжения

U(t) на измерительном резисторе 3, причем выпрямитель 28 содействует тому, что при сравнении напряжений возможно только уменьшение энергии конденсатора, при этом напряжение конденсатора снижается до значения, соответствующего минимальному значению U, (с) и представляющего собой ! размер минимального значения измеряемой величины.

1224744

Составитель В. Скоробогатова

Редактор А. Ревин Техред Н.Бонкало Корректор Е. Сирохман

Заказ 1947/45 . Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4