Устройство для измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока

 

Ф т зс

ОП ИСАНИ Е „,>взо271

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.03.73 (21) 1898565/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл, G 01 R 27/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретений н открытий (43) Опубликовано 30.09.76Бюллетень №36 (53) УДК 621.316..925 (088.8) (45) Дата опубликования описания 25.11.76 (72) Автор изобретения

О. П. Дьяков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах для измерения сопротивлений изоляции.

Известно устройство для измерения сопро-5 тивления изоляции сети постоянного тока, находящейся под напряжением, содержащее измеритель, переключатель и вспомогательный источник постоянного тока.

Недостатком этого устройства является ip то, что оно позволяет измерить только суммарное сопротивление изоляции.

Известно устройство для измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока, содержащее источник постоянного тока, подсо- у единенный через ключ последовательно с измерительным органом между корпусом и средней точкой делителя напряжения, образованного резистором и управляемым сопротивлением, генератор и ключи. Это устройство 20 позволяет измерять как суммарное сопротивление изоляции, так и раздельно сопротивления изоляции полюсов.

Недостатком этого устройства является сравнительно невысокая надежность при об- 25 работке результатов измерений, так как для определения сопротивления изоляции каждого полюса необходимо производить дополнительные операции с сигналами на двух выходах устройства, Целью изобретения является повышение надежности при обработке информации в результате измерений.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство дополнительно введен блок преобразования, содержащий транзисторы различной проводимости, включенные через эмиттерные повторители параллельно плечам делителя напряжения, коллекторные цепи транзисторов подключены к входным обмоткам дополнительного трансформатора с прямоугольной петлей гистерезиса, а выходные обмотки присоединены через дифференциальный усилитель, фильтр и импульсный усилитель к обмотке второго дополнительного трансформатора с прямоугольной петлей гистереэиса, другие обмотки которого через ключи, подсоединенные управляющими входами к выходам генератора, связаны с шиной контроли530271 руемой сети и выходом измерительного органа.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного тока, подсоединенный через ключ 2 между корпусом и средней точкой делителя напря>кения, образованного резистором 3 и управляемым сопротивлением 4, выполненным, например, в виде транзисторного каскада, измерительный орган 5, генератор 6, ключи 7,8 и 9, блок 10 преобразования, содержащий транзисторы 11,12,13 и 14, подключенные к шинам контролируемой сети, трансформатор 15 с прямоугольной петлей гистере- 5 зиса с обмотками 16,17,18,19 и 20. Шины питания дифференциального усилителя 21, выполненного на транзисторах 22 и 23, соединены через фильтр 24 с импульсным усилителем 25, построенным на транзисторе 26 и резисторах 27,28 и 29. Вход импульсного усилителя 25 соединен с выходной обмоткой 30 трансформатора 31 с прямоугольной петлей гистерезиса, первичные обмотки 32 и 33 которого соединены с шиной контролируемой сети.

Сопротивления изоляции полюсов сети условно обозначены резисторами 34 и 35.

Устройство оаботает следующим образом.

От противофазных выходов генератора 6 ЗО и о ;-редно открываются ключи 7,9 или 2,8.

В первом поло>кении ключ 2 закрыт, поэтому в диагональ мостовой измерительной схемы, образованной сопротивлениями 3,4, 34 и 35, напряжение от источника 1 не подается. Сиг- 35 нал на выходе измерительного органа 5, проне ::шональный напряжению рассогласования в диагонали упомянутой мостовой схемы, через открытый ключ 7 поступает на управляющий Hход управляемого сопротивления 4-, 40 котo î >- при этом меняется таким образом, чтобы сигнал рассогласования уменьшался.

При достаточно большом коэффициенте усиления измерительного органа 5 потенциал средней точки делителя напряжения становится близким к потенциалу корпуса. Напряжения, снимаемые с сопротивлений 3 и 4, поступают на эмиттерные повторители блока10 преобразования, выполненные на транзисторах 11 и 12 различной проводимости. На- 5р грузками эмиттерных повторителей являются транзисторы 13 и 14 с обмотками 16 и 1 7 трансформатора 1 5 с прямоугольной петлей гистерезиса. Благодаря положительной обратной связи, осуществляемой при по- 55 моши обмоток 18 и 19 трансформатора 15, на транзисторах 13,14 и трансформаторе 15 реализуется схема с прямоугольным напряжением на выходе. Длительность выходных импульсов 1 1 и а 1 2 обратно про- g) порциональна напряжению " 1 и " 2 прикладываемому к обмоткам 16 и 17. НапряжениЯ U< И U2 определяются соотношениями >., R

1 + 2.

1 1 2 где Р— сопротивление изоляции между шиной "плюс" и корпусом

Я вЂ” сопротивление изоляции между

„Х шиной "минус" и корпусом.

Импульсы длительностью л 1 и ь 1 поступают на вход выходного дифференциального усилителя 21, открывая транзисторы 22 и 23. Одновременно с уравновешиваниеммостовой схемы, образованной сопротивлениями 3,4,34 и 35, через открытый ключ 9 происходит перемагничивание до состояния

- В " сердечника другого трансформато6 ра 31 с прямоугольной петлей гистерезиса напряжением контролируемой сети, подаваемым на обмотку 32.

В следующий полупериод генератора 6 открыты ключи 2 и 8, а ключи 7 и 9 закрыты, величина управляемого сопротивления 4 остается неизменной, В диагональ мостовой схемы через ключ 2 подается напряжение источника 1 постоянного тока. Величина тока, протекающего на входе измерительного органа 5, определяется соотношением

А иь где A и  — постоянные, Я % — суммарное сопротивлеЯ +к

2 ние изоляции.

Усиленное напряжение с выхода измерительного органа 5 через открытый ключ 8 поступает на обмотку 33 трансформатора 31.

Время перемагничивания сердечника из состояния " — Ь " в состояние " В

6 S определяется соотношением

Т-K(a 3 )

И

При перемагничивании сердечника импульсом с обмотки 30 трансформатора 31 открывается транзистор 26 импульсного усилителя 25.

В результате вычитания напряжения HB резисторах 28 и 29 на выходе фильтра 24 получается напряжение питания дифференциального усилителя 21 прямо пропорцинальи

Сигнал О вы„представляет собой последовательность разнополярных импульсов длительностью Ь 4 1 и ь t 2 с амплитудой д „к пропорциональной к, причем

6t Ч1

Существенно, что в значительном интерва530271 ле изменений R, и R сумма и t. u t < меняется незначительно, поэтому среднее значение напряжения импульсов длительностью

4 пропорционально величине к а импульсов длительностью пропорционально величине .R<

Таким образом, в предложенном устройстве на одном выходе получается сигнал, параметры которого характеризуют величину как суммарного сопротивления изоляции, так и сопротивления изоляции каждого полюса относительно корпуса. Форма выходного сигнала удобна для использования в цифровых или аналоговых устройствах обработки информации.

Формула изобретения

Устройство для измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока, содержашее источник постоянного тока, подсоединенный через ключ последовательно с измерительным органом между корпусом и средней точкой делителя напряжения, образованного резистором и управляемым сопротивлением, генератор и ключи, .о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности при обработке информации в результате измерений, в указанный измерительный орган дополчительно введен блок преобразования, содержащий транзисторы различной проводимости, включенные через эмиттерные повторители параллельно плечам делителя напряжения, коллекторные цепи транзисторов подключены к входным обмоткам дополнительного трансформатора с прямоугольной петлей гистерезиса, а выходные обмотки присоединены через дифференциальный усилитель, фильтр и импульсный усилитель к обмотке второго дополнительного трансформатора с прямоугольной петлей гистерезиса, другие обмотки которого через ключи, подсоединенные управ— ляющими входами к выходам генератора, связаны с шиной контролируемой сети и выходом измерительного органа.

530271

Составитель Г. Дамская

Техред А. Демьянова Корректор Н. Бугакова

Редактор Н. Суханова

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

Заказ 5243/643 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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