Устройство для измерения сопротивления изоляции электрический сетей

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

И (61 (2

Государственный комитет ссср оо делам изобретений и открытий (2 (72) Авторы изобретения

Л. Н. Карпиловский, 3. Х. Зарецкий и В. М. Ребров (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ Х СЕТЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению сопротивления изоляции находящихся под напряжением сетей переменного и постоянного тока.

Известно устройство измерения сопротивления изоляции при помощи вольтметра и шунта. Для определения сопротивления в этом устройстве производят двукратное измерение между одной из шин (любой) и землей. При этом первое измерение производится вольтметром с известным конечным сопротивлением, а второе — шунтируя этот вольтметр известным сопротивлением: Сопротивление изоляции рассчитывается аналитически (1).

Недостатком этого устройства является нетехнологичность, получение результатов измерения в косвенном виде и, вследствие этого, необходимость аналитического расчета и низкое быстродействие.

Известно устройство автоматического измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока, содержащее измерительный 20 и компенсационный источники напряжения, измерительный орган, блоки индикации и управления, дифференцирующий орган, блок

2 управления компенсацией, нуль — орган и датчик напряжения (2).

Однако устройство имеет низкое быстродействие и точность измерения.

Целью изобретения является повышение быстродействия при одновременном повышении точности.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее регистрирующий прибор, блок сравнения и два фильтра, источник регулируемого напряжения, снабжено четырьмя ключами, двумя постоянными резисторами, двумя дополнительными регистрирующими приборами, тактовым распределителем, четырьмя делителями, дополнительньгм блоком сравнения, . двумя запоминающимй блоками, четырьмя умножителями, сумматором и инвертором, вход последнего подключен к первому фильтру, а выход подключен ко входу первого делителя, первый выход которого связан с вторым фильтром и входом первого ключа, второй выход первого делителя подсоединен к первым входам второго и третьего ключей, выход последнего через первый запоминающий блок связан с первыми входа661414

40

50 ми первого дополнительного блока сравне"нкя и первого умножителя, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, связанного своим выходом с первым входом второго делителя, выход последнего подключен к регистрирующему прибору и первым входам третьего делителя, второго умножителя и сумматора, причем выходы второго умножителя и сумматора подключены соответственно к первому и второму входам третьего делителя, выход последнего связан с первым дополнительным регистрирующим прибором, вход второго дополнительного регистрирующего прибора подключен к вторым входам второго умножителя и сумматора, а также к выходу третьего делителя, второй вход которого связан с выходом второго запоминающего блока и с первым входом первого дополнительного блока сравнения, выход последнего подключен

"К первому входу третьего умножителя, связанного выходом с вторым входом второго делителя, второй вход третьего умножителя соединен с выходом четвертого умножителя, оба входа последнего подключены к первому входу блока сравнения и к второму входу первого умножителя, при этом выход инвертора связан с входом четвертого ключа, первый выход которого через первый постоянный резистор подключен к корпусу, второй выход четвертогО ключа связан с вторым входом третьего ключа, первым выходом первого ключа и к входу тактового распределителя, выход последнего подклю- ЗО чей к второму входу второго ключа, связан"ного выходом со входом второго запоминающего блока, а второй выход первого ключа через второй постоянный резистор соединен с корпусом.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей состоит из источника регулируемого напряжения 1, регистрирующего прибора 2 и блока сравнейия 3. С целью повышения быстродействия при одновременном повышении точности и расширения области примененйя в устройство введены четыре ключа 4 — 7, два постоянных резистора 8, 9, два дополнительных регистрирующих прибора 10, 11, тактовый распределитель 12, четыре делителя 13—

16, четыре умножителя 17 — 20, блок сравнения 21, два запоминающих блока 22, 23, сумматор 24, инвертор 25. Причем входная клемма 26 через инвертор 25 соединяется с первым входом делителя 13 и через ключ

- 4 с резистором 8, а входная клемма 27 соединяется со вторым входом делителя 13 и через ключ 5 с резистором 9, резисторы 8 и 9 соединяются с общей шиной устройства, выход делителя 13 через. ключ 6 соединяется со входом запоминающего блока 22 и одновременно через ключ 7 — со входом запоминающего блока 23, выход которого соединяется с первым входом блока 3, выход кОторого соединен с первым входом умножителя 17, выход запоминающего блока 22 соединяется со вторым входом блока 3 и одновременно с первым входом умножителя 18. Выход регулируемого источника постоянного напряжения 1 соединен с двумя входами умножителя 19 и одновременно со вторым входом умножителя 18 и с первым входом блока 21, а общая шина этого источника 1 соединяется с земляной клеммой устройства. Выход умножителя 18 соединен со вторым входом блока 21. Выход умножителя

19 соединен со вторым входом умножителя

17, выход которого соединен с первым входом делителя 14.

Выход блока 21 соединяется со вторым входом делителя 14, выход которого соединяется с регистрирующим прибором 2 и одновременно с первыми входами умножителя 20, сумматора 24 и делителя 15. Выход делителя 15 соединяется с прибором 10 и одйовременно со вторыми входами сумматора 24» умножителя 20, выход которого соединен с первым входом делителя 16. Выход сумматора 24 соединяется со вторым входом делителя 16, выход которого соединен с прибором 11. Управляющие входы ключей

4, 5, 6 соединяются инверторным выходом тактового распределителя 12, прямой выход которого соединяется с управляющим входом ключа 7.

-- При измерении сопротивления изоляции сетей переменного тока входная клемма 26 соединяется с инвертором 25 через фильтр 28, а входная клемма 27 соединяется с ключом

6 и вторым входом делительного устройства

17 через фил тр 29.

Устройство работает следующим образом.

Входные клеммы 26 и 27 подключаются к обоим полюсам измеряемой сести, а земляная клемма устройства подключается к земляной шине сети. В момент времени Тп, где и = 1, 3, 5, 7 ... падение напряжения на сопротивлении изоляции первого полюса (U ) инвертируется инвертором 25 и поступает на первый вход делителя 13, а педение напряжения на сопротивлении изоляции второго полюса (U ) поступает на второй вход делителя 13, которое вырабатывает сигнал А равный отношению напряжения ("„, ) и через ключ 7 поступает на аналоговйй запоминающий блок 23, который запоминает этот сигнал до прихода следующего. В следующий момент времени Tn+1 сопротивление изоляции первого полюса шунтируется через ключ 4 известным сопротивлением резистора 8, а сопротивление изоляции второго полюса — через ключ 5 известным сопротивлением резистора 9. Падение напряжения на сопротивлении изоляции первого

- полюса, шунтируемого сопротивлением резистора 8 (Ui i ), поступает на первый вход делителя 13, а падение напряжения на со661414 противлении изоляции второго полюса, шунтируемого сопротивлением резистора 9 (U2,i поступает на второй вход делителя 13, которое вырабатывает сигнал (Ao ), равный отношению (" ), и через ключ 6 поступает на аналоговый запоминающий блок

22, который запоминает этот сигнал до прихода следующего.

Сигнал (Ai) с запоминающего блока 23 поступает на первый вход блока 3, а сигнал (Ао) с блока 22 — на второй вход блока 3, который формирует сигнал, равный разности (А1 — Ao).

С выхода регулируемого источника постоянного напряжения 1 сигнал, эквивалентный величине известного сопротивления R, поступает на оба входа умножителя 19, который формирует сигнал (R ), выход которого поступает на вход умножителя 17, на другой вход которого поступает сигнал (Ai — Ао) с блока 3. Умножитель 17 формирует сигнал R (А — Ao). С выхода блока 22 сигнал (Ар) поступает на один вход умножителя 18, на второй вход которого поступает сигнал (R) регулируемого источника 1.

Умножитель 18 формирует сигнал (А R).

С регулируемого источника 1 сигнал (R) поступает на первый вход блока 21, на второй вход которого поступает сигнал (Ao R) с умножителя 18. Блок 21 формирует сиг- нал (R — Ao R) .

Сигнал (R (Ai — Ao ) ) с выхода умножителя 17 поступает на первый вход де- 30 лителя 14, на второй вход которого поступает сигнал (R — AoR) с блока 21. Делитель

14 формирует сигнал (R„q ), который поступает на прибор 2, показывающий значение сопротивления изоляции первого полюса.

Сигнал (Rxa) с делителя 14 поступает на первый вход делителя 15, на второй вход которого поступает сигнал (Ai) с выхода блока 23. Делитель 15 формирует сигнал (Rxg), который поступает на прибор 10, показывающий значение сопротивления изоля40 ции второго полюса.

Сигнал (Rx<) с выхода делителя 14 поступает на первые входы умножителя 20 и сумматор 24, на вторые входы которых поступает сигнал (Rx ) с выхода делителя 15.

-Умножитель формирует сигнал (RxiR»p) 45 поступающий на первый вход делителя 16.

Сумматор 24 формирует сигнал (Rx, + К» ) поступающий на второй вход делителя 16, который формирует сигнал (Ккьи3), поступающий на прибор 11, показывающий значение эквивалентного сопротивления изоляции.

При измерении сопротивления изоляции в сетях переменного тока устройство подключается через фильтры 28 и 29.

Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей позволяет производить индивидуальное непрерывное измерение сопротивления изоляции двух полюсов электрической сети, обеспечивая полную автоматизацию и высокое быстродействие, что имеет большое значение на судах, Одновременно полученная информация о величине сопротивления изоляции каждого из полюсов дает возможность проводить ремонтные работы в более короткие сроки, так как указывает изоляция какого именно из полюсов сети подлежит восстановлению.

Этот фактор способствует получению значительного экономического эффекта, не говоря уже об эффекте, создаваемом повышением быстродействия, что позволяет использовать один прибор для контроля состояния изоляции большого количества сетей.

Формула изобретения

Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее источник регулируемого напряжения, регистрирующий прибор, блок соединения и два фильтра, причем первый фильтр связан с одной-.входной клеммой устройства, второй — с другой входной клеммой устройства, а источник регулируемого напряжения подключен к первому входу блока сравнения отличаюи(ееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, оно снабжено четырьмя ключами, двумя постоянными резисторами, двумя дополнительными регистрирующими приборами, тактовым распределителем, четырьмя делителями дополнительным блоком сравнения, двумя запоминающими блоками, четырьмя умножителями, сумматором и инвертором, вход последнего подключен к первому фильтру, а выход подсоединен ко входу первого делителя, первый выход которого связан с вторым фильтром и входом первого ключа, второй выход первого делителя подсоединен к первым входам зторого и третьего ключей, выход последнего через первый запоминающий блок связан входами первого дополнительного блока сравнения и первого умножителя, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, связанного своим выходом с первым входом второго делителя, выход последнего к регистрирующему прибору и к первым входам третьего делителя, второго умножителя и сумматора, причем выхеды второго умножителя и сумматора подключены соответственно к первому и второму входам третьего делителя, выход последнего связан с первым дополнительным регистрирующим прибором, вход второго дополнительного регистрирующего прибора подключен ко вторым входам второго умножителя и сумматора, а также к выходу третьего делителя, второй вход которого связан с выходом второго запоминающего блока и с первым входом первого дополнительного блока сравне661414

27

)Ф вЂ” М 7

1 б

Составитель H. Лягни

Редактор В. Фельдман Техред О. Луговая Корректор Н. Степ

Заказ 2442/44 Тираж 1089 Подписное

ЦН ИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I! 3035, )Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния, выход последнего подключен к перво»у входу третьего умножителя, связанного с вторым входом второго делителя, второй вход третьего умножителя соединен с выходом четвертого умножителя, оба входа последнего подключены к первому входу блока сравнения и к второму входу первого умножителя, при этом выход инвертора связан с входом четвертого ключа, первый выход которого через первый постоянный резистор подключен к корпусу, второй выход четвертого ключа связан с вторым входом третьего ключа; первым выходом первого ключа и к входу тактового распределителя, выход последнего подключен к второму входу второго ключа, связанного выходом со входом второго запоминающего блока, а выход первого ключа через второй постоянный резистор соединен с корпусом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Цапенко Е. Ф. Контроль сопротивления изоляции в сетях до 100 В М., «Энергия», 1972, с. 126.

2. Устройство автоматического измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока. Авторское свидетельство СССР № 460514, МКИ- "G 01 К 27/18, 29.05.73.