Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик оо664122

If (51)М. Кл.2 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.0476 (21) 2344527/18-21. с присоединением заявки Нов

G 01 R 27/18

Государственный комитет

СССР но декам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2505.79. Бюллетень М19

Дата опубликования описания 2505,79 (53) УДК ь 21. 317. 3 (088. 8) (72) Автор изобретения

Л.Н.Карпиловский (71) Заявитель

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Изобретение относится к области измерения сопротивления изоляции электрических сетей, в частности сетей постоянного тока и обесточенных сетей.

Известно устройство для измерения сопротивления изоляции, содержащее генератор импульсов, опорный резистор,конденсатор, аналоговый ключ и индикатор (1).

Это устройство имеет низкую точность измерения сопротивления изоляции, особенно для случая сетей, имеющих большие и неизвестные в каждый данный момент времени емкости полюсов сети относительно корпуса (Земли)

Это обусловлено тем, что генератор импульсов выдает импульсы одинаковой и фиксированной длительности, которая в ряде случаев может явиться недостаточной для заряда емкостей сети, особенно больших, с заданной степенью точности. В известном устройстве также нет никаких элементов, дающих информацию о том, что ток в измерительной цепи носит (достиг). действительно чисто активный характер, что является необходимым усло-. вием обеспечения высокой точности измерения для подобных устройств.

Выбирать же длительность импуль- са заведомо большей длительности любого возможного переходного процесса .заряда емкостей сети не представляется возможным, так как в этом случае резко понизится быстродействие устройства, что также приведет к понижению точности измерения, так как возрастет вероятность коммутаций в электрической сети (подключения и отключения потребителей и источников энергии) за период измерения, вызывающих изменении измеряемого сопротивления изоляции и шунтирующей его емкости. Изменения же указанных величин в процессе измерения понижают точность измерения и нарушают работоспособность устройства.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

ДостигаетСя это тем, что устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, находящихся под напряжением, и обесточенных сетей, имеющих емкости относительно корпуса (Земли), содержащее генератор импульсов, опорный резистор, конденсатор, аналоговый ключ и индикатор, снабжено развяэывающим блоком, блоком определения экст664122 ремума, вычислителем и блоком формирования пауз, выход которого через последовательно соединенные генератор импульсов, опорный резистор и конденсатор подключен к входному зажиму ,и к входу развяэывающего 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, а четвертый вход вычислителя соединен с вторым входом генератора импульсов, причем первый и второй выходы вычислителя через аналоговый ключ соединены с индикатором, а выход блока определения экстремума через блок формирова- l5 ния пауз подключен к второму входу генератора импульсов.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.Устройство содержит генератор 20 импульсов 1, опорный резистор 2, конденсатор 3, аналоговый ключ 4, индикатор 5, .развязывающий блок 6, блок

7 определения экстремума, вычислитель

8 и блок 9 формирования пауз, выход 25 которого через последовательно соединенные генератор импульсов 1, опорный резистор 2 и конденсатор 3 подключен к входному зажимч и к входу раэвяэывающего блока 6. Выход поСлед- M него связан с входом блока 7 определения экстремума и с первым входом вычислителя 8, второй и третий входы которого подключейы к соответствующим

- выводам опорного резистора 2, а четвер.тый вход вычислителя 8 соединен с вто-. 5 рым входом генератора импульсов 1.

Первый и второй выходы вычислительного блока 8 через аналоговый ключ 4 сОединены с индикатором 5. Выход блока

7 определения экстремума подключен 40 к входу блока 9 формирования пауз и к второму входу генератора импульсов 1.

Работа устройства происходит сле« дующим образом. 45

При запуске генератора импульсов, 1 на его выходе появляется единичный скачок измерительного напряжения, образующий передний фронт и вершину измерительного импульса. Этот сигнал 5О через опорный резистор 2 и конденсатор 3 поступает в исследуемую сеть.

Так как входное сопротивление развяэывающего блока 6 обеспечивают очень высоким (в случае-реалйэации раэвя-, зывающего блока 6 в виде конденсатора высокое входное сопротивление обеспечивают на входе блока 7 определения экстремума и на первом входе вычислительного: блока 8), то величина напряжения измерительного сигнала на входном зажиме устройства определяется,-главным образом, величиной

- " импеданса изоляции сети - параллельным соединением сопротивления изоляции и емкости сети. Это напряжение (либо информация o его величине) через развязывающий блок 6 непрерывно поступает на, первый вход вычислитедя, 8 и на вход блока 7 определения экст емума. 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, состоящего из активной и емкостной составляющих. В момент достижения напряжением измерительного сигнала на входном зажиме 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 определения экстремума поступит одновременно на четвертый вход вычислителя 8, на второй вход генератора импульсов 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 устройства, на другой вход которого поступает информация о наличии импульса на выходе генератора импульсов 1, вырабатывается сигнал, дающий разрешение на замыкание аналогового ключа 4. Указанный разрешающий сигнал через первый выход вычислителя 8 поступает на управляемый вход аналогового ключа 4, вызывая тем самым замыкание ключа 4.

При замыкании ключа 4 информация о величине сопротивления изоляции исследуемой сети (которая может и непрерывно вырабатываться в вычислителе

8 и до наступления экстремума в виде частного от деления величины напряже-.. ,ния измерительного сигнала на входном зажиме на величину падения напряжения измерительного сигнала на известном по сопротивлению опорном резисторе 2, но соответствующая истине только в момент наступления экстремума) 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 заряда 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 устройства 9 формирования

66 4 12 2 гтауз н,". первый вход генератора импульсов 1 поступает сигнал, по которому на выходе генератора импульсов 1, формируется очередной единичный скачок измерительного напряжения (передний фронт и вершина измерительного импульса) и начинается новое очередное измерение.

Устройство представляет собой автоматическую самонастраивающуюся систему, длительность измерительных импульсов которой является переменной, автоматически регулируемой в зависимости от величин емкости исследуемой сети и ее сопротивления изоляции на момент измерения. Эта длительность измерительного импульса (5 является оптимальной, так как она всегда и достаточна для полного заряда емкостей сети и исключения тем самым их влияния на результат измерения сопротивления изоляции электрической сети, что обеспечивает повышение точности измерения.

Придание устройству характера самонастраивающейся системы обусловлено введением в него блока 7 определе ния экстремума, блока 9 формирования пауз и использованием генератора им,пульсов 1 в качестве генератора импульсов автоматически управляемой переменной длительности.

Введение развязывающего блока 6 обеспечивает защиту анализирующей .части устройства - вычислительного блока 8 и блока 7 определения экстремума — от рабочего напряжения иссле- дуемой сети, а также практически ис, ключает шунтирование анализирующей ,.:частью устройства сопротивления изоляции сети, что повышает точность измерения, Введение вычислительного блока 8 40 обеспечивает получение информации о величине сопротивления изоляции с высокой точностью и выдачу ее на ин дикацию в нужный момент.

Подключение генератора импульсов 45

1 к входному зажиму через конденсатор 3 обеспечивает преобразование характера переходного процесса заряда емкостей сети измерительным сигналом иэ монотонного в апериодкчес" кий, и тем самым возможность йол.чения экстремума в этом переходном ripo.@ecce. Так как в момент достижения экстремума емкостная составляющая тока измерительного сигнала обращается в нуль, то это также способствует повышению точности измерения.

Устройство обладает и повышенным быстродействием, так как выбором соответствующей величины емкости конденсатора 3 точка экстремума пере- . ходного проц =сса заряда емкости сети измерительным сигналом может быть придвинута, в принципе, как угодно близко к моменту генерации единичного скачка, т.е. переднего фронта импульса.

Это также повышает точность измерения, снижая вероятность коммутаций в исследуемой сети, изменяющчх величину сопротивления изоляции и емкости, в процессе измерения.

Научно-технический и экономический эффект от применения устройства зна-чителен, так как повышеиная точность (и быстРодействие) измерения обеспечивают возможность не только получения информации о состоянии изоляции электрической сети с высокой точностью, но и позволяют следить за тенденциями ее изменения во времени, используя короткие отрезки времени. Это значительно повышает пожаро- и электробезопасность на всех объектах,где расположены исследуемые сети.

Формула изобретения

Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, находящихся под напряжением, и обесточенных сетей, имеющих емкости относительно корпуса (Земли), содержащее генератор импульсов, опорный резистор, конденсатор, аналоговый ключ и индикатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения,оно снабжено развязывающим блоком,:блоком определения экстремума, вычислительным блоком и блоком формирования

I пауз, выход которого через последовательно соединенные генератор импульсов, опорный резистор и конденсатор подключен к входному зажиму к к входу развязывающего блока, выход последнего связан с входом блока определения экстремума и"с первым входом вычислителя, второй и третий входы которо- го подключены к соответствующим выводам опорного резистора, а четвертый вход вычислителя соединен с вторым входом генератора импульсов, причем первый и второй выходы вычислителя через аналоговый ключ соединены с индикатором, а выход блока определения экстремума через блок формирования пауз подключен к второму входу генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9426201, кл. G 01 R 2//00, 14.04.72.

664122

Составитель В. Скоробогатова

Техред Л.АлФерова корректор О. Билак

Редактор, Е.Гончар

Филиал 11ПП Патейт, г.Ужгород. Ул . Проектная, 4

Заказ 2993/44 . Тйраж 1089 Подписное

ЦНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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