Устройство для измерения амплитуды импульсного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G01R19/04 

j:

Ot)

о: со ел Изобретение относится к электро измерительной технике и предназначено для использования при регистр ции как кратковременных, так и дли тельных перенапряжений в электрических сетях. Известно устройство для измерен амплитуды импульсного напряжения, содержащее измерительные каналы, каждый из которых состоит из после вательно включенных амплитудного дискриминатора, ключевого запомина .щего элемента, блокирующего логиче кого элемента И и индикатора, вход блок ВЕлход которого соединен с входами амплитудных дискриминаторо всех каналов, первый элемент задер ки, один из входов которого подклю чен к выходу амплитудного дискрим натора первого канала, а выход - к вх дам сброса ключевых запбминающих эл ментов, второй элемент задержки, в которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора первого ка нала, а выход - с другим входом первого элемента задержки, дополни тельный логический элемент И, входы которого подключены к выходу амплитудного дискриминатора первого канала и к выходам обоих элементов задержки, а выход - к вторым входам блокирующих элементов И, связанных по третьим входам с соответствующими выходами ключевых запоминающих элементов ближайших последующих каналов l. Недостаток известного устройства определяется ограниченными функцион;альными возможностями, не позволяющими, в частности, регистрировать амплитуду перенапряжения, имеющую место непосредственно перед пробоем изоляции контролируемой .электроустановки. Между тем для выяснения причин повреждения изоляции и обоснованного выбора средств ограничения перенапряжений значение величины указанной амплитуды представляется крайне необходимым. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет регистрации амплитуды перенапряжений, обусловливающего пробой изоляции контролируемой электроустановки. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения амплитуды импульсного напряжения содержащее измерительные каналы, каждый из состоит из последовательно включенных амплитудного дискриминатора, ключевого запоминающего элемента, блокирующего логического элемента И и индикатора, входной блок, выход которого соединен с входами амплитудных дискриминаторов всех каналов, первый элемен задержи, один из входов которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора первого канала, а выход к входам сброса ключевых запоминающих элементов, второй элемент задержки, вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора первого канала, а выход - с другим входом первого элемента задержки, первый дополнительный логический элемент И, входы которого подключены к выходу амплитудного дискриминатора первого канала и к выходам обоих элементов задержки, а выход - к вторым входам блокирующих логических элементов И, связанных по третьим входам с соответствующими выходами ключевых запоминающих элементов ближайших последующих каналов, введены блок фиксации пробоя изоляции, второй дополнительный лoги ecкий элемент И, дифференцирующий блок, триггер с раздельными входами, переключатель и ключ, причем вход блока фиксации пробоя изоляции соединен с входом устройства, а выход - с одним из входов второго дополнительного логического элемента И, другой вход которого подключен к инверсному выходу первого элемента задержки, один из входов упомянутого триггера через дифференцирующий блок соединен с прямым выходом первого элемента задержки, другой вход подключен к выходу второго дополнительного логического элемента И, один из выходов через ключ соединен с четвертым входом первого дополнительного логического элемента И, а другой выход и инверсный выход первого элемента задержки через переключатель подключены к тактирующим входам ключевых запоминающих элементов. На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного устройства для измерения амплитуды импульсного напряжения, на фиг. 2 временные диаграммы напряжений на выходах отдельных составных элементов , иллюстрирующие его работу (индексы при напряжениях соответствуют цифровым позициям элементов на фиг. 1) ., . На входе устройства установлен входной блок 1, к выходу которого подключены измерительные каналы,.состоящие из последовательно включенных амплитудных; дискриминаторов 2 - 2, ключевых запоминающих элементов , , блокирующих логических элементов И 4 - 4 и и индикаторов 5 5и. Общая координация функционирования составных узлов устройства осуществляется с помощью первого и второго элементов 6 и 7 задержки, соединенных входами с инверсным выходом амплитудного дискриминатора 2, я в.ыходами - с двумя входами первого ;.;ополнительного логического элемента И 8, Другой вход элемента 6 задержки подключен к выходу элемента 7 задержки. Третий вход логического элемента И 8 соединен с выходом амплитудного дискриминатора 2, а выход - с вторыми входами бло кирующих логических элементов И 4 - 4у,, Третьи входы последних подключены к соответствующим выходам ключевых запоминающих элементов 3 Зу1 ближайших последующих каналов. В устройстве предусмотрены так же второй дополнительный логический элемент И 9, блок 10 фиксации пробоя изоляции, триггер 11 с раздельными входами, дифференцирующий блок 12, отметчик 13 возникновения перенапряжения ( самопишуидий прибор переключатель 14 и ключ 15. Вход блока 10 фиксации пробоя изоляции соединен с входом устройства, а вы ход - с одним из входов логического элемента И 9, другой вход которого подключен к инверсному выходу элемента 6 задержки. Один из входов триггера 11 через дифференцирующий блок 12 соединен с прямым выходом элемента 6 задержки, другой вход подключен к выходу логического элемента И 9, один из выходов через ключ 15 соединен с четвертым входом логического элемента И 8, а другой и инверсный выход элемента 6 задержки через переключатель 14 под ключены к тактирующим входам ключевых запоминающих элементов 3 3ц . Работа устройства происходит следующим образом. В исходном состоянии на входе входного блока 1 напряжение не превышает порога чувствительности устройства. При этом на прямых выходах амплитудных дискриминаторов 2 2 имеет место уровень О, а на инверсном выходе амплитудного дискриминатора 2 - уровень 1. Ключевые запоминающие элементы 3 3у находятся в нулевом состоянии, на входах логических элементов И 4.,- 4, совпадения сигналов не наблюдается и на индикаторы 5 -5 сигналы не поступают. На инверсном выходе элемента 6 задержки имеется уровень О, а на прямом выходе элемента задержки 7 - уровень 1. Выходной сигнал логического элемента И 9 соответствует уровню О поэтому триггер 11 поддерживается в нулевом состоянии. Рассмотрим функционирование устройства в случае регистрации амплитуды перенапряжения, непосредственно приводящего к пробою изоляции контролируемой электроустановки (фиг. 2). В этом режиме переключате 14 соединяет прямой выход.триггера 11 со входами тактирования (Т)ключевых запоминающих элементов 3i - Зу, , а ключ 15 замкнут. Когда напряжение U на выходе вход ного блока 1 оказывается больше порога срабатывания амплитудного дискриминатора 2 , на инверсном выходе последнего возникает уровень О. При этом запускаются элементы 6 и 7 задержки и с входов сброса (R) ключевых запоминающих элементов 3 снимается блокировка. Сигнал с инверсного выхода элемента 6 задержки вводит в действие отметчик 13 возникновения перенапряжения, а сигнал с его прямого выхода через дифференцирующий блок 12 устанавливает триггер 11 в единичное состояние. Одновременно логический элемент И 8 блокируется по четвертому входу, а на входы тактирования (Т() ключевых запоминающих элементов поступает разрешающий уровень 1, вследствие чего осуществляется запоминание .измеряемой амплитуды входного сигнала. С выхода элемента 7 задержки уровень О поступает на соответствующий вход элемента 6 задержки и на третий вход логического элемента И 8. После восстановления на инверсном выходе амплитудного дискриминатора 2 уровня 1 элемент 7 задержки сохраняет свое состояние еще некоторое время ti-;. Если в течение этого времени на инверсном выходе амплитудного дио криминатора 2 вновь возникает уровень О, то элемент 7 задержки продолжает находиться в возбужденном состоянии, а новый отсчет времени начинается с нуля после восстановления исходного состояния амплитудного дискриминатора 2 . Все время, пока элемент 7 задержки находится в возбужденном состоянии, возбужден и элемент б задержки.Следовательно, в течение всей продолжительности существования серии всплесков перенапряжений сигнал сброса на входы сброса(R) ключевых запоминаиощих элементов 3-j - 3, не поступает. Если в течение времени существования серии всплесков перенапряжений происходит пробой ИЗОЛЯЦИИ контролируемой электроустановки, то блок 10 фиксации пробоя изоляции переходит из состояния 1 в состояние О. В результате этого перехода триггер 11 через логический элемент И 9 перебрасывается в исходное состояние и ключевые запоминающие элементы 3 - 3 и блокируются по входам трактирования ( а блокировка с четвертого входа логического элемента И 8 снимается. Таким образом, ключевые запоминающие элементы 3 - Зу, фиксируют наивысшую амплитуду всплесков перенапряжений , предшествовавших пробою изоляции. Спустя время 1: 7после окон чания последнего всплеска в серии, элемент 7 задержки возвращается в исходное состояние и снимает уровень О с одного из входов элемента б задержки,,на другом входе кото рого уже имеется уровень 1. В это же момент времени появляются уровни 1 на всех четырех входах логического элемента И 8, данный элемент срабатывает и на один из индикаторов 4 поступает сигнал. Спуст время Тгл определяемое инерционностью индикаторов 4 - 4,, элемент б згадержки возвращается в исходное состояние, отметчик 13 останавливается и устройство оказывается готовым к следующим измерениям. Если в течение времени существования данной серии всплесков перена пряжений пробоя изоляции не происходит, то триггер 11 не возвращается в исходное состояние до тех пор, пока не возвратится в исходное состояние элемент б задержки. При этом логический элемент И 8 остается заблокированным по четвертому входу до окончания цикла работы устройства, так что регистрация информации индикаторами 4 - 4 , не производится. Работа устройства в режиме регистрации максимальной амплитуды перенапряжения осуществляется при переводе переключателя 14 в положение , обеспечивающее соединение инверсно1о выхода элемента 6 задержки с входами тактирования ( Т) ключевых запоминающих элементов 3 Зи и размыкании ключа 15. Предложенное устройство, представляющее собой многоцелевой анализатор перенапряжений, может быть использовано как прибор непрерывного действия для обнаружения и ре- гистрации перенапряжений в электро- . установках с целью исследования влияния перенапряжений на их работу и надежность. Возможности устройства позволяют применять его в качестве регистрирующего прибора при испытаниях высоковольтного оборудования в лабораториях служб изоляции энергосистем.

Фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ИМПУЛЬСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ по авт. св. № 708246, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет регистрации амплитуды перенапряжения, обусловливаю1цего пробой изоляции контрол1 руемой электроустановки, в него введены блок фиксации пробоя изоляции, второй дополнительный логический элемент И, дифференцирующий блок, триггер с раздельными входами, переключатель и ключ, причем вход блока фиксации пробоя изоляции соединен с входом устройства, а выход - с одним из входов второго дополнительного логического элемента И, другой вход которого подключен к инверсному выходу первого элемента задержки, один из входов упомянутого триггера через дифференцирзоощий блок соединен с прямые выходсм первого элемента задержки,- другой вход подключен к выходу второго дополнительного логического элемента И, один из выходов через ключ соединен с четвертым входом первого дополнительного i логического элемента И, а другой выход и инверсный выход первого (Л элемента задержки через переключатель подключены к тактирукяцим вхо-дам ключевых запоминающих элементов.