Устройство для контроля сопротивления цепи фаза-нуль Советский патент 1986 года по МПК G01R27/16 

2. Устройство по п.1, о-т л и ч аю щ е е с я тем, что блок согласования представляет собой трансформатор, к первичной обмотке которого присоединен конденсатор. 11208 18 3. Устройство по п.,1,0 т л и ч аю щ е е с я тем, что пороговый элемент состоит из последовательно соединенных порогового элемента и триггера.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ ФАЗА - НУЛЬ, содержащее блок коммутации, измеритель сопротивления, состоящий из трансформатора, первичная обмотка которого подключена параллельно-последовательно Cpffja о yjf6 о соединенным тиристору и нагрузочному резистору, а также выпрямитель и блок сравнения, причем последовательно соединенные блок коммутации и измери- тед1ь сопротивления включены между входными зажимами фаза и нуль, отличающееся тем, чтс), с целью повьшения чувствительности и быстродействия, обеспечения безопасности, в него введены амплитудный детектор, пороговый элемент и блок согласования, причем входной зажим фаза через последовательно соединенные блок согласования, выпрямитель, амплитудный детектор, блок сравнения и пороговый элемент соеди- йен с блоком коммутации, входной за(Л жим нуль соединен с вторым входом блока согласования, а выход выпрямис теля соединен с вторим входом блока сравнения.

Изобретение относится к области электротехнических измерений, в част(Ности к определению полного сопротивлен15я цепи фаза-нуль в сетях с глухозаземленной нейтралью под рабочим напряжением электроустановки. Известно устройство, представляющее собой узел предварительного контроля . сопротивления цепи фаза-нуль (Z). Устройство содержит блок коммутации и нагрузочный резистор, включенные последовательно между зажимами фаза и нуль, выпрямитель,подключенный к тем же зажимам, нелинейный мост в качестве схемы сравнения, сдвоенный переменный резистор, служащий для балансировки моста, и электромагнитное реле, воздействующее на блок коммутации,

Недостатками устройства являются низкая чувствительность, сравнительно малое быстродействие из-за наличия электромагнитного реле, необходимость предварительной ручной балансировки моста, трудоемкость настройки устройства путем балансировки моста потенциометром. Кроме того, ток, потребляемый устройством, превышает .безопасную величику, так как не может быть меньше тока срабатывания электромагнитного реле.

Наиболее близким по технической :сути к изобретению является Устройство, содержащее блок коммутации и измеритель сопротивления, состоящий из трансформатора, первичная обмотка которого подключена параллельнопоследовательно соединенным тиристору и нагрузочному резистору, включенные последовательно между зажимами фаза и нуль, выпрямитель, подключенный к тем же зажимам, нелинейный мост в качестве блока сравнения, переменный резистор, служалщй для балансировки моста, усилитель и электромаГнитное реле, воздействующее на блок коммутации. Перед измерением при разомкнутом силовом контакте блока коммутации устройство калибруют по напряжению сети, уравновешивая нелинейный мост с помощью переменного резистора и индикатора в диагонали моста. При этом срабатывает электромагнитное реле, разрешая включение блока коммутации. После нажатия кнопки Измерение замыкается силовой контакт блока коммутации, нагружая цепь фаза-нуль на калиброванный резистор. Напряжение между зажимами

5 фаза-нуль уменьшается, и в диагонали нелинейного моста возникает напряжение, которое после усиления поступает на базу транзистора, коллектор эмиттерный переход которого включен

0 параллельно обмотке электромагнитного реле. Если падение напряжения на сопротивлении гц от тока нагрузки превьш1ает безопасную величину, электромагнитное реле отключается, воз5 действуя на размыкание силового контакта блока коммутации.

Недостатками устройства являются недостаточное быстродействие, обусловленное наличием электромагнитно0 го реле; необходимость предварительной ручной регулировки моста; сравнительно большая величина потребляемого устройством тока, обусловленная бестрансформаторным питанием устрой-

ства от сети,- потреблением электромагнитйого реле и стабилитрона, что создает опасность для персонала привключении прибора.

Целью изобретения является повьште0 ние быстродействия и чувствиТельност

устройства, обеспечение безопасности

Цель достигается тем, что в устройртво для контроля сопротивления цепи фаза-нуль введены амплитудный 5 детектор, пороговый элемент и блок

31

согласования, причем входной зажим фаза через последовательно соединенные блок согласования, выпрямитель, амплитудный детектор, блок сравнения и пороговый элемент соединен с блоком коммутации, входной зажим нуль соединен с вторым входом блока согласования, а выход выпрямителя соединен с вторым входом блока сравнения.

Блок согласования представляет собой трансформатор, к пер1вичной обмотке которого присоединен конденсатор .

Пороговый элемент состоит из последовательно соединенных порогового элемента и триггера.

Амплитудный детектор запоминает напряжение ненагруженной сети, т.е. до замыкания силового контакта в блоке коммутации, которое сравнивается с напряжением на выходе выпрямителя после замыкания силового контакта, т.е. с напряжением сети, нагруженной то.ком потребления измерителя Z| . Если разность этих напряжений превьшает порог безопасности, например 36 или 42 В, срабатывают пороговый элемент и триггер, воздейсувующий на блок коммутации, силовой контакт которого осзпдествляет полный электрический разрыв цепи измерителя

Благодаря согласующему (понижакицему) трансформатору и малому собственному потреблению схемы устройства, выполненной на экономичных полупроводниковых элементах, ток потребления устройства заведомо безопасен и определяется практически током холостого хода согласукицего трансформатора. Этот ток может быть еще уменьшен в 2-4 раза путем подключения конденсатора параллельно первичной обмотке трансформатора.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит измеритель сопротивления цепи фаза-нуль 1, блок коммутации 2, блок согласования 3, выпрямитель 4, амплитудный детектор 5 блок сравнения 6, пороговый элемент 7. Пороговый элемент 7 состоит из триггера 8 и порогового элемента 9.

Измеритель сопротивления цепи фаза-нуль 1 содержит тиристор 10, нагрузочный резистор 11, трансформатор

20818

Устройство работает следующим образом.

5 После подключения к сети зажимов фаза и нуль вторичное напряжение согласующего блока 3 через выпрямитель 4 п оступает на вход амплитудного детектора 5 и первьй вход блока

10 сравнения 6, на второй вход которого поступает напряжение выхода амплитудного детектора 5, равное напряжению на первом входе. Так как при этом на выходе блока сравнения 6 и порогово15 го элемента 7 сигнал отсутствует,

триггер 8 может быть установлен в положение, при котором контакт в блоке коммутации 2 замыкается.

При замыкании этого контакта пода20 ется питание на трансформатор 12 собственных нужд измерителя сопротивления 1 и на силовую цепь его, содержашую тиристор 10 и нагрузочный резистор 11. В дополнение к току, потреб25 ляемому согласующим блоком 3, по цепи фаза-нуль пойдет ток, потребляемый трансформатором собственных нужд, и ток утечки тиристора 10. Падение напряжения от суммы этих токов на со30 противлении цепи фаза-нуль приводит к снижению напряжения между зажимами фаза и нуль, на вторичной обмотке трансформатора 3 и на выходе вйпрямителя 4. Так как напряжение на

выходе амплитудного детектора-5 остается неизменным, на выходе блока сравнения 6 появляется напряжение, пропорциональное падению напряжения на сопротивлении цепи фаза-нуль. Ес0 ли вследствие неисправности-цепь за- нуления имеет повышенное сопротивление, падение напряжения на нем может достигнуть величины, при которой напряжение прикосновения становится

5 опасным для человека. На эту величину и настроен пороговый элемент 7, по достижении порога срабатывания которого перебрасывается триггер 8, отключающий коммутационный аппарат

0 в блоке коммутации 2, который своим контактом разрывает цепь измерителя сопротивления 1. После этого по цепи фаза-нуль будет проходить лишь небольшой заведомо безопасный для

5 человека ток (менее 5 мА), потребля-емый согласующим трансформатором 3.

Ток согласующего трансформатора 3 может быть компенсирован включениемке го $ ..1120818 параллельно его первичной обмот- где1„ - намагничивающий ток,мА; Конденсатора 13, емкость которо-w - угловая частота сети,рад/с} выбирается по формулеU - напряжение сети переМенно1..,.10з / ч ,i4го тока (действующее sHaiie -4;- 5 ние), В.