Устройство для измерения и контроля сопротивления изоляций Советский патент 1986 года по МПК G01R27/18 

Предлагаемое устройство может бы использовано во всех сетях переменного напряжения с изолированной нейралью.

Измерение и контроль значения со .противления изоляции в сетях переменого напряжения с изолированной нейралью согласно современному уровню техники осуществляется посредством приложенного к сети постоянного измерительного напряжения или переменного измерительного напряжения со сдвигом частоты.

Измерительное напряжение, приложенное между точкой измерения и зем лей (или массой корпуса корабля), возбуждает измерительный ток, обратно пропорциональный значению сопротивления изоляции.

Измерительный ток искажается, если к сети прикладываются другие напряжения измерительного напряжени Этот случай встречается при использовании в качестве измерительного напряжения постоянного напряжения, если в сеть переменного напряжения непосредственно включены ci-стемы постоянного тока (неуправляемые, управляемые частично или полностью управляемые) , которые имеют понижен- нее сопротивление изоляции. В зависимости от положения точки с малой изоляцией дополнительное напряжение может складываться с измерительным напряжением или вычитаться.

Из патентной литературы известны два способа для исключения или сигнализирования составляющей измерительного тока, возбужденной дояо.Т1-ш тельным напряжением.

Предложенные в акцептованной заявке ФРГ, № 2251784 (кл, G01 R 18/27, 1976) и в выложенной заявке ФРГ № 2436073 (кл. G 01 R, 1977) способы посредством триггерной схемы оп- ределяют превышение определенной вы СОТЫ составляющей помех на ток сигнла ошибки.

Существенными недостатками предложенных способов следует считать не- обходимость согласования измерительного напряжения и напряжения сети. В установках автоматизации устройством измерения и контроля изоляции опрашиваются зачастую несколько участков сети с разным сетевым напряжением, так что в таких случаях возникают дополнительные аппаратурные затраты для создания согласованного для каждой сети измерительного напряжения в смысле описания изобретения к патенту. .

Известный способ № 2107731, кл. G 01 R 27/18, 1976) дает возмоность устранять составляющие тока сигнала ошибки посредством приложенных к постоянному измерительному току составляющих постоянного и переменного тока.

Недостаток данного способа состоит в том, что степень помех тока сигнала ошибки не может быть определена, потому точность измерения н контроля низка.

Цель изобретения - повышение готовности контролируемых электротехнических установок и оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции в сетях переменного тока с прямо или косвенно подключенным через выпрямитель потребителем постоянного тока посредством наложенного на напряжение сети измерительного постоянного напряжения, содержащее источник измерительного напряжения, который через переключатель полярноти соединен последовательно с изме- рител.ьным резистором, включенньЕм между одной фазой сети переменного напряжения и земляной шиной, введены измерительньш усилитель, пять переключателей, схема формирования максимального значения, схема формирования минимального значения, схема сложения, схемы вычитания, два запоминающих блока, две пороговые схемы, регистрирующий прибор и два индикатора, причем измерительны резистор через измерительный усилитель подключено к двум переключателям, первый из которых через схему формирования максимального значения соединен с первым входом схемы сложения., а второй - со схемой формирования минимального значения, выход которой связан соответственно с первыми входами схем сложения и вычитания, причем выход схемы сложения соединен через первую пороговую схему с лервым индикатором, выход схемы формирования максимального значения подсоединен к BTOpiiW входам схем вычитания и сложения, при этом выход последней через последе3

вательно соединенные третий переключатель и первый запоминающий блок соединен с одним входом четвертого переключателя, выход которого подключен к регистрирующему прибору, выход схемы вычитания связан через последовательно соединенные пятый пере- ключатель и второй запоминающий блок с другим входом четвертого переключателя, а вторая пороговая схема подключена входом к выходу схемы вычитания, а выходом - к второму индикатору.

При решении задачи изобретение исходит из тех соображений, что отходящие от сети симметричные переменные напряжения не влияют на результат измерения, так как в обычных измерительных устройствах они устраняются посредством параллельного подключения конденсатора к измерительному прибору или измерительному сопротивлению,

. По сравнению с этим асимметричные переменные и постоянные напряжения (в дальнейшем названные дополнительными напряжениями), которые могут встречаться в сети при эксплуатации имеющих дефектную изоляцию потребителей постоянного тока, имеют направление, зависящее от расположения дефекта изоляции в системе постоянного гока, если исходить при рассмотрении из интеграла тока по времени, С оставляющая этогодополнительного напряжения может вычитаться или складьгоаться в зависимости от полярности измерительного напряжения, I

Предлагаемое устройство во время

измерительного цикла образует сначала абсолютное значение падения напряжения на измерительном резисторе (RM) вызванного составляющими тока 1л, (возбужден постоянным измерительным напряжением U,) и 1 (возбужден дополнительным напряжением из сети), Из этого абсолютного значения определяется максимум и записывается в память. Максимальное значение соответствует уравнению

Imax. llM+Ic,L((.)После перемены полярности измерительного напряжения U определяется и запоминается минимум абсолютного значения падения напряжения на измерительном резисторе I. Минимальное значение соответствует уравнению

„,-„ I-I«+I,J (IM-ICU)24744Л

Записанные в память абсолютные значения макс имума и минимума складьшаются- и вычитаются.

На фиг, 1 изображено предлагаемое

5 устройство.

Устройство содержит источник I измерительного напряжения, который через переключатель 2 полярности соед1шен последовательно с измери10 тельным резистором 3, включенным между одной фазой сети 4 переменного напряжения и земляной шиной 5, измерительный усилитель 6, переключатели 7-11, схему 12 формирования

15 максимального значения, схему 13 формирования мин11мальпого значения, схему 14 сложения, схему 15 вычитания, запоминающие блоки 16 и 17, пороговые схемы 18 и 19, регистрирую20 щий прибор 20 и индикаторы 21 и 22, причем измерительный резистор 3 через измерительный усилитель 6 подключен к двум переключателям 7 и 8,- первьш из которых через схему 12

25 формирования максимального значения соединен с первым входом схемы 14 сложения, а второй переключатель 8 подключен к схеме 13 формирования минимального значения, выход которой

30 связан с первым входом схемы 14 сложения и первым входом схемы 15 вычитания, причем выход схемы 14 сложения соединен через первую пороговую схему 18 с первым индикатором 21, выход схемы 12 формирования максимального значения подсоединен к вторым входам схемы 15 вычитания и схемы 14 сложения, при- этом выход последней через последовательно соединенные третий переключатель 9 и первый запоминающий блок I6 соединен с одним входом четвертого переключателя 10, выход которого подключен к регистрирующему прибору 20,

, выход схемы 15 вычитания связан 45

через последовательно соединенные

пятый переключатель 11 и второй запоминающий блок 17 с другим входом четвертого переключателя 10, а вторая пороговая схема 19 подключена входом к выходу схемы 15 вычитания, а выходом - к второму индикатору 22,

На фиг. 2 - пример осуществления 55 изобретения, из которого ясно, что полученные суммированием и вычитанием значения 1, и 1,, или, соответственно, дифференцированные вели35

40

50

чины представляют собой желаемые измеряемые значения, при этом: Максимальное зна Минимальное значениечение

(IA,.I.) + (1м-1аи)2-1м

()

- (1м-Ь, )2-1

-ч.

На фиг. 3 - схема, разъясняющая получение падения напряжения U(t).

Все действующие в сети напряжения (измерительное напряжение, асимметричные переменные напряжения и постоянные напряжения, вызванные эксплуатацией вентильного преобразователя тока, имеющего дефекты изоляции) возбуждают в измерительном резисторе 3 с сопротивлением (R) токи, которые вызывают изменяющееся во времени падение напряжения Vf(t ) на резисторе 3 (R,), подается как на схему 12 формирования максимального значения, так и на схему 33 формирования минимального значения.

На фиг. 4 представлена таблица положений переключателя, разъясняющая, что при помощи датчика программы переключатели 7-11 включаются так что при положении 1 переключателя 2 переключатель 7 закрыт и напряжение U(t) подается на схему 12 формирования максимального значения. При следующем шаге программы переключатель 2 переводится в положение 2 и переключатель 8 замьжается, в результате чего меняется полярность источника 1 Напряжения, и падение напряжения на резисторе 3 подается на схему 13 формирования минимального значения, а минимальное и макск,иль кое значения вводятся в 14 сложения и схему 15 вычитания. При следующем шаге программы переклшчатели 9 и 11 замыкаются и пропорциональные значению сопротивления изоляции величины IM и I,-, заносятся в память

0

5

0

5

0

-м

-GL,

запоминающих блоков 16 и 17 для индикации на регистрирующем приборе 20. Посредством пороговых схем 18 и 19 достигается сигнализация ошибки при различных значениях сопротивления изоляции.

Внутренние переключатели в функциональных единицах служат для того, чтобы в зависимости от шагов ос- 1човной программы в шагах подпрограг 1мы перевести все запоминающие усгройст- ва и схемы формирования минимального и максимального значения в первоначальное состояние.

На фиг 5 - пример осуществления схемы формирования минимального зна-- чения.

При подключении стабилизированного источника 23 постоянного напряжения конденсатору 24 через переключатель 25 конденсатор заряжается до напряжения Е. Приложенное к кондеи- сатору 24 напряжение Е при размыкании переключателя 25 и замыкании переключателя 26 сравнивается с напряжением, приложенным к резистору 27, и определяемьпу напряжением, которое пропорционально падению напряжения U(t) на измерительном резисторе 3, причем вьтрямитель 28 содействует Toi-fy, что при сравнении напряжений возможно только уменьшение энергии конденсатора, при этом напряжение конденсатора снижается до значения, соответствующего минимальному значению 0,, (t) н представляющего собой j размер минимального значения измеряемой величины.

v/W

JM

JM

Jsi

фие.АСоставитель В. Скоробогатова Редактор А. Ревин Техред Н.Бонкало Корректор Е. Сирохман

Заказ 1947/45 . Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фие.5