Устройство для контроля сопротивления изоляции электропотребителя Советский патент 1986 года по МПК G01R31/02 H02H3/16 

чается и замыкает контакты 14 и 15, Конденсатор А заряжается через сопротивление изоляции электропотребителя 2. Если сопротивление изоляции выше минимально допустимого значения то пороговьй элемент 6 закрыт. Нажатием кнопки 11 потенциометр 5 утечки подключают параллельно стабилитрону 18 и отключают от зажима электропотребителя 2, Конденсатор 4 заряжается, и напряжение на нем становится вьппе напряжения включения порогового элемента 6. Последний открывается и шунтирует диоды 16 и 17, потенциометр 5 и вход исполнительного

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электропотребителя от недопустимого снижения сопротивления изоляции его элементов.

Цель изобретения - повышение надежности работы, быстродействия контроля и обеспечение безопасности персонала.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит коммутатор 1 в цепи электропотребителя 2, диод 3, конденсатор 4, потенциометр 5 утечки, шунтированный конденсатором,, и пороговый элемент 6. Кроме того в него введены предохранитель 7, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 элементы управления, замыкающий контакт 12 коммутатора, исполнительный элемент 13 с первыми 14 и вторь)ми 15 контактами, два дио,- да 16 и 17, параметрический стабилизатор на стабилитроне 18 и резисторе 19, второй конденсатор 20, включенный параллельно выходу параметрического стабилизатора, балластный элемент 21, включенный последовательно с входом исполнительного элемента, и два резистора 22 и 23, а также третий конденсатор 24, включенный параллельно первому резистору 22.

Причем в этом устройстве один вывод параметрического стабилизатоэлемента 13. Свечение элемента 6 при его выполнении на светодиоде показывает работоспособность устройства. Если сопротивление изоляции снижается ниже допустимого значения, то напряжение на потенциометре 5 и конденсаторе А возрастает до напряжения включения порогового элемента 6. Исполнительный элемент 13 отключается и размыкает контакты 14 и 15, отключая электропотребитель 2. Аналогично происходят процессы и прислучайном прикосновении человека к одному из зажимов электропотребителя 2, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

ра соединен с нулевым проводом сети или землей, а другой через последовательно включенные первый диод 3, первкй элемент 6 управления и предохранитель 7 - с фазой сети. Катод первого диода 3 через первый замы- кагаций контакт 14 исполнительного элемента 13, замь1каю1ций контакт вто- рого элемента 9 управления подключен

к цепи питания коммутатора 1, соединенного с нулевым проводом сети или с другой фазой сети. Цепочка на балластном элементе 21 и исполнительном элементе 13 включена параллельно стабилитрону 18, а параллельно ее выкоду и выходу потенциометра 5 утечки через третий элемент 10 управления и соответственно второй и третчт диоды 16 и 17 включен пороговый элемент 6. Движок потенциометра 5 утечки, соединенный с одним из неподвижных выводов последнего, через последовательно включенные замыканяций контакт четвертого элемента 11 управления и первьш резистор 22 со€;дииен с нулевьм проводом сети. А такясе через размьжакяций контакт четвертого элемента 11 управления по одной цепи соединен через замыкающие контакты 12 коммутатора 1 и второй резистор 23 с нулевым проводом сети, а по другой цепи через последовательно включенные замыкающий вто. рой контакт 15 исполнительного эле

3

мента 13 и размыкающий контакт второго элемента 9 управления - с фазо сети со стороны потребителя.

Пороговый элемент 6 может быть выполнен на неоновой лампе или ди- нисторе. В последнем случае последовательно с ним может быть включен светодиод через балластный резистор (не показан), светодиод может быть включен в цепь согласно схеме.

Исполнительный элемент 13 может быть включен.согласно схеме. В этом случае используются его заьашающие контакты 14 и 15. Исполнительный элемент 13 может быть включен вместо балластного элемента 21. В этом случае балластный элемент 21 выбирается таким, чтобы при закрытом пороговом элементе 6 исполнительный элемент не включался в работу, а при открывании порогового элемента 6 - включался. В этом случае иЬпользуются раз- мыкакщие контакты 14 и 15 исполнительного элемента 13.

Диод 3 может включаться в указанном на схеме положении, как и диоды 16 и 17 и стабилитрон 18, При обратном включении диода 3 изменяется на обратное включение соответственно диодов 16 и 17, стабилитронов 18 и 21

Балластный элемент 21 может быть выполнен на резисторе или согласно схеме. В последнем случае уменьшаются потери мощности на резисторе и повышается надежность работы устройства по данному фактору, но увеличивается стоимость устройства за счет второго стабилитрона.

Потенциометр 5 утечки калиброван. Последовательно с ним может быть включен дополнительный резистор (не показан). Дополнительньй резистор может быть включен и в цепь размыкающего контакта второго элемента 9 управления. Место включения второго резистора 23 не является обязательным согласно схеме, а вызвано удобством выполнения последней.

Все устройство вьтолнено в виде самостоятельного прибора.

Устройство работает следуюпщм образом.

В исходном состоянии напряжение сети равно нулю. Элементы 8-11 управления находятся в исходном состоянии . Исполнительньй элемент 13 и коммутатор 1 отключены, как и элек- тропотребитепь 2. Пороговый элемент

332404

6 закрыт. Конденсаторы 4, 20 и 24 разряжены. Потенциометр 5 утечки установлен, например, в нулевое положение при необходимости измерить 5 сопротивление изоляции электропотребителя 2.

При подаче напряжения сети на зажимы системы и включении тумблера 8 напряжение сети выпрямляется диодом 3, 10 сглаживается конденсатором 20 и стабилизируется стабилитроном 18. Исполнительный элемент 13 включается и замыкает свои контакты 14 и 15. Потенциометр 5 утечки устанавливают f5 в положение минимально допустимого значения сопротивления изоляции. Конденсатор 4 заряжается через сопротивление изоляции электропотребителя 2, размыкакмцие контакты выключателя 20 9, замкнутые контакты кнопки 11 управления до соответствующего значения. Если сопротивление изоляции электропотребителя 2 выше минимально допустимого значения, то порого-

5 вый элемент 6 закрыт. Нажатием кнопки 11 управления потенциометр 5 утечки через первый резистор 22 и конденсатор 24 подключают параллельно ста билитрону 18 и одновременно отключают от зажима электропотребителя 2. Конденсатор 24 обеспечивает форсиро- ванньш заряд конденсатора 4, напряжение на котором становится вьте напряжения включения порогового элемента 6. Последний открывается и шунти5 рует через диоды 16 и 17 потенциометр 5 утечки и вход исполнительного элемента 13, Конденсатор 4 обеспечивает форсированный режим открывания порогового элемента 6, как и кон0 денсатор 24, путем подзаряда через резистор 19. Исполнительньй элемент 13 отключается и размыкает свои контакты 14 и 15. Свечение порогового элемента 6 при выполнении его на

5 неоновой лампе или светодиода при динисторе свидетельствует о работоспособности устройства. При размыкании кнопки 11 управления и нажатии .кнопки 10 управления закрывается

0 пороговый элемент 6 и обеспечивается включение исполнительного элемента 13. Проверку работоспособности устройства на этом заканчивают. Конденсатор 4 через сопротивление изоляции

5 электропотребителя заряжается до соответствующего значения.

Сопротивление потенциометра 5 утечки медленно увеличивают и до0

биваются повторного включения порогового элемента 6 отключают исполнительный элемент 13, размыкают его контакты 14 и 15, снимают напряжение контроля с зажима электропотребителя 2. По значению калиброванного потенциометра 5 утечки определяют , сопротивление изоляции электропотребителя и судят о возможности включения электропотребителя в работу. При допустимом значении сопротивления изоляции потенциометр 5 утечки устанавливается в положение минимально допустимого значения сопротивления 13олядии для электропотребителя 2, Кнопкой 10 управления восстанавливают исходное состояние схеми, закрывают пороговый элемент 6 и включают исполнительный элемент 13.

Замыканием выключателя 9 размыкают цепь контроля сопротивления изоляции и снимают напряжение с зажима электропотребителя 2 до включения коммутатора 1. При замыкании выключателя 9 коммутатор 1 включается и подает напряжение сети на вход электропотребителя . Электропотребитель 2 работает в установленном режиме. Одновременно с этим контакт 12 коммутатора 1 подключает потенциометр 5 утечки через резистор 23 параллельно стабилитрону 18, поэтому напряжение на конденсаторе 4 не уменьюа- ется до нуля, а, наоборот, возраста- ет до близкого к напряжению включения порогового элемента 6. По окончании работы электропотребителя 2 размыкают выключатель 9. Коммутатор 1 отключает электропотребитель 2 от сети, а контактами 12 - потенциометр 5 утечки от резистора 23. При переходном процессе коммутатора 1 возможно неодновременное размыкание его контактов в силовой цепи электропотре- бителя 2. В этом случае к конденсатору 4 через диод 3 и резистор . 9 может быть приложено линейное напряжение сети. Поскольку напряжение на конденсаторе 4 не может изменяться мгновенно, то все излишки напряжения сети прикладьюаются к резистору 19 и конденсатор 4 начинает подзаряжаться. Время подзаряда конденсатора 4 через резистор 19 выбирается таким, чтобы за время отключения комтчутатора 1 напряжение на конденсаторе 4 не превысило напряжения выключения порогового элемента 6.

Этим обеспечивается .отстройка от ложных включений порогового элемента при переходных процессах отключения коммутатора 1.

После отключения электропотребителя 2 от сети сразу же начинается процесс измерения сопротивления изоляции, поскольку конденсатор 4 имеет исходное напряжение на обкладках и ему не требуется заряжаться от нуля. Время проверки сопротивления изоляции не превьпиает нескольких десятков миллисекунд, поэтому до повторного включения электропотребителя 2 в работу данная проверка осуществляется.

Есхси сопротивление изоляции электропотребителя 2 в процессе эксплуатации снижается ниже допустимого значения, то напряжение на потенциометре 5 утечки-и,соответственно,на конденсаторе 4 возрастает до напряжения включения порогового элемента 6. Последний открывается и шунтирует вход исполнительного элемента 13, который отключается и размыкает свои контакты t4 и 15, предотвращая тем самым повторное включение электропотребителя 2 в работу до устранения неисправности и снимая одновременно напряжение с зажима электропотребителя по цепи контроля.

Аналогичные процессы происходят в схеме и при случайном прикосновении человека к одному из зажимов электропотребителя 2 в процессе контроля сопротивления изоляции. В этом случае конденсатор 4 заряжается через резистор 19 и сопротивление тела человека в течение нескольких миллисекунд, пороговый элемент 6 открьша- ется, отключает исполнительный элемент 13, которьй размыкает свои контакты 14 и 15, освобождая человека от напряжения стабилитрона 18. Кроме того дополнительное сопротивление в цепи выключателя 9 повьшает безопасность персонала и отстройку от пе- реходн1ах процессов.

Повторнйм замыканием выключателя 9 коммутатором 1 электропо- требит(гль в работу.

Вместо выключателя 9 может быть использована кнопка управления с аналогичными контактами и дополнительная кнопка управления Стоп. В этом Случае замыкакяцие контакты второго элемента 9 управления шунтируются

замыкающими контактами коммутатора, а последовательно размыкающим контактам второго элемента управления включаются размыкающие контакты комму- татора 1, что ведет к усложнению 9 мы устройства.

При дистанционном управлении злек тропотребителя 2 вместо замыкающих контактов второго злемента 9 управ- ления или параллельно им включаются замыкающие контакты датчика автоматического управления, а его размыкающие контакты включаются вместо или последовательно с размыкающими кон- тактами указанного элемента 9,

По окончании работы системы тумблер 8 размыкают и снимают напряжение сети с устройства, а затем снимают его со всей системы.

Использование предлагаемого устройства в производстве по сравнению с известным за счет возможности изме р.ения конкретного значения сопротивления изоляции электропотребителя и контроля за ним при работе электропотребителя в повторно-кратковременном режиме обеспечивает быстродействие контроля. Одновременно с этим повьшается безопасность персонала отключением напряжения от зажима электропотребителя в процессе контроля сопротивления изоляции.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля сопротивления изоляции электропотребителя содержащее коммутатор с замыкающими

контактами в цепи электропотребителя , - диод, катод которого связан с фазой

питающей сети, резистор утечки, вход которого шунтирован конденсатором, пороговый элемент и исполнительный элемент, отличающее ся тем, что, с целью повышения быстро- .действия контроля и обеспечения безопасности персонала, в него дополнительно введены предохранитель, четыре элемента управления, два диода, параметрический стабилизатор, второй конденсатор, включенный параллельно выходу параметрического стабилизатора, балластный элемент, вклю

ВНИИПИ Заказ 2779/55 Тираж 612 Подписное Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

JQ

20

25 зо

35

.0

0

ченньм последовательно с входом исполнительного элемента и два резистора, при этом резистор утечки выполнен на потенциометре, а исполнительный элемент выполнен на электромагнитном реле с двумя замыкакяцими контактами, один вывод параметрического стабилизатора соединен с нулевым проводом сети или земпей, а другой через последоват рльно включенные парвьй диод, первый элемент управления и предохранитель - с фазой сети, лричем катод первого диода соединен через первый замыкакмций контакт исполнительного элемента, замыкающий контакт втор-ого элемента управления с цепью питания коммутатора, соединенного с нулевым проводом сети, цепочка из последовательно включенньк балластного элемента и исполнительного элемента включена параллельно выходу параметрического стабилизатора, а параллельно цепочке из последовательно включенных раз, мыкающего контакта третьего элемента управления и порогового элемента включены исполнительный элемент и выход потенциометра утечки через встречно включенные второй и третий диоды, а движок потенциометра утечки, соединенный содним из неподвижных выводов резистора, через последовательно включенные замыкаюпше контакты четвертого элемента управления и первый резистор соединен с нулевым проводом сети,а также через размыкающий контакт четвертого элемента управления по одной цепи соединен через замыкающий контакт коммутатора и второй резистор с нулевым проводом сети, а по другой цепи - через последовательно включенные замыкающий второй контакт исполнительного элемента и размыкающий контакт второго элемента управления с фазой сети со стороны потребителя.

2. Устройство для контроля сопро- , тивления изоляции электропотребителя по п. 1, отличающееся тем,что в него дополнительно введен третий конденсатор, включенный параллельно первому резистору.

Изобретение позволяет повысить, быстродействие устройства для контроля сопротивления изоляции элёктро- потребителя и обеспечить безопасность работы персонала. При подаче , напряжения сети и включении тумблера 8 исполнительный элемент 13 вклюг СЛ С 1C 00 4