Устройство для контроля электрической прочности изоляции электротехнических изделий Советский патент 1988 года по МПК G01R31/14 

со

О5

оэ

(Г)

ел

tpUSi

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использ.овано для контроля электрической прочности изоляции электротехнических изделий.

Цель изобретения - расширение области применения путем плавного подъма и снижения испытательного напряжения .

На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства для контроля электрической прочности изоляции электротехнических изделий; на- фиг, 2 - электрическая схема усилителя с переменным ко эффициентом усиления; на фиг, 3 - электрическая схема формирователя испытательного на. пряжения,

Устройство для контроля электрической прочности изоляции электротехнических изделий содержит блок 1 управления, блок 2 регистрации брака, объект 3 контроля, ключ 4, силовой трансформатор .5, компенсационный трансформатор 6, усилитель 7 мощности, первый делитель 8 напряжения, формирователь 9 опорного напряжб Ния, первый блок 10 сравнения, первый усилитель 11 с регулируемым коэффициентом усиления, формироватехЕЬ 12 испытательного напряжения, КЗ-тр Иг- гер 13, усилитель 14 с переменным коэффициентом усиления, второй делитель 15 напряжения, второй блок 16 сравнения, компаратор 17 и реле 18 времени, причем первый вход формирователя 1 2 испытательного напряже:нйя соединен с дополнительным выходс1М блока 1 управления и R-входом триггера 13, а выход - с первым входом второго усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления, ВТОЕЮЙ вход которого соединен через второй делитель 15 напряжения с выxoдo формирователя 9 опорного, напряже ния и первым входом второго блока 16 сравнения, второй вход которого сое динен с выходом второго усилитех я 14 с переменным коэффициентом ус:иле- ния и вторым входом первого блока 10 сравнения, а выход второго блокг. 16 сравнения соединен с входом ком1;;ара- тора 17, выход которого соединен с вторым входом формирователя 12 тательного напряжения и S-вхОдом RS- триггера 13, выход которого сое;;инен С входом реле 18 времени, выход реле 18 времени соединен с третьим

Г

0

5

0

5

0

5

0

5

входом формирователя V2 испытательного напряжения,

Усилитель 14 с переменным коэффициентом усиления содержит операционный усилитель 19, резистор 20, конденсатор 21 и полевой транзистор 22, причем неинвертируюпцтй вход и выход операционного усилителя 19 соединены соответственно с вторым входом и выходом усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с первым выводом резистора 20, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 19 и первым выводом конденсатора 21, второй вывод которого соединен со стоком полевого транзис тора 22, исток которого соединен с рбщей шиной, а затвор соединен с первым входом усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления,

Формирователь 12 испытательного напряжения содержит конденсатор 23, первый 24 и второй 25 резисторы, первый 26 и второй 27 ключи, первый 28 и второй 29 элементы НЕ, элемент ИЛИ 30 и элемент И 31 причем первый вывод конденсатора 23 соединен с выхо дом формирователя 12 испытательного напряжения и первыми выводами первого 24 и второго 25 резисторов, второй вывод конденсатора 23 соединен с общей шиной, второй вывод первого резистора 24 соединен через первый ключ 26 с общей шиной, управляюш;ий вход первого ключа 26 соединен с входом первого элемента НЕ 28 и выходом элемента ИЛИ 30, первый вход которого соединен с третьим входом формирователя 12 испытательного напряжения, а второй вход элемента ИЛИ 30 соединен с выходом элемента НЕ 29, вход которого соединен с первым входом формирователя 12 испытательного напряжения и первым входом элемента И 31, второй вход которого соединен с вторым входом формирователя 12 испытательного напряжения, а .третий вход элемента И 31 соединен с выходом первого элемента НЕ 28, второй вывод второго резистора 25 ч.е- рез второй ключ 27 соединен с источником питания, а управляющий вход второго ключа 27 соединен с выходом элемента И 31,

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в сеть

на вторичной обмотке силового трансформатора 5 формируется напряжение, которое прикладывается к первому делителю 8 напряжения. Сигнал, снимаемый с нижнего плеча первого делителя 8, поступает на первый вход первого блока 10 сравнения и на вход формирователя 9 опорного напряжения. С помощью формирователя 9 осуществляется формирование опорного сигнала требуемой формы, стабильной амплитуды и фазы, равной фазе сетево-го напряжения. Сформированный сигнал с форми- Р9вателя 9 поступает .через второй делитель 15 напряжения на второй вход усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления и первый вход второго блока 16 сравнения.

ке силового трансформатора 5. Амплитуда напряжения на вторичной обмотке компенсационного трансформатора 6 пропорциональна величине ,- Ugj, JI. При Ug,Ug напряжение на вторичной обмотке компенсационного трансформатора 6 равно нулю.

Таким образом, до включения объек- та 3 контроля в испытательную цепь, испытательное напряжение имеет минимальное значение, так как (IL ,-Uo, )

Ь V , 1 D . V

.макс . При этом напряжение на втором входе второго блока 16 сравнения значительно ниже напряжения на его первом входе, а на выходе компаратора 17, на втором входе формирователя 12 испытательного напряжения и на S-входе RS-триггера 13 устанавлива

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля электрической прочности изоляции электротехнических изделий. Цель изобретения - расширение области применения - достигается за счет плавного подъема и снижения испытательного напряжения. Блоком 1 управления осуществляется коммутация требуемого участка объекта контроля и включение ключа 4. В случае брака блок 1 с помощью ключа 4 снимает испытательное напряжение с объекта контроля. Блок 2 фиксирует брак. Путем изменения коэффициента усиления усилителя 11 достигается требуемая стабильность полного значения испытательного напряжения. Устройство также содержит силовой 5 и компенсационный 6 трансформаторы, усилитель 7 мощности, делители 8 и 15 напряжения, формирователь 9 опорного сигнала, блоки 10 и 16 сравнения, формирователь 12 испытательного напряжения, RS-триггер 13, усилитель 14 с переменным коэффициентом усиления, компаратор 17 реле 18 времени. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. е (Л

В исходном состоянии при разомкну- 20 ется сигнал 1 . На выходе RS-трпгтом ключе 4 на третьем выходе блока 1 управления установлен сигнал О, поступающий на первый вход формирователя 12 испытательного напряжения и на R-вход RS-триггера 13. При этом конденсатор 23 разряжен, напряжение на первом входе усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления и на затворе полевого транзистора 22 близко к нулю, его сопротивление имеет максимальное значение, напряжение на втором входе первого блока 10 сравнения значительно ниже напряжения на его первом входе и выходе формирователя 9 опорного напряжения. Разностный сигнал на выходе первого блока сравнения 10,- имеющий при этом максимальное значение, с помощью усилителей 11 и 7 усиливается по амплитуде и по мощности и выделяется на вторичной обмотке компенсационного трансформатора 6. Это напряжение складывается с напряжением на вторичной обмотке силового трансформатора 5, образуя испытательное напря- л{ение, которое подается на объект 3 контроля. При этом первый блок 10 сравнения выполнен так, что при значении напряжения на первом его входе и„ , бодыием напряжения на втором влоде Ugy., напряжение на вторичной обмотке компенсационного трансформатора 6 по фазе противоположно напряжению на вторичной обмотке силового трансформатора 5, и нао- бороТэ при и j, , . бк-2 напряжение на вторичной обмотке компенсационного трансформатора 6 по фазе совпадает с напряжением на вторичной обмотгера 13, на реле 18 времени и на третьем входе формирователя 12 испытательного напряжения установлен сигнал О.

5 При включении ключа 4 и подключении объекта контроля к испытательной цепи на третьем выходе блока 1 управления устанавливается сигнал . Происходит заряд конденсатора 23

0 формирователя 12 испытательного напряжения, полевой транзистор 22 плав но открывается, увеличивается коэффициент усиления усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления, его выходное напряжение плавно нарастает. При этом (Ug -) уменьшается, снижается напряжение на вторичной обмотке компенсационного трансформатора 6 и испытательное напряжение плавно растет.

При достижении выходным напряжением усилителя 14 с переменным коэф- -фициентом усиления значения опорного напряжения на выходе компаратора 17 и втором входе формирователя 12 ис5

0

5

0

5

пытательного напряжения устанавливается сигнал О, одновременно выход RS-триггера 13 устанавливается в состояние и происходит запуск реле 18 времени. При этом на протяжении выдержки реле 18 времени поддерживается стабильное напряжение на конденсаторе 23, так как его зарядная и разрядная цепи отключены. Незначительное снижение напряжения на конденсатор 23 из-за его разряда через высокое входное сопротивление усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления по первому входу автоматически компенсируется его доэарядкой через ключ 27, так как при этом на втором входе формирователя 12 испытательного напряжения появляетс5 сигнал 1 вследствие уменьшения выходного напряжения усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления. При номинальном напряжении сети и равенстве входных напряжений первого блока 10 сравнения, напряжение на ; вторичной обмотке компенсационного трансформатора 6 равно нулю, величина испытательного напряжения равна номинальному значению, В случае отклонения напряжения сети от номинального значения на вторичной обмотке компенсационного трансформатора 5 формируется сигнал того или иного знака. При уменьшении напряжения сети знаки сигналов совпадают, при увеличении - они противоположны. Амплитуда сигнала на вторичной обмотке компенсационного трансформатора 6 пропорционапьна величине отклонения напряжения .сети от номи нального значения. Таким образом, обеспечивается стабилизация испытательного напряжения на протяжении времени нахождения объекта контроля под полным испытательным напряжением.

По истечении требуемого времени выдержки изоляции объекта 3 контроля под полным испытательным напряжением реле 18 времени устанавливает, на третьем входе формирователя 12 испытательного напряжения сигнал 1. При этом происходит разряд конденсатора 23, уменьшается коэффициент усиления усилителя 14 и его выходное напряжение. Разность напряжений (,,) растет, увеличивается напряжение на вторичной обмотке компенсационного трансформатора 6, причем фаза последнего противоположна фазе напряжения на вторичной обмотке силового трансформатора 5, испытательное напряжение плавно.снижается ,

Путем изменения коэффициента усиления усилителя 11 достигается требуема стабильность полного значения испытательного .напряжения,

Блоком 1 управления осуществляетс коммутация требуемого участка объекта 3 контроля и включение ключа 4, В случае брака блок 1 управления с помош;ью 1шюча 4 снимает испытательное напряжение с объекта контроля,

блок 2 регистрации фиксирует брак. При положительном результате по истечении заданного времени выдержки блок 1 управления снимает испытательное напряжение, коммутирует следующий участок и контроль повторяется. При этом должно соблюдаться следующее условие: суммарное время подъема, выдержки и снижения испытательного напряжения не должно превышать время, на протяжении которого замкнут ключ 4.

15 Формула изобретения

0

5

0

5

0

5

ния, первый вывод вторичной обмотки силового трансформатора соединен через ключ и блок регистрации брака с объектом контроля, а вторичная об-, мотка компенсационного трансформатора включена между объектом контроля и вторым выводом вторичной обмотки силового трансформатора, параллельно которой включен первый делитель напряжения, средняя точка которого подключена к первому входу первого блока сравнения и входу формирователя опорного напряжения, а выход первого блока сравнения через последовательно соединенные усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, усилитель мощности соединен с соответствующими выводами первичной обмотки компенсационного транбформа- тора, третий вывод блока регистрации .брака соединен с управляющим входом блока управления, первый выход которого соединен с зaмыкaюш м контактом ключа, а второй выход - с объектом контроля, отличающееся тем, что, с целью расширения об7 ласти применения, в него введены второй делитель напряжения, второй усилитель с переменным коэффициентом усиления, второй блок сравнения, компаратор, RS-триггер, реле времени и формирователь испытательного напряжения, причем третий выход блока управления соединен с R-входом RS-триггера и первым входом формирователя испытательного напряжения, выход которого соединен с первым входом второго усилителя с переменным коэффициентом усиления, второй вход которого соединен через второй дели- тель напряжения с выходом формирователя опорного напряжения и первым входом второго блока сравнения,,второй вход которого соединен с выходом второго усилителя с переменным коэффициентом усиления и вторым входом первого блока сравнения, выхо второго блока сравнения соединен с входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом формировате ля испытательного напряжения и S-вхо дом RS-триггера, выход которого соединен с входом реле времени, выход которого соединен с третьим входом формирователя испытательного напря- жения.

2, Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что усилитель с переменным коэффициентом усиления содержит операционный усилитель, резистор, конденсатор и полевой транзистор, причем неинвертирующий вход и выход операционного усилителя соединены соответственно с вторым входо и выходом усилителя с переменным коэффициентом усиления, выход которого через резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и через конденсатор со сто

Вх.1

BK.I

5о

ком полевого транзистора, исток которого подключен к общей шине, а затвор соединен с первым входом усилителя с переменным коэффициентом усиления.

соединен с выходом второго элемента НЕ, вход которого соединен с первым входом формирователя испытательного напряжения и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом формирователя испытательного напряжения, а третий вход - с выходом первого элемента НЕ, второй вывод второго резистора через второй ключ соединен с источником питания, управлянмций вход второго ключа соединен с выходом элемента И.

Фиг.г.

фиг. 3