Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01R27/18 

11

Изобретение относится.к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, находящихся под напряжением, или объектов, питаемых от таких сетей.

Цель изобретения - повышение точности измерения сопротивления изо- ляции путем исключения влияния изменения контролируемого напряжения сети.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего данный спо- соб; на фиг. 2cj,5 - диаграммы напряжений на выходе блока управления.

Представленная на фиг. 1 блок- схема содержит упрощенную эквивалентную схему контролируемой сети (объекта) 1, в которой изоляция от- рицательного и положительного полюсов от корпуса представлена соответственно эквивалентными сопротивлениями 2 и 3, подключенные к нешунтиру- емому (например, отрицательному) полюсу блок 4 согласования и фильтрации, запоминающий блок 5, вычислительный блок 6, запоминающий блок 7 и индикатор 8, соединенные после- довательно. Подключенные к корпусу блок 9 согласования и фильтрации и соединенный последовательно запоминающий блок 10, выход которого подключен к второму входу вычислительного блока 6, второй выход которого подключен к запоминающему блоку 11 и инидикатору 12, соединенным последовательно. Добавочный резистор 13 (Кд) и коммутатор 14, подключенный одним выводом к корпусу, а другим к коммутатору 14, а управляющий вход коммутатора 14 подключен к второму выходу блока управления 15.

Сущность способа измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока поясняется следующим.

Сопротивления изоляции полюсов контролируемой сети образуют относительно корпуса делитель напряжения с неизвестными параметрами плеч. Напряжение на сопротивлении изоляции шунтируемого (например, положительного) полюса при отключенном

щунтирующем регисторе R описывает ся выражением

и

ERj.

(1)

45 2

где R, R - сопротивления изоляции положительного (отрицательного полюса). То же напряжение при пoдключeннo шунтирующем резисторе R и напряжения сети Е (том же, что Е или другом) равно

., R R-ft-

Б±Б +R; - R -VR r

(2)

Из уравнений (1) и (2) следует

RA( - EU)

. - EU tji

uii

(3) (4)

0 5 О

5

5

Коммутации нагрузок сети сопровождаются колебаниями напряжения относительно установившегося значения.

В соответствии со способом при подключенном резисторе R измеряют и запоминают не только напряжение на шунтируемом полюсе (U), но, в отличие от прототипа и известных решений, и напряжение контролируемой сети (Е). Далее при отключенном резисторе Rд измеряют и запоминают

напряжения U и Е и вычисляют искомые сопротивления изоляции по выражениям (3) и (4).

Указанная последовательность операций позволяет исключить погрешность от изменения величины напряжения сети..Последнее утверждение доказывается следукщим образом.

Пусть и/Е 01-; c,f Тогда выражения (3) и (4) приводятся к виду

Е К Е -КЕ О(.%

R

AJ l. 4J/ С

A TKE

., „

(6)

50

55

После сокращения общего множите,- ля К(Е) выражения (5) и (6) принимают вид

(7)

R - R ..iJi

ol- -otaC

- «

Так как в выражениях (7) и (8) отсутствует связанный с изменением сетевого напряжения коэффициент К, то очевидно эти и исходные выраже313741

ния (3) и (4) не зависят ни от величины, ни от закона и скорости изменения нап)яжения контролируемой сети. Это означает, что из результата измерения R , R исключаются соответствующие дополнительные погрешности любого вида.

Устройство, реализующее данный способ, работает следующим образом. .Q

С выхода блока 15 управления по- ; ступают две последовательности импульсов (фиг. 2а,$) с периодом ТК, являющимся периодом коммутации. Длительность (-. импульсов первой последовательности определяет время, в течение которого шунтируюпщй резистор 13 подключен через коммутатор 14 к полюсу контролируемой сети.. Сигналы с контролируемой сети Е и с щунтируемого полюса U через блоки 4,9 согласования и фильтрации поступают на вход соответствующих запоминающих блоков 5 и 10, в которых запоминаются по срезу (момент времени t фиг. 2а) импульсы .

После отключения шунтирующего резистора 13 на шунтируемом полюсе устанавливается напряжение U (напряжение сети Е при этом может быть равным или не равным его значению Е в момент коммутации).

Напряжения Е, Е , U, U поступают на входы вычислительного блока 6, осуществляющего преобразования в соответствии с выражениями (5) и (4).

После окончания переходных процессов в вычислительном блоке 6 на его выходах устанавливаются напряжения, пропорциональные сопротивлениям изоляции 2,3 (R, R) контро- лируемой сети 1. В конце очередного цикла измерения на первый выход блока 15 управления поступает импульс l по которому осуществляется фиксация выходных напряжений вычислительного блока 6 в запоминающих блоках 7 и 11 до конца следующего цикла измерения.

Результат измерения R и R отображается на индикаторах 8 и 12.

Формула изобретения

f

1. Способ измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, основанный на измерении напряжения контролируемой сети, шунтировании добавочным резис-

5

0 5

п

0

5

45.4 .

тором сопротивления изоляции, измерении напряжения на шунтирующем резисторе, определении по измеренным значениям величины сопротивления изоляции, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерений за счет исключения погрешности, обусловленной изменениями напряжения контролируемой сети, шунтирующий резистор подключают к одному полюсу контролируемой сети, запоминают измеренные значения напряжений, отключают шунтирующий резистор, измеряют напряжение контролируемой сети и напряжение на шунти- .руемом полюсе, определяют соответствующие величины сопротивления изоляции шунтируемого и нешунтируемого полюсов по соотношениям

о - . ии

-

ии

R

NS где R , К„ - значения сопротивлеS KS

НИИ изоляции шунтируемого и нешунтируемого полюсов сети соответственно;R - значение шунтируемого

резистора; Е, и - значения напряжений

контролируемой сети и шунтируемого полюса соответственно при подключенном шунтирующем резисторе; Е, и - значения напряжений

контролируемой сети и шунтируемого полюса соответственно при отключенном шунтирующем резисторе.

2. Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, содержащее шунтирующий резистор, коммутатор, первый и второй запоминающие блоки, блок управления, первый и второй индикаторы, при этом шунтирующий резистор одним выводом соединен последовательно с коммутатором и шунтируемым полюсом контролируемой сети, а другим выводом - к корпусу, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности в него

5

введены первый и второй блоки согласования и фильтрации, вычислительный блок, третий и четвертый запоминающие блоки, при этом к нешунтируемому полюсу.контролируемой сети подключены первый блок согласования и фильтрации и первый запоминающий блок, соединенные последовательно, к корпусу подключен второй блок согласования и фильтрации и второй запоминающий блок, соединенные последовательно, первый и второй входы вычислительного блока подключены соответственно к выходам, а третий и четвертый входы - к первым входам первого и второго запоминающих блоков, к первому выходу вычислительного блока подключены третий

741456

запоминающий блок и первый индикатор, соединенные последовательно, к второму выходу вычислительного блока подключены четвертый запоминающий блок и второй индикатор, соединенные последовательно, причем пятый вход вычислительного блока объединен с вторыми входами пер10 вого, второго, третьего и четвертого запоминающих блоков и подключен к шунтируемому полюсу контролируемой сети, управляющие входы третьего и четвертого запоминаюищх блоков ключены к первому выходу блока управления, а управляющие входы коммутатора первого и второго запоминающих блоков объединены и .подключены к второму выходу блока управления.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет П повысить точность измерения сопротивления изоляции. Устройство содержит эквивалентную схему 1 контролируемой сети, запоминающие блоки 5 и 7, индикаторы 8 и 12, коммутатор 14 и блок 15 управления. В устройство введены блоки 4 и 9 согласования и фильтрации соответственно, вычислительный блок 6 и запоминающие блоки 10 и 11. В процессе работы устройства запоминают измеренные значения напряжений и отключают шунтирующий резистор 13. Затем измеряют напряжение контролируемой сети и напряжение на шунтируемом полюсе. По соотношениям, приведенным в тексте описания, определяют соответствующие величины сопротивления изоляции шунтируемого и нешунтируемого полюсов. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л

Uts.1

в

72

фиг.г