Устройство для контроля изоляции двухпроводных сетей Советский патент 1988 года по МПК G01R27/16 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение для контроля состояния изоляции изолированных от земли электрических двухпроводных сетей постоянного и переменного тока.

Целью изобретения является расии- рение функциональных возможностей за счет контроля сопротивления изоляции двухпроводных сетей переменного тока, а также контроля обрыва и короткого замыкания двухпроводньпс сетей.

На чертеже представлена схема пред лагаемого устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 потенциометры, вьшрямительньй мост 3, первый элемент 4 гальванической развязки, первый чувствитель- ный элемент 5, исполнительный блок 6, блок 7 индикации, конденсатор 8,общую шину 9, источник 10 опорного напряжения, второй элемент 11 гальванической развязки,второй чувствительный эле- мент 12, первый 13,второй 14,третий .15 и четвертьй 16 элементы И, первьм 17,второй 18, третий 19 и четвертый 20 инверторы, причем первые выводы первого 1 и второго 2 потенциометров соединены с полюсами сети, второй вывод первого потенциометра 1 соединен с первым выводом вьтрямительного моста 3, первый вход первого чувствительного элемента 5 с выходом источника 10 опорного напряжения, выходы пер вого 13, второго 14, третьего 15 и четвертого 16 элементов.И подключены к соответствующим входам исполнительного блока 6 и блока 7 индикации, первый вход второго чувствительного элемента 12 соединен с выходом источника 10 опорного напряжения, второй вывод второго потенциометра 2 - ,с вторым выводом выпрямительного моста 3,третий и четвертый выводы которого соединены с выводами конденсатора 8 и первыми выводами соответственно первого 4 и второго 11 элементов гальванической развязки,вторые и третьи выводы которых соединены с общей шиной 9 устройства, а четвертые выводы - с вторыми входами соответственно первого чувствительного элемента 5 и второго чувствительного элемента 12, выход котогюго подключен к первым входам первого 13 и второго 14 элементов И непосредственно, а к первым входам, третьего 15 и четвертого 16 элемен

Q

0

тон и - через первый 17 и нторой 18 инверторы, вых() 1Ы первого чувстпител1 - ного элемента 5 гюдк.ггючены к вторым (входам первого 13 и третьего 15 элементов И непосредсТпенно, а к вторым входам второго 14 и четвертого 16 элементов И - через третий 19 и четвертый 20 инверторы, при этом каждый элемент 4,11 гальванической развязки выполнен в виде оптрона, а каждый чувствительный элемент 5,12 - в виде операционного усилителя.

Устройство работает следующим образом. .,

При контроле изоляции двухпроводных сетей постоянного тока светодиоды оптронов 4 и 11 обтекаются постоянным током двухпроводной сети. Величина ВЫХОДНОГ9 тока устанавливается с помощью потенциометров 1 и 2 исходя из параметров оптронов 4 и 11 и напряжения двухпроводной сети. Выпрямительный мост 3 обеспечивает неизменность направления тока через оптроны 4 и 11 при любой полярности напряжения двухпроводной сети . . Ток, протекающий через фотодиоды оптронов 4 и 11, обеспечивает напряжение на вторых входах операционных усилителей 5 и 12, пре-- вьшающее опорное напряжение на первых входах операционных усилителей 5 и 12. Лог. 1 с выходов операционных усилителей 5 и 12 через первый элемент И 13 включает в блоке 7 индикации соответствующий орган индикации, сигнализирующий об исправности двухпроводной сети, и вызывает в исполнительном блоке 6 срабатьгеание элемента, обеспечивающего включение двухпроводной сети.

При коротком замыкании, обрыве одного или обоих полюсов двухпроводной .сети входной ток через светодиоды оптронов 4 и 11 не протекает. В этом случае Лог,О с выходов операционных усилителей 5 и 12 через инверторы 20 и 18 и четвертьй элемент И 16 включает в блоке 7 индикации соответствующий орган индикации, сигнализирующий о неисправности двухпроводной сети, и вызывает в исполнительном блоке 6 срабатьгоание элемента, обеспечивающего отключение двухпроводной сети.

При понижении сопротивления изоляции одного из полюсов (верхнего по схеме) двухпроводной сети по отношению к земле шунтируется светодиод оптрона 4, входной ток через который

314

не гфпте.клр . К этом случае вхолной ток через светодиод другого оптрона 11 протекает через пониженное сопро- тинлеиие иг оля11ии.Лог. выхода первого операционного усилителя 5 через третий инвертор 19 поступает на второй вхол второго элемента И 14,на первый вход которого поступает Лог М с выхода второго операционного усили - теля 12.Лог. Г с выхода второго элемента И 14 включает в блоке 7 индикации соответствуюпщй элемент индикации,сигнализирующий о неисправности верхнего по схеме полюса двухпроводной сети, и вызывает в исполнительном блоке 6 срабатывание элемента, обеспечивающего отключение двухпроводной сети. При понижении сопротивления изоляции нижнего по схеме полюса двухпровод- ной сети по отношению к земле шунтируется светодиод оптрона 11. Лог,1 с выхода третьего элемента И 15 включает в блоке 17 индикации соответст- вующий элемент индикации, сигнализи- рующий о неисправности нижнего по схеме полюса двухпроводной сети, и вызывает в исполнительном блоке 6 срабатывание элемента, обеспечивающего от- ключение двухпроводной сети.

При контроле изоляции двухпроводных сетей переменного тока светодиоды оптронов 4 и 11 обтекаются постоянным током, выпрямленным с помощью вьшря- мительного моста -3 и усредненным с помощью конденсатора 8. Величина входного тока устанавливается с помощью потенциометров 1.и 2 исходя из параметров оптронов 4 и 11 и напряжения двухпроводной сети. Сигнализация ис- правности и включение двухпроводной сети обеспечиваются аналогично описанному.

- .,

При коротком замьжании,обрыве од- кого или обоих полюсов двухпроводной сети, входной ток через светодиоды оптронов 4 и 11 не протекает. Сигнализация неисправности и выключение двухпроводной сети обеспечиваются ана логично описанному.

При понижении сопротивления изоляций любого из полюсов двухпроводной сети по отношению к земле входной ток через светодиод каждого оптрона 4 и 11 протекает только в течение одного полупериода напряжения переменного тока. Следовательно, входной .ток чере светодноды оптронов 4 и 11 уменьшает194

ся так, что тек, протекающий через фотодиоды оптронов 4 и 11 вызывает напряжение на вторых входах операционных усилителей 5 и 12, не прерышгиощее опорное напряжение на первых входах операционных усилителей 5 и 12. Лог.о с выходов операционных усилителей 5 и 12 через инверторы 20 и 18 и четвертый элемент И 16 включает в блоке 7 индикации соответствующий орган индикации, сигнализирующий о неисправности двухпроводной сети, и вызывает в исполнительном блоке 6 сра батыгание элемента,обеспечивающего выключение двухпроводной сети.

Формула изобретения

1 .Устройство для контроля изоляции двухпроводных сетей, содержащее первый и второй потенциометры, выпрями- телпный мост,первый чувствительный элемент,исполнительный блок, блок индикации, конденсатор, общую тину, источник опорного напряжения, первые выводы первого и второго потенциометров соединены с полюсами сети, второй вывод первого потенциометра соединен с первым вьшодом выпрямительного моста, первьй вход первого чувствительного элемента соединен с выходом источника опорного напряжения, отличающееся тем,что, с целью по- вьппения точности контроля, в устройство введены первый и второй элементы гальванической развязки, второй чувствительльй элемент, первый, второй, третий, четвертый инверторы и первьй, второй, третий, четвертьй элементы И, выходы которых подключены к соответствующим входам исполнительного блока и блока индикации, первьй вход второго чувствительного элемента соединен с выходом источника опорного напряжения, второй вывод второго потенциометра соединен с вторым вьшодом вьшрямительного моста, третий и четвертьй выводы которого соединены с соответствующими первым и вторым выводами конденсатора и первыми выво ами соответственно первого и второго элементов гальванической развязки, вторые и третьи выводы которых соединены с общей щиной устройства, а четвертые выводы соединены с вторыми входами соответственно первого чувствительного элемента и второго чувствительного элемента, выход которого

514324196

подключен к первым входам первого ивторого и четвертого элементов И - второго .элементов И непосредственно,через третий и четвертый инверторы. а к первым входам третьего и четвертого элементов И - через первый н вто- 2,Устройство по п.1, о т л и ч а горой инверторы, выход первого чувстви-щ е е с я тем, что блок гальваниче- тельного элемента подключен к вторымской развязки выполнен в виде оптро- входам первого и третьего элементовна, а каждый чувствительный элемент - И непосредственно, а к вторым-входамв виде операционного усилителя.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, Пель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет контроля сопротивления изоляции двухпроводных сетей переменного тока, а также контроля обрыва и короткого замыкания двухпровод,ных сетей. В цепи светодиодов оптро- н.ов 4 и 11 протекает ток, который задается потенциометрами ,1 и 2. При исправной изоляции сетей оптроны 4 и 11 включены. Срабатывают чувствительные элементы 5, 12, сигналы с их выходов переобразуются в позиционный код при помощи элементов И 13,14,15, 16 и инверторов 17,18,19,20. При нарушении изрляции какото-либо из полюсов сети соответствующий оптрон 4 или 11 выключается, и блок 7 регистрации индицирует неисправность. Введение в устройство оптронов 4,11 и чувствительного элемента 12 позволяет определить короткое замыкание и обрыв сете;й, т.к. при этом происходит выключение оптронов 4,11 и отсутствует срабатывание чувствительных элементов 5,12. Контроль сетей переменного тока осуществляется путем усреднения тока,протекающего через диоды оптронов 4,11, при помощи конденсатора 8. В устройстве использованы выпрямитель ный мост 3, исполнительный блок 6, общая шина 9, источник опорного напря жения 10, 1.3.п. ф-лы, 1 ил. (Л 4 со го 4 СО