Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК G01R27/18 

4

СХ)

со

о со

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока и обесточенных сетей.

Цель изобретения - повышение точ- норти и достоверности измерения сопротивления изоляции сети.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит гейератор I импульсов, опорный резистор 2, конденсатор 3, аналоговый ключ 4, индикатор 5, развязьшающий блок 6, блок 7 определения.экстремума, вычислитель 8, блок 9 формирования pays, блок 10 дифференцирования, аналоговые ключи П, 12, 13, пороговый элемент 14, элемент ИЛИ 15, ныс.окоомньА повторитель 16 напряжения и формирователь 17, измерительный зажим IB земляной зажим 19, также изображена эквивалентная схема исследуемой се-

R,,)l

ч г

к. )1.

импуль-

ти 20 с сопротивлениями R,(R,, и емкостью изоляции ,, С

Первый выход генератора I сов через последовательно соединенны опорный резистор 2 и конденсатор 3 соединен с измерительным зажимок 18, входом развязьшающего блока 6 и входом блока 10 дифференцирования, выход которого соединен с входом порогового элемента 14 и первым входом аналогового ключа 11, второй вход которого через высокоомный повторитель 16 напряжения соединен с первым выходом генератора 1 импульсов, а выход с вторым входом аналогового ключа 12, Выход порогового элемента 14 через формирователь 17 соединен с первым входом нормально замкнутого ключа 13, выход которого совдинен с вторым входом элемента ИЛИ 15, первый вход которого соединен с выходом блока 9 формирования пауз и вторым входом аналогового ключа 13, Выход элемента ИЛИ I5 соединен с первым входом нормально замкнутого ключа 12, выход которого соединен с первым входом генератора 1 импульсов. Выход развязывающего блока 6 соединен с первым входом вычислителя 8 и через блок 7 определения экстремума с вторым входом генератора 1 импульсов, с входом блока 9 формирования пауз и четвертым входом вычислителя 8, второй и третий входы которого соединены с вьгаодами опорного резис

10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тора 2. Первый выход вычислителя 8 соединен с вторым входом аналогового ключа 4, второй выход вычислителя 8 соединен с первым выходом аналогового ключа 4, выход которого соединен с входом индикатора 5, Второй выход генератора 1 импульсов соединен через зажим 19 с заземляющим контуром.

Устройство работает следующим образом.

После подключения устройства измерительным зажимом 1В к сети 20 и ; зажимом 19 к заземляющему контуру с помощью блока 10 дифференцирования определяется режим исследуемой сети 20 в данный момент времени. Если в исследуемой сети.20 имеет место переходный процесс, то на выходе блока 16 дифференцирования появляется сигнал, который поступает на первый вход ключа 11 и на вход порогового элемента 14, В связи с тем, что на втором входе нормально замкнутого ключа 11 в этот момент управляющий сигнал отсутствует, так как генератор 1 импульсов еще не запущен, то на выходе ключа 11 появляется сигнал, который поступает на второй вход нормально замкнутого ключа 12, вызывая его размыкание. Сигнал, поступивший на вход порогового элемента 14, обеспечивает на его выходе потенциал низкого уровня и поэтому на первый вхоД нормально зам- . кнутого ключа 13 сигнал не поступает. Так как ключ 12 разомкнут, блокируется запуск генератора 1 импульсов ,

После завершения (или при отсутствии с самого начала) в исследуемой сети 20 переходного процесса, сигнал на выходе блока 10 дифференцирования, входах порогового элемента 14 и ключа 11 обратится в нуль, На порогового элемента 14 сформируется сигнал высокого уровня, который через формирователь 17 и клич 13 поступит на второй вход элемента ШШ 13, с выхода которого через ключ 12 поступит на первый вход генератора 1 импульсов.

Если переходный процесс возник в паузе между импульсами и время его протекания превысило время паузы, сформированной блоком 9 формирования пауз,- то после завершения этого переходного процесса запуск генератора 1

31

импульсов будет произведен аналогично его первому запуску до начала измерения.

При запуске генератора 1 импульсов на его выходе формируется единичный скачок измерительного напряжения имеющий передний фронт и вершину измерительного импульса. Этот сигнал через опорный резистор 2 и конденсатор 3 поступает в исследуемую сеть 20. Так как входные сопротивления развязьгоающего блока, блока 10 дифференцирования, высокоомного повторителя 16 напряжения и второго и тре тьего входов вычислителя 8 вьйираютс очень высокими, то величина напряжения измерительного сигнала на измерительном зажиме 18 устройства определяется, главным образом, величиной импеданса изоляции сети - параллельным соединением сопротивления и емкости изоляции сети.

Измерительное напряжение с импеданса изоляции сети через развязывающий блок 6 непрерывно поступает на первый вход вычислителя 8 и на вход блока- 7 определения экстремума. Одновременно через второй и третий входы в вычислитель В поступает информация о величине падения напряжения измерительного сигнала на опорном резисторе 2, т.е. фактически информация о величине полного тока измерительного сигнала, состоящего из активной и емкостной составляющих. В момент достижения экстремума напряжением измерительного сигнала на входном зажиме, который определяется с помощью блока 7 определения экстремума, емкостная составляющая тока измерительного сигнала обратится в нуль, и величина полного тока измерительного сигнала определяется исключительно активной составляющей. Сигнал с выхода блока 7 определения экстремума поступает одновременно на четвертый вход вычислителя 8, на второй вход генератора 1 импульсов и на вход блока 9 формирования пауз.

По этому сигналу на выходе генератора 1 импульсов формируется задний фронт измерительного импульса, в блоке 9 формирования пауз начинается отсчет времени паузы, а в вычислителе 8 вырабатывается сигнал, дающий разрешение на замыкание аналогового ключа 4. Этот сигнал через первый выход вычислителя 8 поступа

0

0

5

ет на вход аналогового ключа А, вызывая его замыкание. При замыкании ключа 4 информация о величине сопротивления изоляции исследуемой сети 20 с второго выхода вычислителя 8 через аналоговый клоч 4 поступает на индикатор 5.

Таким образом, на индикатор 5 выводится информация о величине сопротивления изоляции исследуемой сети только после полного заряда емкости сети током измерительного сигнала , когда емкостная составляющая этого тока равна нулю.

После формирования паузы, необходимой для приведения устройства в исходное состояние, с выхода блока 9 формирования пауз на первый вход генератора 1 импульсов через элемент ИЛИ 15 и ключ 12 поступает сигнал, по которому на выходе генератора 1 импульсов формируется очередной единичный скачок измерительного напря- 5 жения и начинается новое очередное измерение.

0

5

0

5

0

5

Формула изо б р е т е и и я

Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, содержащее генератор импульсов, опорный резистор, конденсатор, аналоговый ключ, индикатор, развязывающий блок, блок определения экстремума, вычислитель и блок формирования пауз, причем выход генератора импульсов через последовательно соединенные опорный резистор и конденсатор соединен с измерительным зажимом и входом развязывающего блока, выход которого соединен с входом блока определения экстремума и с первым входом вычислителя, второй и третий входы которого соединены с вьшодами опорного резистора, а четвертый вход вычислителя соединен с вторым входом генератора импульсов, входом блока формирования пауз и выходом блока определения экстремума, первый выход вычислителя соединен с вторым входом аналогового ключа, второй выход вычислителя соединен с первым входом аналогового ключа, выход которого соедннен с индгасатором, а второй выход генератора м пульсов соединен с заземляющим контуром, отличающееся тем что, с, целью повьшения точности и достовер5и

ности измерения, в него введены блок дифференцирования, второй, третий и четвертый аналоговые ключи, пороговый элемент, элемент ИЛИ, высоко- омный повторитель напряжения и форми рователь, при этом вход блока дифференцирования соединен с измерительным зажимом, выход - с входом порогового элемента и первым входом второго аналогового ключа, второй вход которого через высокоомный повтори- ,тель напряжения соединен с первым выходом генератора импульсов, а

логового ключа, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход третьего аналогового ключа соединен с первым входом генератора импульсов, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом блока формирования пауз и с вторым входом четвертого аналогового ключа, первый вход

которого через формирователь соединен с выходом порогового элемента, а выход четвертого аналогового ключа соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

Устройство относится к электротехнике, а именно к устройствам для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока. Устройство содержит генератор 1, опорный резистор 2, конденсатор 3, четыре аналоговых ключа 4, 11-13, индикатор 5, развязывающий блок 6, блок 7 определения экстремума, вычислитель 8, блок 9 формирования пауз, блок 10 дифференцирования, пороговый элемент 14, элемент ИЛИ 15, повторитель 16 напряжений, формирователь 17 и клеммы 18,19. При наличии в контролируемой сети переходного процесса блок 10 формирует сигнал запрета измерения, после затухания переходного процесса сигнал запрета снимается и генератор 1 формирует измерительный импульс в виде единичного скачка, В момент достижения экстремума блок 7 формирует сигнал на вычисление активной составляющей сопротивления изоляции, определяемой падением напряжения на резисторе 2. Устройство позволяет измерять сопротивление изоляции с высокой точностью и досто- верхностью. 1 ил. с (С (Л

выход - с вторым входом третьего ана-