Устройство для контроля электрической прочности изоляции электротехнических изделий Советский патент 1989 года по МПК G01R31/14 

нагрузкои которого является вход уси- 20 ления и после выпрямления поступает

25

30

лителя 22, построенного на транзисторе 43, например КТ 814Б. В состав усилителя 22 входят также резисторы 44, например МЛТ-0,25 и 45, например МЛТ-2, и диод 46, например КД 503А.

Блок 23 сравнения построен на ОУ 47, инвертирующий вход которого через резистор 48, например МЛТ-0,25, подключен к первому входу блока 23 сравнения, неинвертирующий вход ОУ, 47 соединен с вторым входом блока 23 сравнения, а между выходом ОУ 47 и его инвертирующим входом включен конденсатор 49, например МБН. В качестве ОУ 42 и 47 могут быть использованы микросхемы К140 УД76К0.348.294 ТУ.

Формирователь 16 управляю1цего сигнала предназначен для плавного увеличения и уменьшения напряжения на его выходе путем заряда и разряда конденсатора 33, а также поддержания заданного значения выходного напряжения на протяжении требуемого интервала времени в зависимости от сочетания сигналов на его входах. В качестве инвертора 24 и элементов И 25 и И-НЕ 26 могут быть использованы микросхемы серии К155, ключей 27 и 28 - микросхемы 564 КТЗВКО. 347.064. ТУ, потенциометра 29 - резистор СП5-1ВАОЖ0468. 505 ТУ.

Коммутатор 13 предназначен для включения дросселя 11 при подаче на управляющий вход коммутатора 13 сигнала с выхода блока 15 фазового управления и его отключения в момент перехода через О синусоиды тока, протекающего через дроссель 11. Коммута35

40

45

50

на формирователь 20 пилообразного напряжения. Синхронизированные сетью пилообразные импульсы подаются на один из входов компаратора 21, на вт рой вход которого приходит аналоговы сигнал с выхода блока 23 сравнения. Последний представляет собой интегра тор, управляемый опорным напряжением поступающим на неинвертирующий вход ОУ 47 с второго входа блока 15 Фазового управления. Пульсирующее напряжение обратной связи с выпрямителя

14поступает на первый вход блока

15фа.зового управления и далее на инвертирующий вход ОУ 47.

При увеличении напряжения на первом входе блока 15 фазового управления на выходе блока 23 сравнения напряжение уменьшается, что приводит к увеличению фазы - угла между окончанием полупериода синхронизирующего напряжения и моментом включения тран зистора 43 и наоборот, при снижении напряжения на первом входе блока 15 фаза включения транзистора уменьшается-. При увеличении напряжения на втором входе блока 15 фазового управ ления на выходе блока 23 сравнения напряжение также увеличивается, что приводит к уменьшению фазы включения транзистора 43, а при снижении напря жения на втором входе блока 15 фаза включения транзистора увеличивает ся.

Работа формирователя 16 управляющего сигнала заключается в следую- .щем. При наличии на первом и втором входах формирователя 1б уровней О ключ 28 открыт, а ключ 27 закрыт.

5

0

5

0

5

0

на формирователь 20 пилообразного напряжения. Синхронизированные сетью пилообразные импульсы подаются на один из входов компаратора 21, на второй вход которого приходит аналоговый сигнал с выхода блока 23 сравнения. Последний представляет собой интегратор, управляемый опорным напряжением, поступающим на неинвертирующий вход ОУ 47 с второго входа блока 15 Фазового управления. Пульсирующее напряжение обратной связи с выпрямителя

14поступает на первый вход блока

15фа.зового управления и далее на инвертирующий вход ОУ 47.

При увеличении напряжения на первом входе блока 15 фазового управления на выходе блока 23 сравнения напряжение уменьшается, что приводит к увеличению фазы - угла между окончанием полупериода синхронизирующего напряжения и моментом включения транзистора 43 и наоборот, при снижении напряжения на первом входе блока 15 фаза включения транзистора уменьшается-. При увеличении напряжения на втором входе блока 15 фазового управления на выходе блока 23 сравнения напряжение также увеличивается, что приводит к уменьшению фазы включения транзистора 43, а при снижении напряжения на втором входе блока 15 фаза включения транзистора увеличивается.

Работа формирователя 16 управляю щего сигнала заключается в следую- .щем. При наличии на первом и втором входах формирователя 1б уровней О ключ 28 открыт, а ключ 27 закрыт.

152563

При этом конденсатор 33 заряжен до начального напряжения, значение которого определяется соотношением рези- сторов 32 и 31, а также потенциометром 29. В момент поступления на второй вход формирователя 16 сигнала с

5

10

уровнем 1 ключ 2В закрывается, а ключ 27 открывается и происходит заряд конденсатора 33 через резистор 30 до значения напряжения, установленного на входе X ключа 27. , при подаче на первый вход формирова- теля 16 сигнала с уровнем 1 ключ 27 закрывается, а ключ 28 открывает- 15 ся и конденсатор 33 разряжается через резистор 31. Постоянная времени разряда и заряда конденсатора определяется значением сопротивления резисто- рой 31 и 30, соответственно.20

Устройство работает следующим об- разом..

В исходном состоянии ключ 3 разомкнут, на первом выходе блока 1 управ- ления установлен уровень О. При 25 этом на первые входы блока 15 фазового управления и компаратора 17 подается пульсирующее напряжение обратной связи, амплитуда которого меньше опорного напряжения на втором входе компа- д ратора 17. На выходе установлен сиг.- нал 1, а на выходах RS-триггера l и реле 5 времени в исходном состоянии - сигнал О.

. На выходе формирователя 16 управляющего сигнала установлено значе- ние напряжения, при котором фаза включения коммутатора 13 обеспечи- вает максимально допустимое для дан- ного изделия начальное испытательное напряжение. В момент выдачи блоком 1 управления команды на испытание замыкается ключ 3 и начальное испытательное напряжение через блок 2 регистрации брака поступает на объект 7 контроля. Одновременно с этим с первого выхода блока 1 управления приходит сигнал 1 на вход R RS- триггера 4 и на второй вход формирователя 16 управляющего сигнала, пряжение на выходе которого начинает плавно увеличиваться, уменьшая через блок 15 фазового управления фазу включения коммутатора 13. Значение тока через дроссель П уменьшается, что приводит к плавному нарастанию испытательного напряжения на объект 7 контроля и, соответственно, выпрям ленного напряжения на первых входах

35

40

45

55

8

компаратора 17 и блока 15 фазового управления. Испытательное напряжение нарастает до тех пор, пока напряже5

0

5 0

5 д

д

5

0

5

5

ние на конденсаторе 33 не достигнет значения, которое установлено на входе X ключа 27,

Нарастание испытательного напряжения обусловлено стабилизирующим действием блока 23 сравнения, на первый вход которого приходит сигнал обратной связи, а изменение напряжения на его втором входе служит изменением задания на выходное стабилизированное напряжение.

Опорное напряжение на втором входе компаратора 17 устанавливается ИОН 18 такой величины, чтобы при подходе испытательного напряжения к номинальному значению на выходе компаратора 17 появились импульсы с уровнем О, устанавливающие на выходе RS-триггера

Ч, запускающей реле 5

1, Начинается разряд 33 и, соответственно,

k состояние времени. При этом после выдержки времени, устанавливаемой с помощью реле 5 времени, на втором входе формирователя 1б управляющего сигнала появляется уровень конденсатора увеличивается фаза включения коммутатора 13 и значение тока через дроссель 11, что приводит к плавному снижению испытательного напряжения.

Номинальное значение испытатель- ного напряжения устанавливается с помощью потенциометра 29 формирователя 1б управляющего сигнала.

Таким образом, введение в устройство дросселя 10, конденсатора 12 и управляемого реактора, состоящего из дросселя 11 и коммутатора 13, выполняющих роль индуктивно-емкостного регулятора напряжения, вместо выполняющего ту же функцию усилителя мощности и компенсационного трансформатора (в устройстве-прототипе), позволяет расширить область применения предлагаемого устройства за счет возможности использовать его при испытании изоляции высоковольтных электрических изделий. Сокращение числа блоков в схеме устройства упрощает его конструкцию и повышает надежность, При этом обеспечиваются плавный подъем и снижение, а таюхе стабилизация испытательного напряжения. Формула изобретения

1, Устройство для контроля элек- трической прочности изоляции электротехнических изделий, содержащее блок управления, блок регистрации брака, ключ, RS-триггер, реле времени, две сетевые клеммы и силовой трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого соединен с первой сетевой клеммой, первый вывод его вторичной обмотки через последовательно соеди- , ненные ключ и блок регистрации брака с первым выводом объекта контроля, первый, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с входом R RS-триггера, с управляющим входом ключа и с входом объекта кон- 5 троля, вход блока управления соединен с вторым выходом блока регистрации брака, а выход RS-триггера - с входом реле времени, отличающееся тем, что, с целью расшире- 20 ния области применения и упрощения устройства, в него введены первый и второй трансформаторы напряжения,первый и второй дроссели, конденсатор, коммутатор, выпрямитель, блок фазо- 25 вого управления, формирователь управляющего сигнала ,. компаратор и источник опорного нап,ряжения, причем первый вывод первичной обмотки первого трансформатора напряжения сое- JQ динен с первой сетевой клеммой, первым выводом конденсатора и через коммутатор - с первым выводом первого дросселя, второй вывод которого соединен с вторыми выводами первичной I обмотки силового трансформатора и

конденсатора и через второй дроссель - с второй сетевой клеммой и вторым выводом первичной обмотки первого трансформатора напряжения, выводы вторич- Q ной обмотки силового трансформатора подключены к выводам У1ервичной обмотки второго трансформатора напряжения, выход которого через выпрямитель подключен к первым входам блока фазо- 45 вого управления и компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход.- с входом S RS-триггера, выход реле

35

с вторым входом блока фазового упра ления, третий вход которого подклю чен к выходу первого трансформатора напряжения, а выход блока фазового управления соединен с управляющим дом коммутатора, второй вывод втори ной обмотки силового трансформатора соединен с вторым выводом объекта контроля.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок фазо го управления содержит последовател но соединенные выпрямитель, формир ватель пилообразного напряжения,ком паратор и усилитель и блок сравнени причем вход выпрямителя соединен с третьим входом блока фазового упра ления, первый и второй входы которо соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, вы ход которого соединен с вторым вход компаратора, и выход усилителя соединен с выходом блока фазового упра ления .

J. Устройство по п. 1, отлич ющееся тем, что формирователь управляющего сигнала содержит инвер тор, элементы И, И-НЕ, первый и вто рой ключи, потенциометр, три резист ра и конденсатор, причем первый вхо формирователя управляющего сигнала через инвертор соединен с первыми дами элементов И и И-НЕ, вторые вхо ды которых подключены к второму вхо формирователя управляющего сигнала выход элемента И соединен с управля ющим входом первого ключа, первый вод потенциометра подключен к источ нику питания, второй - к общей шин а выход потенциометра соединен с пе вым выводом первого резистора и чер последовательно соединенные первый ключ и второй резистор подключен к второму выводу первого резистора, ходу формирователя управляющего сиг нала и первым выводам конденсатора и третьего резистора, второй вывод которого через второй ключ соедивремени подключен к первому входу фор-м чен с общей шиной и вторым выводом

мирователя управляющего сигнала,вто- ро.й вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход конденсатора, управляющий вход вто рого ключа соединен с выходом элемента И-НЕ.

0 5 Q

Q 5

5

с вторым входом блока фазового управления, третий вход которого подключен к выходу первого трансформатора напряжения, а выход блока фазового управления соединен с управляющим входом коммутатора, второй вывод вторичной обмотки силового трансформатора соединен с вторым выводом объекта контроля.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок фазового управления содержит последовательно соединенные выпрямитель, формирователь пилообразного напряжения,компаратор и усилитель и блок сравнения, причем вход выпрямителя соединен с третьим входом блока фазового управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом компаратора, и выход усилителя соединен с выходом блока фазового управления .

J. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь управляющего сигнала содержит инвертор, элементы И, И-НЕ, первый и второй ключи, потенциометр, три резистора и конденсатор, причем первый вход формирователя управляющего сигнала через инвертор соединен с первыми входами элементов И и И-НЕ, вторые входы которых подключены к второму входу формирователя управляющего сигнала, выход элемента И соединен с управляющим входом первого ключа, первый вывод потенциометра подключен к источнику питания, второй - к общей шине, а выход потенциометра соединен с первым выводом первого резистора и через последовательно соединенные первый ключ и второй резистор подключен к второму выводу первого резистора, выходу формирователя управляющего сигнала и первым выводам конденсатора и третьего резистора, второй вывод которого через второй ключ соедиконденсатора, управляющий вход второго ключа соединен с выходом элемента И-НЕ.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля электрической прочности изоляции электротехнических изделий. Цель - расширение области использования и упрощение устройства за счет возможности контроля изоляции высоковольтных изделий и сокращения числа элементов. Введение в устройство трансформаторов 8, 9 напряжения, дросселя 10, конденсатора 12, управляемого реактора, состоящего из дросселя 11 и коммутатора 13 и выполняющего роль индуктивно-емкостного регулятора напряжения, выпрямителя 14, блока 15 фазового управления, формирователя 16 управляющего сигнала, компаратора 17, источника 18 опорного напряжения и соответствующих связей позволило отказаться от усилителя мощности и компенсационного трансформатора, за счет чего удалось повысить верхний предел испытательного напряжения и расширить область применения благодаря возможности испытывать изоляцию высоковольтных изделий. Упрощение устройства достигнуто за счет сокращения числа элементов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Un

ftf