Устройство контроля сопротивления изоляции электрических цепей Советский патент 1990 года по МПК G01R31/02 

72

/j-j

мерительного напряжения, тиристоров 9, 10, диодов 11, 12, светового индикатора 16, ограничительного резистора 17, стабилитронов 19, 20 обеспечивается отключение входных цепей усилителя 6 в момент заряда конденсаторов 2, 3, что повышает точность контроля, обеспечивается отключение I

21554

усилителя 6 от питания на время подачи испытательного напряжения, что сокращает время эксплуатации усилителя, увеличивает его надежность и надежность устройства в целом. Точность контроля повышается и за счет автоматического многократного его проведения . 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля качества изоляции, например, жгутов. Цель изобретения - повышение точности контроля путем разделения по времени задания испытательного напряжения и контроля результата его действия и многократного автоматического повторения контроля, повышение надежности устройства путем сокращения времени нахождения усилителя под питанием. Устройство для контроля изоляции электрической цепи 1 содержит конденсаторы 2, 3, 14, 18, эталонный резистор 4, реле 5 времени с переключающими контактами 5.1, 5.2, 5.5, размыкающими контактами 5.3, 5.4, усилитель 6, реле 7 с замыкающим контактом 7.1, источник 8 измерительного напряжения, тиристоры 9, 10, диоды 11, 12, реле 13 с замыкающими контактами 13.1, 13.2, размыкающим контактом 13.3, элемент 15 коммутации, световой индикатор 16, ограничительный резистор 17, стабилитроны 19, 20, минусовую 21 и плюсовую 22 шины питания. За счет введения конденсаторов 14, 18, реле 5 времени, реле 7, 13, источника 8 измерительного напряжения, тиристоров 9, 10, диодов 11, 12, светового индикатора 16, ограничительного резистора 17, стабилитронов 19, 20 обеспечивается отключение входных цепей усилителя 6 в момент заряда конденсаторов 2, 3, что повышает точность контроля, обеспечивается отключение усилителя 6 от питания на время подачи испытательного напряжения, что сокращает время эксплуатации усилителя, увеличивает его надежность и надежность устройства в целом. Точность контроля повышается и за счет автоматического многократного его проведения. 2 ил.

Изобретение относится к контроль- rio-измерительной технике и может бымь Использовано для контроля качества изоляции, например, жгутов.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет разделения По времени задания испытательного напряжения и контроля результата его Действия и повышение надежности устройства за счет сокращения: времени его нахождения под питанием.

На фиг. 1 приведена схема устрой- ства; на фиг. 2 - схема усилителя.

Устройство для контроля изоляции электрической цепи 1 содержит второй 2 и первый 3 конденсаторы, эталонный резистор 4, реле 5 времени с вторым 5-1 и третьим 5-2 переключающими контактами, первым 5-3 и вторым 5-4 размыкающими контактами и первым переключающим контактом 5-5, усилитель 6, первое реле 7 с размы- кающим контактом 7-1, источник 8 измерительного напряжения, первый 9 и второй 10 тиристоры, первый 11 и второй 12 диоды, второе реле 13 с первым 13-1 и вторым 13-2 замыкающи- ми контактами и с размыкающим контактом 13.3, четвертый конденсатор 14, элемент 15 коммутации, световой индикатор 16, ограничительный резистор 17, третий конденсатор 18, пер- вый 19 и второй 20 стабилитроны, а также минусовую 21 и плюсовую 22 шины питания. Усилитель 6 имеет плюсовой 23 и минусовый 24 выводы питания, третий 25, четвертый 26, первый 27, второй 28 входы, первый 29 и второй 30 выходы.

Усилитель (фиг. 2) содержит транзисторы 31 и 32, резисторы 33-35, переменный резистор 36, транзисторы 37 и 38, резисторы 39 и 40, транзисторы 41 и 42, резисторы 43-46, диоды 47 и 48. резисторы 49 и 50, транзисторы 51 и 52, резисторы 53 и 54,

5

5

. 0 5 Q

5

транзисторы 55 и 56, резисторы 57-61, диод 62-. резисторы 63 и 64, диоды 65 и и 66, резисторы 67 и 68, а также диод 69.

Конденсатор 3 соединен первым выводом с первой клеммой для подключения контролируемой электрической цепи 1, второй конденсатор 2 - первым выводом через эталонный резистор 4 с общей шиной устройства. Первые выводы обмоток первого 7 и второго 13 реле, обмотки реле 5 времеьи, третьего Т4 и четвертого 18 конденсаторов, светового индикатора 16, первого 5-3 и второго 5-4 размыкающих контактов реле 5 времени, первого 13-1 и второго 13-2 замыкающих контактов второго реле 13 соединены с общей шиной устройства и минусовой клеммой 21 питания устройства. Плюсовая шина питания устройства 22 связана через размыкающий контакт 13-3 второго реле с плюсовым выводом 23 усилителя 6, анодами первого 9 и второго 10 тиристоров, вторым выводом обмотки реле 5 времени, первым выводом первого переключающего контакта 5-5 реле 5 времени, второй вывод которого соединен со вторым выводом обмотки первого реле 7, а третий вывод через третий конденсатор 18 - с общей шиной устройства. Первый выход 29 усилителя 6 соединен с управляющим электродом первого тиристора 9, катод которого соединен с первым входом 27 усилителя 6 и анодом первого диода 11, соединенного катодом с вторым выводом обмотки второго реле 13, вторым выводом четвертого конденсатора 14 и катодом второго диода 12, соединенного анодом через элемент 15 коммутации с вторым выводом светового индикатора 16, катодом второго тиристора 10 и вторым входом усилителя 6, соединенного вторым выходом 30 с управляющим электродом

второго тиристора 10. третьим иходлм 25 - с первым выводом второго переключающего контакта 5-1 реле 6 времени, соединенного вторым выводом с вторым выводом первого конденсатора 3 и катодом первого стабилитрона 19, соединенного анодом непосредственно с вторым выводом первого конденсатора 3 и вторым выводом первого размы- кающего контакта 5-3 5 времени. Катод первого стабилитрона 19 соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта 13-1 реле 5 времени, четвертый вход 26 усилителя 6 соеди- нен с перным выводом третьего переключающего контакта 5-2 реле 5 времени, второй вывод которого соединен с вторым выводом второго конденсатора 2, катодом второго стабилитрона 20 и вторым выводом второго замыкающего контакта 13-2 второго реле 13. Анод второго стабилитрона 20 связан с вторым выводом второго размыкающего контакта 5-4 реле 5 времени. Треть выводы второго 5.1 и третьего 5.2 переключающих контактов реле 5 времени объединены и через ограничительный резистор 17 подключены к плюсовому выводу источника 8 измерительного напряжения, соединенного минусовым выводом с общей шиной устройства. Минусовой вывод 24 питания усилителя 6 соединен через замыкающий контакт 7-1 первого реле 7 с общей шиной устройства.

Устройство контроля изоляции электрических цепей работает следующим образом.

При наличии питания на шине 22 и замкнутом контакте 13-3 срабатывает реле 5, при этом замыкаются контакты 5-1, 5-2 и 5-5, подключая источник 8 измерительного напряжения к обкладкам конденсаторов 2 и 3, шину 22 питания к конденсатору 18, и размыкаются контакты 5-3, 5-4, образуя образцовую RC-цепочку из конденсатора 2 (емкость Ср и образцового резистора (сопротивление К)и измерительную RC-цепочку из конденсатора 3 (емкость Cj) и испытуемой цепи 1 (сопротивление R х) .

В течение заданного вр емени 13 происходит заряд конденсаторов 2 и 3 до напряжений U С1 и Uc) (относительно плюса источника 8), определяемых урав Q нением U с f U(1 - е ), где Ј.,

0 , 0 5 Q

0

5

RxC ип е более чем до допустимых для подачи на входы 25 и 26 усилителя 6. а конденсатора 18 - до напряжения шины 22 относительно общего минуса.

По истечении времени задержки реле 5 времени отпускается и контакты 5-1-5-5 возвращаются в исходное положение, при этом одни обкладки конденсаторов 2 и 3 отключаются от источника 8 измерительного напряжения и подключаются к входам 25 и 26 усилителя 6, а другие - к минусовой шине 21, одновременно шунтируя образцовый резистор 4 и испытуемую цепь 1, благодаря чему напряжения на обкладках конденсаторов 2 и 3 оказываются подключенными к входам 25 и 26 усилителя 6 относительно общего минуса.

Поскольку в данный момент усилитель 6 подключен только к плюсу, так как контакт 7.1 разомкнут, то сравге- ний напряжений V и U CJ усилителем 6 в момент переходного процесса не производится.

После отпускания реле 5 и замыкания контактов 5-5 конденсатор 18 разряжается на обмотку 7, на время разряда срабатывает реле 7, подключая минусовой вывод 24 усилителя 6 к минусовой шине 21 через контакт 7-1 .

С этого момента происходит сравнение напряжений исг и UC3 n течение времени, необходимого для включения одного из тиристоров 9 и 10, причем токи на входы 25 и 26 усилителя 6 достигают сотен микроампер, что существенно упрощает контроль и повышает его топюсть.

Под действием положительной обратной связи с катодов тиристоров 9 и 10 на входы 27 и 28 усилителя 6 исключается возможность срабатывания второго тиристора в момент переходного процесса. Если сопротивление R. цепи 1 по номиналу больше образцово - го, включается тиристор 9 (норма) и срабатывает реле 13, отключая контактом 13-3 шину 22 питания, а контактами 13-1, 13-2 снимая накопленные заряды с конденсаторов 2 и 3. Реле 13 несмотря на отключение питания остается еще некоторое время во включенном состоянии за счет, энергии, накопленной кснденсатором 14.

После обесточивания обмотки реле 13 и замыкания контактов 13-1-13-3 процесс повторяется.

Если сопротивление Кхцепи 1 меньше образцового (брак), включается тиристор 10 и зажигается световой индикатор 16. Для продолжения контроля кратковременно (вручную) замыкается элемент 15 и весь процесс повторяется.

Резистор 17 предназначен для ограничения зарядного тока в случае, если сопротивление цепи 1 имеет низкий номинал или короткое замыкание. Ста-- билитроны 19 и 20 ограничивают напряжение не. входах усилителя 6, защищая его от отказа. Диоды 11 и 12 обеспе- (чивают развязку цепей тиристоров 9, 10.

Для реализации схемы устройства следует учитывать, что конденсаторы ,2 и 3 целесообразно заряжать как минимум до 8-10 В и как максимум до 15-18 В, так как при меньших, чем 6 В, напряжениях снижается надежность коммутации контактов реле, а при больших, чем 20 В, несколько усложняется подбор элементной базы для усилителяt

Емкость конденс.аторов 3 и 2 подби- рается из условия, чтобы время их за- |ряда находилось в пределах 4-5 посто- |янной времени срабатывания применен- JHoro реле 5 (например РЭС-8), т.е. 0,2-0.3 с, С учетом всех коммутаций время контроля одного сопротивления изоляции составляет 0,4-0,5 с.

За счет отключения, контактом 7-1 в момент заряда конденсаторов 2 и 3 входных цепей и питания усилителя исключается их влияние на ток заряда, что повышает точность койтроля. Кроме того, обеспечивается повышение надежности усилителя и устройства в целом, так как он находится под питанием в течение ограниченного времени, а входные цепи в момент воздействия на контролируемую цепь 1 отключены.

Усилитель 6 предназначен для срав

нения потенциалов, накопленных в конденсаторах 2 и 3, и включения одного из тиристоров 9 и 10 в зависимости от величины сопротивления изоляции проверяемых цепей.

Усилитель 6 состоит иг входных цепей на диодах 62 и 66 и резисторах 63 и 67, трехкаскадного дифференциального усилителя на п-р-п-транзисто

0

,

5

0

- г

5

0

5

pax 31, 32, 37, 38, 41 и 42 и резисторах 35, 61, 33, 34, 36, 39, 40, 53, 44, 45 к 46, причем входы второго каскада присоединены к коллекторам транзисторов первого каскада, а входы третьего - к коллекторам транзисторов второго каскада, и двух усилителей мощности на п-р-п-транзисторах 51 и 52, р-п-р-транзисторэх 55 и 56 и резисторах 49, 50, 53, 54, 59 и 60. Входные цепи усилителей мощности посредством диодов 47 и 48 прм единены к эмиттерам транзистор jl и 52 третьего каскада дифференциального усилителя, а их выходные цепи - к выходам 29 и 30 усилителя 6. К резисторам 63 и 67 посредством резисторов 64 и 68 и диодов 65 и 69 от входов 27 и 28 присоединены цепи положительных обратных связей.

Усилитель 6 работает следующим образом.

При подаче на входы 25 и 26 сигналов с заряженных конденсаторов 2 и 3 (фиг. 1) усиления не происходит. Через 6-8 мс вывод 24 усилителя 6 подключается к общей шине. Если при этом на вход 26 подан больший потенциал, чем на вход 25, транзистор 31 открывается больше, чем транзистор 32, благодаря чему закрывается транзистор 37, открывается транзистор 41, а транзисторы 38 и 42 соответственно приоткрываются и закрываются. В результате этого эмиттеры транзисторов 41 и 42 относительно друг друга становятся соответственно плюсом и минусом, что в свою очередь приводит к полному открыванию транзисторов 51 и 55 и запиранию транзисторов 52 и 56. I

Коллекторным током транзистора 55 открывается тиристор 9 (фиг. 1), после чего с его катода на вход 27 усилителя 6 поступает плюсовой потенциал в виде положительной обратной связи и тиристор 10 сработать уже не может.

Так как в схеме усилителя нет ни емкостей, ни индуктивностей, время от момента замыкания контакта 7-1 до отпирания тиристора 9 определяется только частотными характеристиками транзисторов и временем отпирания тиристора 9, что в сумме не превышает нескольких микросекунд,,

Формула изобретения

Устройство контроля сопротивления изоляции электрических цепей, содер- жащее элемент коммутации, усилитель, первый конденсатор, соединенный первым выводом с первой клеммой для подключения контролируемой электрической цепи, второй конденсатор, со- единенный первым выводом через эталоный резистор с общей шиной устройств отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля и надежности устройства, в него введ ны реле времени, два реле, третий и четвертый конденсаторы, световой индикатор, ограничительный резистор, источник измерительного напряжения, два диода, два тиристора, два стаби- литрона, причем первые выводы обмоток первого и второго реле, обмотки реле времени, третьего и четвертого конденсаторов, светового индикатора, первого и второго размыкающих контак тов реле времени, первого и второго замыкающих контактов второго реле соединены с общей шиной устройства и минусовой клеммой питания устройства, плюсовая шина питания устрой- ства соединена через размыкающий контакт второго реле с плюсовым выводом усилителя, анодами первого и второго тиристоров, вторым выводом обмотки реле времени, первым выводом перво- го переключающего контакта реле времени, второй вывод которого соединен с вторым выводом обмотки первого реле, а третий вывод - с вторым выводом третьего конденсатора, первый выход усилителя соединен с управляющим электродом первого тиристора, катод которого соединен с первым входом усилителя и анодом первого

диода, соединенного катодом с вторым выводом обмотки второго реле, вторым выводом четвертого конденсатора и катодом второго диода, соединенного анодом через элемент коммутации с вторым выводом светового индикатора , катодом второго тиристора и вторым входом усилителя, соединенного вторым выходом с управляющим электродом второго тиристора, третьим входом - с первым выводом второго переключающего контакта реле времени второй вывод которого соединен с вторым выводом первого конденсатора и катодом первого стабилитрона, соединенного анодом с вторым выводом первого конденсатора и вторым выводом первого размыкающего контакта реле времени, катод первого стабилитрона соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта второго реле, четвертый вход усилителя соединен с первым выводом третьего переключающего контакта реле времени второй вывод которого соединен с вторым выводом второго конденсатора, катодом второго стабилитрона н вторым выводом второго замыкающего контакта второго реле, анод второго стабилитрона соединен с вторым выводом второго размыкающего контакта реле времени и первым выводом второго конденсатора, третьи выводы второго и третьего переключающих контактов реле времени соединены между собой и через ограничительный резистор с плюсовым выводом источника измерительного напряжения, соединенного минусовым выводом с общей шиной устройства, минусовый вывод питания усилителя соединен через замыкающий контакт первого реле с общей шиной устройства.

62ff

Фиг, 2