Устройство для контроля изоляции аккумуляторной батареи электрического транспорта Советский патент 1991 года по МПК H01M10/48 G01R27/18 G01R31/36 

Изобретение относится к контролю электрооборудования транспортных средств, в ча- стности к устройствам для контроля сопротивления изоляции и поиска места повреждения изоляции многоэлементных аккумуляторных батарей электрического транспорта.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение надежности и точности.

На чертеже представлена схема устройства.

Аккумуляторная батарея 1 состоит из элементов 1.1, 1.2,.... 1.Х1.N. Сопротивление изоляции элемента 1.Х в батарее 1, имеющего утечку тока на землю, условно обозначено резистором 2. Устройство контроля содержит пятипозиционный переключатель 3 с контактами 4 - 10, переменный резистор 11с калиброванными позициями (11.1, 11.211.141), движок 12, измерительный механизм 13 с двусторонней шкалой, зашунтированный стабилитронами 14 и 15, соединенными во встречном направлении, резистор 16, элементы памяти 17 и 18, выполненные на диодах 19 и 20 и конденсаторах 21 и 22. Емкости конденсаторов равны между собой. Состояние контактов переключателя 3 по позициям представлено в таблице. На схеме состояние контактов переключателя 3 соответствует позиции Сброс.

Устройство работает следующим образом.

Для контроля устройство подключается к клеммам батареи 1, (подсоединительные

провода устройства имеют маркировку + и -). Перед измерениями переключательЗ ставится в позицию Сброс и движок 12 резистора 11 устанавливается на позицию N/2. В этом исходном состоянии элементы устройства отключены от батареи, конденсаторы 21 и 22 элементов 17 и 18 памяти разряжены и измерительный механизм 13 показывает отсутствие остаточных напряжений на конденсаторах 21 и 22.

Перед проведением контроля изоляции батареи 1 переключатель 3 ставится в положение Заряд 1, а затем в положение Заряд 2.

На позиции Заряд Г замкнуты контакты 4, б и 8 переключателя 3, а контакты 5, 7, 9 и 10 разомкнуты. При этом к элементам 1.1 - 1 ,Х батареи 1 подключаются по цепи утечки тока (через резистор 2) левая половина резистора 11, измерительный механизм 13, резистор 16, конденсатор 21. Конденсатор 21 заряжается до уровня напряжения

ц Ei(0.5Rn + Ri3+Ri6) U1 R2+(0,5Rii + Ri3+Rte)

где Ei - напряжение на элементах 1.1 - 1.Х батареи 1;

R2, Rn, Ri3, Rie - сопротивление элементов 2, 11, 13 и 16.

Конец заряда конденсатора 21 фиксируется по установившемуся отклонению стрелки и измерителя 13. После этого переключательЗ ставится на позицию Заряд 2.

На позиции Заряд 2 замкнуты контакты 5, 6, 8 и 10, контакты 4, 7 и 9 разомкнуты и конденсатор 22 заряжается до напряжения

,, E2(0,5Rii +Ri3 +Rie) 2 R2 + (0,5Rn + Ri3 + Ri6)Конец заряда конденсатора 22 фиксируется по установившемуся отклонению стрелки измерителя 13.

Направление тока в измерителе 13 при заряде конденсаторов 21 и 22 различное, поэтому в качестве измерителя 13 выбирается прибор с двусторонней шкалой и нулевой отметкой в центре шкалы.

Для проведения контроля переключательЗ ставится на позицию Контроль. На данной позиции замыкаются контакты 4, 5, 7 и 9, а контакты 6, 8 и 10 размыкаются. При этом измеритель 13 оказывается включенным между средней точкой резистора 11, потенциал которой равен 0,5 Е, и последовательно соединенными конденсаторами

21 и 22, суммарное напряжение на которых равно

U, + и, (Ei+E2)(0.5Rii+Ri3+Ri6) R2 +1U5R11 +Ri3+Ri6)

Сумма сопротивлений 0,5 Rn + Ri3 + Ria выбирается равной номинально допустимому сопротивлению Рдоп изоляции батареи. Учитывая, что Е Ei + Ј2 (см. чертеж), получим

U1 +U2

ER

доп

R2 + Рдоп

В этом случае разность потенциалов, прикладываемых к измерителю 13, равна U13 0,5 Е - (Ui + U2) 0,5 Е (R2 -Rflon)/(R2 + Ядоп).

Для сопротивления изоляции батареи возможны три характерных состояния; R2 Rflonl R2 Rflon, R2 Rflon.

Если сопротивление изоляции высокое (R2 Rflon),ToUi3 0 и стрелка измерителя

13 отклоняется вправо. Если сопротивление изоляции находится на допустимом уровне (R2 Rflon), то U13 0 и стрелка измерителя 13 находится в нулевом положении. Если сопротивление изоляции ниже нормы

(R2 RAon), то U 1з 0, т.е. к измерителю 13 приложено напряжение с полярностью, противоположной полярности напряжения Ui3, имеющей место в первом случае {при R2 Рдоп). При этом стрелка измерителя 13 отклоняется влево.

Таким образом, по отклонению стрелки измерителя 13 оценивается уровень сопротивления изоляции батареи 1; отклонение влево - сопротивление ниже нормы, положение стрелки в центре шкалы - сопротивление изоляции на допустимом уровне, отклонение вправо - сопротивление изоляции выше допустимого уровня.

Если сопротивление изоляции батареи

ниже нормы, то проводится поиск элемента батареи, на котором возникла утечка. Такая утечка возникает, как правило, в результате образования трещины в корпусе элемента батареи, через которую вытекает электро

лит, или пролива электролита на корпус элемента при его заправке. Таким образом, место утечки, как правило, четко ограничено. Для поиска дефектного элемента батареи, переключатель 3 ставится в позицию Поиск. В этом положении контакты 4-9 замкнуты, контакт 10 разомкнут, измеритель 13 включается через резистор 2, соответствующий цепи утечки, между дефектным элементом батареи, и движком

12 резистора 11. Перемещением движка 12 резистора 11 вправо или влево устанавливается нулевое (в центре шкалы) показание измерителя 13. При таком показании потенциал движка 12 на резисторе 11 соответствует потенциалу, имеющему место на дефектном элементе батареи. Применительно к схеме, изображенной на чертеже, потенциал движка 12 равен Е1.

Полное падение напряжения на резисторе 11 равно напряжению Е батареи 1. Зная общее число N элементов в батарее, можно каждое положение движка 12, соответствующее падению напряжения

Ui i E/N,

где 1,2N,

обозначить как номер 1-го элемента батареи. В этом случае в момент нулевого показания измерителя 13 движок 12 будет указывать номер дефектного элемента батареи.

Стабилитроны 14 и 15 защищают измеритель 13 от перегрузки при перемещениях движка 12 резистора 11 в крайние положения при возникновении утечки на первых или последних элементах батареи,

Предлагаемое устройство обеспечивает контроль сопротивления изоляции батареи и поиск дефектного элемента в батарее. По сравнению с известными устройствами предлагаемое имеет более простую конструкцию, содержит несложные элементы, из- меряет сопротивление изоляции без емкостных сопротивлений батареи.

Таким образом, применение изобретения обеспечивает расширение функциональных нозможностей, повышение надежности и точности устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля изоляции аккумуляторной батареи электрического

транспорта, содержащее измерительный механизм, клеммы для подключения контролируемой батареи и постоянный и переменный резисторы,отличающееся тем,

что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности и точности, оно снабжено контактным переключателем, содержащим семь контактов, и двумя последовательно соединенными диодно-емкостными элементами памяти, которые между собой соединенны со стороны конденсаторов, а со стороны диодов первый элемент памяти катодом диода соединен с началом переменного резистора и через

первый контакт переключателя с отрицательным полюсом батареи, а второй элемент памяти нодом диода подключен через второй контакт переключателя к концу переменного резистора, который через третий

контакт переключателя соединен с положительным полюсом батареи, движок переменного резистора подключен через измерительный механизм, повторянный резистор и четвертый контакт переключателя к

точке соединения между собой конденсаторов элементов памяти, а эта точка подключена через пятый контакт переключателя к клемме Земля для подключения к корпусу батареи, при этом параллельно диоду первого

элемента памяти включен шестой контакт переключателя, а катод диода второго элемента памяти соединен через седьмой контакт переключателя с точкой соединения четвертого контакта переключателя с постоянным резистором.

2. Устройст вопоп.1,отличающее- с я тем, что параллельно измерительному механизму включены встречно соединенные защитные стабилитроны

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для контроля сопротивления изоляции и поиска дефектных элементов многоэлементной аккумуляторной батареи электрического транспортного средства. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей, повышении надежности и точности. Устройство содержит калиброванный переменный резистор, два элемента памяти, измерительный механизм и переключатель режимов работы устройства, При контроле сопротивления изоляции батареи сравнивается напряжение на конденсаторах элементов памяти с падением напряжения на части переменного резистора, подключенного к клеммам батареи. При поиске дефектного элемента определяется на переменном резисторе точка с потенциалом, соответствующим потенциалу дефектного элемента в батарее. 1 з,п. ф-лы, 1 ил.