Устройство для контроля сопротивления изоляции электрических сетей Советский патент 1992 года по МПК G01R27/18 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля сопротивления изоляции сетей постоянного и переменного токов относительно земли в схемах управления металлорежущими станками и прессами.

Известно устройство для защиты сетей постоянного и переменного тока от тока утечки на землю, содержащее делительные резисторы, подключенные по схеме звезда, дешифратор и орган сравнения подключены

параллельно заземляющему резистору, к которому непосредственно подсоединены общие точки делительных резисторов.

Известно устройство для контроля изоляции незаземленной сети постоянного тока, содержащее мостовую схему, устройство индикации и отключения, срабатывающее при уменьшении сопротивления изоляции, в диагонали мостовой схемы подключены два оптических элемента связи на основе полупроводников с люминесцентными диодами,

х|

Јь О 00

fe

ю

Известно также устройство для контроя снижения сопротивления изоляции сетей постоянного тока, содержащее измерительый мост, операционный усилитель, источник питания, первый и второй компараторы, нуль-компаратор, блоки выделения постонной и переменной составляющих, блок анализа и индикации.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для контроля сопротивления изоляции, содержащее два делителя напряжения, потенциометр, индикаторный мост, резистор, операционный усилитель, блок индикации, источник питания, сопротивления утечки.

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно также контролирует сопротивление изоляции только сетей постоянного тока и требует использования отдельного источника питания, что приводит к увеличению габаритов изделия в целом,

Целью изобретения является расширение области применение устройства за счет контроля сопротивления изоляции сетей переменного и постоянного токов и повышение его удабстБа эксплуатации,

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство, содержащее первую и вторую клеммы для подключения к контролируемой сети, первый делитель напряжения, первый выпрямительный мост, первый резистор, потенциометр, второй делитель напряжения, источник питания, компаратор, неинвертирующий вход которого соединен с третьим выводом второго делителя напряжения, а выход подключен ко входу узла индикации, первый и второй выводы которого присоединены соответственно к первому и второму выводам второго делителя напряжения и к третьему и четвертому выводам источника питания. Источник питания выполнен встроенным и зэпнтан от контролируемой сети, причем пераый и второй выводы источника питания подключены соответственно к первому и второму выводам первого делителя напряжения и к третьему и четвертому выводам введенного tpeTeero делителя напряжения. Первый и второй выводы последнего ео- отзетственно присоединены к первой к второй клеммам для подключения к контролируемой сети. В устройство дополнительно введены четвертый делитель на- прчжения, первый и второй сглаживающие конденсаторы, при отом третий вывод первого делителя напряжения соединен с пер- оым выводом первого выпрямительного моста, цторой вывод которого через пераый резистор подключен к общей шине, а третий соединен с положительным полюсом первого сглаживающего конденсатора, с первым контактом потенциометра и с третьим выводом четвертого делителя напряжения, который подключен к инвертирующему входу компаратора. Первый и второй выводы второго делителя напряжения присоединены соответственно к первому и второму выводам четвертого делителя напряжения, а четвертый с регулируемым

0 и вторым контактами потенциометра. При этом второй контакт потенциометра подключен к отрицательному полюсу первого сглаживающего конденсатора, к четвертому выводу первого выпрямительного моста и

5 соединен через второй сглаживающий конденсатор со вторым выводом узла индикации.

Источник питания,выполненный встроенным, содержит второй выпрямительный

0 мост, третий и четвертый сглаживающие конденсаторы, второй и третий резисторы, стабилитрон, причем первый и второй выводы второго выпрямительного моста соответственно соединены с первым и вторым

5 выводами источника питания, третий и четвертый выводы которого соответственно соединены с катодом и анодом стабилитрона. Третий вывод второго выпрямительного моста присоединен к положительному полюсу

0 третьего сглаживающего конденсатора непосредственно, а к положительному полюсу четвертого сглаживающего конденсатора и катоду стабилитрона через второй резистор, а четвертый подключен к отрицатель5 ному полюсу третьего сглаживающего конденсатора непосредственно, а к отрицательному полюсу четвертого сглаживающего конденсатора и аноду стабилитрона через третий резистор.

0 На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый делитель 1 напряжения, источник 2 питания, третий делитель 3 напряжения, первый выпрями5 тельный мост 4, первый резистор 5, первый б и второй 7 сглаживающие конденсаторы, потенциометр 8, второй 9 и четвертый 10 делители напряжения, компаратор 11, узел 12 индикации, первая 13 и вторая 14 клеммы

0 для подключения к контролируемой сети, первое 15 и второе 16 сопротивления утечки, Первая 13 и вторая 14 клеммы для подключения к контролируемой сети соединены с первым и вторым выводами

5 третьего 3 делителя напряжения, третий и четвертый выводы которого подключены со- отоетственно к первым и вторым выводам источника питания 2 и первого 1 делителя напряжения, третий вывод последнего соединен с первым выводом, первого выпрямительного моста 4, второй вывод которого через первый резистор 5 подключен к общей шине, а третий соединен с положительным полюсом первого сглаживающего конденсатора 6, с первым контактом потенциометра 8 и с третьим выводом четвертого делителя напряжения 10, который подключен к инвертирующему входу компаратора 11. Неинвертирующий вход компаратора 11 соединен с третьим выводом второго 9 делителя напряжения, первый и второй выводы которого присоединены соответственно к первым и вторым выводам четвертого делителя 10 напряжения и узла индикации 12, а четвертый с регулируемым и вторым контактами потенциометра 8, при этом второй контакт потенциометра 8 подключен к отрицательному полюсу первого 6 сглаживающего конденсатора, к четвертому выводу первого 4 выпрямительного моста и соединен через второй сглаживающий конденсатор 7 с вторым выводом узла 12 индикации, первый и второй выводы которого подключены соответственно к третьему и четвертому выводам источника 2 питания.

Источник 2 питания содержит второй выпрямительный мост 17, третий 18 и четвертый 19 сглаживающие конденсаторы, второй 20 и третий 21 резисторы, стабилитрон 22, причем первый и второй выводы второго выпрямительного моста 17 соответственно соединены с первым и вторым выводами источника 2 питания, третий и четвертый выводы которого соответственно соединены с катодом и анодом стабилитрона 22, при этом третий вывод второго выпря- мительного моста 17 присоединен к положительному полюсу третьего сглаживающего конденсатора 18 непосредственно, а к положительному полюсу четвертого сглаживающего 19 и катоду стабилитрона 22 через второй резистор 20, а четвертый подключен к отрицательному полюсу третьего сглаживающего конденсатора 18 непосредственно, а к отрицательному полюсу четвертого сглаживающего конденсатора 19 и аноду стабилитрона 22 через третий резистор 21.

Источник 2 питания служит для питания второго 9 и четвертого 10 делителей напряжения, компаратора 11, узла 12 индикации и подключен через третий делитель 3 напряжения к шинам контролируемой сети как постоянного так и переменного токов.

Третий делитель 3 напряжения необходим для работы с различными уровнями напряжений на шинах контролируемой сети, для чего соответственно изменяются номиналы его сопротивлений.

Четвертый делитель 10 напряжения служит для выравнивания уровней срабатывания при подключении устройства к сети постоянного тока.

5Первый резистор 5 и первый 6, второй 7

сглаживающие конденсаторы служат для уменьшения величины пульсаций напряжения поступающего на инверсный вход компаратора 11, при подключении устройства к

0 сети переменного тока.

Второй 20 и третий 21 резисторы равны по величине и включены между третьим 18 и четвертым 19 сглаживающими конденсаторами соответственно в положительный и

5 отрицательный полюсы напряжения вы- прямленного,вторым выпрямительным мостом 17.

Стабилитрон 22 служит для ограничения и стабилизации напряжения питания.

0 Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии потенциометром 8 задается порог срабатывания устройства при аварийном снижения уровня изоляции,

5 При отсутствии токов утечки мост, образованный сопротивлениями плеч первого 1, третьего 3 делителей напряжения и сопротивлениями 15 и 16 утечки уравновешен и ток через его диагональ отсутствует.

0 На неинвертирующий вход компаратора 11 подается опорное напряжение от второго делителя 9 напряжения относительно отрицательного полюса первого 6 сглаживающего конденсатора.

5 На инвертирующий вход компаратора 11 через четвертый делитель напряжения 10 подается половинное напряжение источника 2 питания и падение напряжения источника 2 питания и падение напряжения

0 получаемого на потенциометре 8, при появлении токов утечки.

При одинаковом хорошем сопротивлении шин контролируемой сети относительно земли, напряжение на потенциометре 8

5 отсутствует и напряжение, полученное с выхода компаратора 11 не оказывает воздействия на узел индикации 12.

При снижении сопротивления изоляции одной из шин мост, образованный солро0 тивлениями плеч первого 1, третьего 3 делителей напряжения и сопротивлениями 15 и 16 утечки разбалансируется и через его диагональ пойдет ток. Этот ток выпрямляется первым 4 выпрямительным мостом и обра5 зует падение напряжения на потенциометре 8.

Когда сопротивление изоляции одной из шин до аварийной величины, заданной потенциометром 8, равное опорному, оно

поступает на инвертирующий вход компаратора 11 и переключает его. Выходное напряжение компаратора 11 оказывает влияние на узел 12 индикации.

Преимущества описываемого устройства заключается в том, что простыми средствами решается важная для схем управления металлорежущими станками и прессами задача контроля сопротивления изоляции электрически сетей, повышения защищенности электрооборудования станков и их электробезопасность.

Формула изобретения 1. Устройство для контроля сопротивления изоляции электрических цепей, содержащее первую и вторую клеммы для подключения к контролируемой сети, первый делитель напряжения, первый выпрямительный мост, первый резистор, потенциометр, второй делитель напряжения, источник питания, компаратор, неинвертирующий вход которого соединен с третьим выводом второго делителя напряжения, а выход подключен к входу блока индикации, первый и второй выводы которого присоединены соответственно к первому и второму выводам второго делителя напряжения и третьему и четвертому выводам источника питания, отличающее- с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения удобства в эксплуатации, источник питания выполнен встроенным, причем первый и второй выводы источника питания подключены соответственно к первому и второму выводам первого делителя напряжения и третьему и четвертому выводам введенного третьего делителя напряжения, первый и второй выводы которого соответственно присоедине- ны к первой и второй клеммам для подключения к контролируемой сета, в него дополнительно введены четвертый делитель напряжения, первый и второй сглаживающие конденсаторы, при этом третий ЁЫВОД первого делителя напряжения соединен с первым выводом первого выпрямительного моста, второй вывод которого через первый резистор подключен к общей шине, а третий соединен с положительным

полюсом первого сглаживающего конденсатора, с первым контактом потенциометра и третьим выводом четвертого делителя напряжения, который подключен к инвертирующему входу компаратора, причем первый

и второй выводы вторбго делителя напряжения присоединены соответственно к первому и второму выводам четвертого делителя напряжения, а четвертый - к регулируемым и вторым контактам потенциометра, при

этом второй контакт потенциометра подключен к отрицательному полюсу первого сглаживающего конденсатора, четвертому выводу первого выпрямительного моста и соединен через второй сглаживающий конденсатор с вторым выводом блока индикации.

2. Устройство поп. 1,отличаю щее- с я тем, что источник питания, выполненный встроенным, содержит второй выпрямительный мост, третий и четвертый сглаживающие конденсаторы, второй и третий резисторы, стабилитрон, причем первый и второй выводы второго выпрямительного моста соответственно соединены

с первым и вторым выводами источника питания, третий и четвертый выводы которого соответственно соединены с катодом и анодом стабилитрона, при этом третий вывод второго выпрямительного моста присоединен к положительному полюсу третьего сглаживающего конденсатора непосредственно, а к положительному полюсу четвертого сглаживающего конденсатора и катоду стабилитрон через второй резистор, четвертый подключен к отрицательному полюсу третьего сглаживающего конденсатора непосредственно, а к отрицательному полюсу четвертого сглаживающего конденсатора и аноду стабилитрона

через третий резистор.

If

Изобретение относится в контрольно- измерительной технике в схемах электрооборудования металлорежущих станков и прессов Сущность изобретения: в устройство, содержащее первую и вторую клеммы для подключения к контролируемой сети, источник питания, первый делитель напряжения, первый выпрямительный мост, потенциометр, первый резистор, второй делитель напряжения, ::омпаратор, блок индикации, источник питания выполнен встро- енным. Введены третий и четвертый делители напряжения, первый и второй сглаживающие конденсаторы, причем клеммы для подключения к контролируемой сети соединены через третий делитель напряжения с первыми и вторыми выводами источника питания и первого делителя напряжения. Третий и четвертый выводы источника питания подключены к первому и второму выводам узла индикации. Трет ш вывод первого делителя напряжения соединен с первым выводом первого выпрямительного моста, второй вывод которого подключен через первый резистор к общей шине, а третий и четвертый через первый и второй сглаживающие конденсаторы, потенциометр, второй и четвертый делители напряжения, компаратор воздействует на узел индикации. 1 з.п.ф-лы. 1 ил. (Л С