Устройство для измерения сопротивления питающей линии сети постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям активного сопротивления линий постоянного тока, находящихся под напряжением.

Целью изобретения является повышение удобства измерения путем обеспечения возможности измерения сопротивления питающей линии сети постоянного тока от источника до потребителя при подключении лишь со стороны потребителя.

На чертеже приведена электрическая схема устройства для измерения сопротивления питающей линии сети постоянного тока, которая находится под напряжением.

Устройство для измерения сопротивления питающей линии сети постоянного тока, которая находится под напряжением, включает нагрузочный резистор 1, тиристорный ключ 2 блока 3 управления с элементом 4 времени, датчик Ь напряжений, выполненный в виде моста со стабилитроном 6, датчик 7 тока, выполненный в виде измерительного шунта, масштабирующий усилитель 8, интегрирующий элемент 9 для запоминания измеряемых величин, ключ 10 на полевом транзисторе, повторитель 11 напряжения, переключатель 12, индикатор 13, формирователь 14 напряжения и формирователь 15 тока.

Датчик 5 напряжения одной диагональю моста подключен к измеряемой линии, а второй диагональю моста - к входам масштабирующего усилителя 8, выход которого подключен к входу транзисторного управляемого ключа 10. Выход ключа 10 подключен к входу элемента памяти, содержащего интегрирующий элемент 9 и повторитель 11 напряжения на операционном усилителе. Выход повторителя напряжения через переключатель 12 подключен к индикатору 13.

Аналогично собран канал измерения приращения тока, вход масштабирующего

ё

з

сЈ

00 О

усилителя которого включен на токовый выход датчика 7 тока.

Параллельно датчику 5 напряжения включена цепь, состоящая из тиристорного ключа 2, нагрузочного резистора 1 и датчика 7 тока,

Блок управления включает схему запуска, состоящую из элементов С2, R3, VS1, VD1. VD2, R6, СЗ, обеспечивающую закрытие силового тиристорного ключа 2 кнопкой SB1 с временем, заданным емкостью СЗ и резистором R6. Через размыкающие контакты кнопки SB1 подключен конденсатор С1, который через замыкающие контакты подключен к делителю на резисторах R4 и R5,общая точка которого подключена к управляющему электроду тиристорного ключа 2.

В цепь резистора 1 ключа 2 включено токовое реле КА. Замыкающий контакт это- го реле подключен одним полюсом к положительному проводу сети, а другим - к элементу выдержки времени, состоящему из резистора R7 и конденсатора С4, к которому подключено реле KL. Контакты реле KL одними полюсами подключены к управляющим электродам полевых транзисторов 10, а другими -- к отрицательным полюсам источников.

Устройство для измерения сопротивле- ния питающей линии сети постоянного тока, которая находится под напряжением, работает следующим образом,

После подключения устройства к линии регулируемым резистором R моста при на- жатой кнопке SB2 напряжение на диагонали моста, контролируемое по индикатору 13, сводится к нулю. Затем включается блок управления, который кратковременно открывает ключ 2, подключая нагрузочный ре- зистор 1. Ток в резисторе Д I вызывает дополнительное падение напряжения в питающей линии цепи Ди, Величины приращения тока и напряжения запоминаются и затем считываются показывающим прибо- ром. Фиксация тока в нагрузочном резисторе 1 производится с помощью датчика 7 тока и формирователя 15 тока, включающего масштабный усилитель 8, транзисторный ключ 10, интегрирующий элемент 9 и повто- ритель 11 напряжения,

Сопротивление участка цепи определяется как разность сопротивлений, замеренных в его начале и конце.

Для участка цепи с омическим сопротивлением R на основании закона Ома

R

(1)

где U - напряжение цепи;

I - сила тока в цепи,

если напряжение получает приращение Д U, то и ток получает некоторое приращение Д I, тогда

R-U+AU,2)

К I +Д W

откуда IR+Д |R U-tAU.(3)

Так как , то U+ Д У,

R-AU (л

)

Таким образом, омическое сопротивление цепи можно определить по отношению приращения напряжения на этом участке к приращению тока в нем.

Если требуется найти сопротивление линии от источника до точки замера, то при условии, что напряжение на шинах источника является неизменным, приращение падения напряжения в линии от приращения тока в ней равно изменению напряжения в точке замера:

A UnnH UvtcT-UHarp: Rni iH lHarp,(5)

ДУлин Уист Унагр Рлин(1нагр+Д I),(6)

где Д Улин падение напряжения в линии до включения балластного резистора;

Д Улин - падение напряжения в линии после включения балластного резистора;

Уист - напряжение источника (аккумуляторной батареи), принимаемое постоянным;

Унагр напряжение на сопротивлении нагрузки;

Унагр - напряжение на нагрузке после подключения балластного резистора;

Рлин - сопротивление линии;

1нагр - ток нагрузки в цепи;

Д I - приращение тока в линии за счет подключения параллельно нагрузке балластного резистора.

Так как снижение напряжения на нагрузке за счетувеличения падения напряжения в линии составляет ничтожно малую величину, снижением тока нагрузки в этом случае можно пренебречь.

А Улин ДУлин инагр-Унагр Рлин -Рлин(1нагр+Д 1)-Рлин Д1.

откуда

о - Д Улин - ДУлин ДУлин

НлинДПДТ

Для обеспечения неизменности напряжения на шинах до и после приращения тока в линии в устройстве предусмотрен одновременный замер и запоминание приращений напряжения и тока в точке замера. Для этого параллельно нагрузке подключен нагрузочный резистор,

Ыагр- (7)

Чтобы предотвратить перегреб нагрузочного резистора 1. он подключается к линии кратковременно (порядка 1 с), а величина возникающего приращения падения напряжения запоминается элементом памяти, выполненным в виде интегрирующей цепи с малой постоянной времени. Это позволяет измерять результаты показывающим прибором в течение более длительного времени, достаточного для четкой фиксации замеров.

Предлагаемое устройство позволяет измерять сопротивление лийии от 0,010 и до 10 Ом с точностью порядка 1%, что позволяет оценить нагрев и состояние контактов измеряемой линии.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения сопротивления питающей линии сети постоянного тока, находящейся под напряжением, содержащее нагрузочный резистор, вход которого является первой клеммой для подключения измеряемой питающей линии сети постоянного тока, датчик тока, соединенные последовательно, блок формирования тока, вход которого соединен с токовым выходом датчика тока, датчик напряжения и блок формирования напряжения, соединенные последовательно, индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения удобства измерения путем обеспечения возможности измерения сопротивления питающей линии сети постоянного тока от источника до потребителя при подключении лишь со стороны потребителя, в качестве датчика напряжений используют мост, одно

из плеч которого образовано стабилитроном, первая диагональ которого является выходом датчика и подключена к питающей линии сети постоянного тока, вторая диагональ которого является выходом датчика на- пряжения. в качестве датчика тока используют измерительный шунт, введены тиристорный ключ, вход которого соединен с выходом датчика тока, блок управления,

первый и второй входы которого соединены соответственно с первой и второй клеммами для подключения измеряемой питающей линии сети постоянного тока, а первый, второй и третий управляющие выходы которого соединены с управляющими входами соответственно тиристорного ключа, блоков формирования соответственно тока и напряжения, переключатель, первый и второй входы которого соединены с выходами формирователей соответственно тока и напряжения, а выход соединен с входом регистратора.

2.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что формирователь тока (напряжения) содержит масштабирующий усилитель, вход которого является входом формирователя тока (напряжения), выход которого соединен последовательно с ключом. интегрирующим элементом и пввторителем, выход которого является выходом формирователя тока (напряжения).

3.Устройство по п. 2. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что ключ формирователя тока (напряжения) выполнен на полевом транзисторе.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения активного сопротивления линий постоянного тока, находящихся под напряжением. Целью изобретения является повышение удобства измерения сопротивления питающей линии сети постоянного тока от источника до потребителя путем подключения лишь со стороны потребителя. Устройство включает резистор, ключи, мост, стабилитрон, шунт, усилитель, интегрирующий элемент, повторитель, переключатель, регистратор, формирователи. Особенностью изобретения является введение дополнительного ключа, блока управления переключателя, а также выполнение датчиков в виде соответственно моста со стабилитроном и шунта. 1 ил.