Устройство для испытаний электрической прочности изоляции электротехнических изделий Советский патент 1993 года по МПК G01R31/12 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при испытании электрической прочности изоляции повышенным напряжением переменного тока электротехнических изделий,

в частности для испытания корпусной изоляции электрических машин.

Цель изобретения - повышение производительности л достоверности испытаний.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг,2 - функциональная схема блока команд; на фиг.З - функциональная схема блока управления защитно-коммутационным устройством; на фиг.4 - функциональная схема блока управления двигателем; на фиг.5 - функциональная схема блока индикации, где I - цифровой управляющий сигнал, соответствующий уставке тока, возникающего при пробое изоляции; U - цифровой управляющий сигнал, соответствующий уставке испытательного напряжения; ) - цифровой сигнал, соответствующий текущему значению тока, протекающему по первичной обмотке испытательного трансформатора; (J-j- цифровой сигнал, соответствующий текущему значению испытательного напряжения.

Устройство содержит регулировочный автотрансформатор 1, имеющий входные клеммы 1.1 и 1.2, выходные клеммы 1.3 и 1.4 и подвижный контакт 1,5, передачу 2, приводной деигатель 3, испытательный трансформатор 4, имеющий входные клеммы 4.1 и 4,2 и выходные клеммы 4.,3 и 4.4, защитно-коммутационное устройство 5, аналого- цифровые измерительные преобразователи б напряжения и 7 тока, концевой выключатель 8, блок 9 команд, включающий в себя кнопки 10 Пуск. 11 Стоп, 12 Запись и 13 Сброс, блок 14 управления защитно- коммутационным устройством, включающий в себя элемент ИЛИ: 15, элемент ЗАПРЕТ 16, триггеры 17 и 18. элемент И 19. блок 20 управления двигателем, включающий в себя регистры 21 и 22, компаратор 23 с выходами - А В и А В, компаратор 24 с выходом А В, элементы И 25 и 26, элемент ИЛИ 27 и 28, элемент ЗАДЕРЖКА 29, выходные усилители 30.и 31, блок 32 индикации, включающий в себя регистры 33 и 34, дешифраторы 35 и 36 и цифровые индикаторы 37 и 38, причем клеммы 1.1 и 1.2 через защитно-коммутационное устройство 5 подключены к сети переменного тока, приводной двигатель 3 через передачу 2 механически соединен с подвижным контактом 1.5, клеммы 1.2, 1,4 и 4,2 соединены между собой, входы аналого-цифрового измерительного преобразователя 6 напряже ния соединены с клеммами 4.1 и 4.2, входы аналого-цифрового измерительного преобразователя 7 тока соединены с клеммами 1,3 и 4.1, контакт концевого выключателя 8 соединен с входом 1 блока 14 управления защитно-коммутационным устройством, входы 2 и 3 которого соединены с выходами 1 и 2 блока 9 команд, выход 3 которого соединен с входом 4 блока. 20 управления

двигателем и с входом 4 блока 32 индикации ыход 1 блока 14 управления защитно- коммутационным устройством соединен с информационным входом последнего и с

входом 1 блока 20 управления двигателем, вхо д 2 которого соединен с выходом 2 блока 14 управления защитно-коммутационным устройством, выход 4 блока 9 команд соединен с входом 5 блока 32 индикации и с вхоР дом 3 блока 20 управления двигателем. выход 1 которого соединен входом 4 блока 14 управления защитно-коммутационным устройством и с входом 3 блока 32 индикации, выходы 2 и 3 блока 20 управления

5 двигателем соединены с приводным двигателем 3, группа выходов аналого-цифрового измерительного преобразователя 6 напряжения соединена с группой входов 1 блока 32 индикации и с группой входов 7 блока 20

0 управления двигателем, группа входов 8 которого соединена с группой выходов аналого-цифрового преобразователя 7 тока, группа входов 5 блока 20 управления двигателем представляет собой первую группу

5 входов устройства, объединенные группа входов 6 блока 20 управления двигателем и группа входов 2 блока 32 индикации представляет собой вторую группу входов устройства.

0Разрядность регистров 21,22,33,34,

компараторов 23.24, дешифраторов 35.36, цифровых индикаторов 37.38 и соответствующих групп входов и выходов определяются требованиями,предъявленными к работе

5 устройства.

Устройство работает следующим образом. . ..

Перед началом испытания от внешнего устройства, например, от управляющей

0 ЭВМ (на чертеже не показано) на первую и вторую группы входов устройства подаются цифровые управляющие сигналы, причем на первую группу входов подается сигнал, соответствующий уставке тока, возникающего

5 при пробое изоляции контролируемого электротехнического изделия, а на вторую группу входов подается сигнал, соответствующий уставке испытательного напряжения. Затем при нажатии кнопки 12 Запись,

0 эти сигналы записываются в соответствующие регистры 21,22,33. При этом на цифровом индикаторе 37 высвечивается величина уставки испытательного напряжения. Далее при подключенном к клеммам 4,3 и 4.4 кон5 тролируемом электротехническом изделии, нажатием кнопки 10 Пуск начинают процесс испытания электрической прочности изоляции. Так как подъем испытательного напряжения должен начинаться с нуля, т.е. подвижный контакт 1,5 регулировочного

автотрансформатора должен находиться в исходном положении, предварительно автоматически выполняется контроль положения подвижного контакта 1.5. В случае, если подвижной контакт 1.5 находится в исходном положении, при котором напряжение на клеммах 1.3 и 1.4 равно нулю, контакт концевого выключателя 8 замкнут и на входе 1 бока 14 управления защитно-коммутационным устройством присутствует сигнал. При этом на входах 3 и 4 блока 14 управления защитно-коммутационным устройством сигналы отсутствуют, на прямом выходе триггера 17 и на инверсном выходе триггера 18 появляются сигналы и, соответственно, появляется сигнал на выходе 1 блока 14 управления защитно-коммутационным устройством. Этот сигнал поступает на информационный вход последнего, благодаря чему на клеммы 1.1 и 1.2 подается напряжение сети переменного тока. Одновременно этот сигнал поступает на вход 1 блока 20 управления двигателем и разрешает вращение двигателя 3 в направлении подъема испытательного напряжения. В случае же. если подвижный контакт 1.5 находится в любом другом положении, контакт концевого выключателя 8 разомкнут, сигналы на входах 1,3 и 4 блока 14 управления защитно-коммутационным устройством отсутствуют, появляются сигналы на прямых выходах триггеров 17 и 18 и, соответственно, появляется сигнал а выходе 2 блока 14 управления защитно-коммутационным устройством при отсутствии сигнала на выходе 1 последнего. Благодаря этому напряжение сети переменного тока не поступает на клеммы 1.1 и 1.2 до тех пор, пока подвижный контакт 1.5 не вернется в исходное положение. Одновременно сигнал с выхода 2 блока 14 управления защитно -коммутационным устройством поступает через элемент ИЛИ 27 и выходной усилитель 31 на приводной двигатель 3 и вызывает его вращение в. направлении исходного положения подвижного контакта 1. 5 до тех пор, пока не замкнется контакт концевого выключателя 8.

После выполнения процедуры контроля положений подвижного контакта 1.5 автоматически начинается подъем испытательного напряжения. При этом сигнал с выхода компаратора 23 поступает на соответствующий вход элемента И 25, на другом входе которого.лрисутствует сигнал с выхода 1 блока 14 управления защитно-коммутационным устройством. В результате появляется сигнал на выходе элемента И 25, который через выходной усилитель 30 вызывает вращение двигателя 3 в направлении

подъема испытательного напряжения до тех пор, пока величина испытательного напряжения не сравняется с уставкой испытательного напряжения, записанной в регистры 21 и 23. При этом исчезает сигнал на выходе компаратора 23 и появляется сигнал на выходе последнего. В результате прекращается вращение приводного двигателя 3, появляются сигналы на обоих входах эле0 мента И 26, с выхода которого сигнал поступает на вход элемента ЗАДЕРЖКА 29, уставка которого определяется временем, в течение которого испытательное напряжение должно быть приложено к кйнтро5 лируемому электротехническому изделию. Далее, с выдержкой времени, определяемой элементом ЗАДЕРЖКА 29, сигнал через элемент ИЛИ 28 поступает на соответствующий вход регистра 21 и вызывает стирание

0 записанной в нем информации. В результате исчезает сигнал на выходе компаратора 23 и появляется сигнал на выходе последнего. Этот сигнал через элемент ИЛИ 27. и выходной усилитель 31 поступа5 ет на приводной двигатель 3 и вызывает его вращение в направлении исходного положения подвижного контакта 1.5 до тех пор, пока не замкнется контакт концевого выключателя 8.

0В том случае, когда в процессе испытания происходит пробой изоляции контролируемого электротехнического изделия, резко возрастает ток. протекающий по первичной обмотке испытательного трансфор5 матора 4. В результате этого появляется сигнал на выходе ко.мпаратора 24. Этот сигнал поступает на соответствующий вход регистра 34. в который записывается величина испытательного напряжения, при кото0 ром произошел пробой изоляции. При этом на цифровом индикаторе 38 высвечивается величина испытательного напряжения, при котором произошел пробой изоляции контролируемого электротехнического изде5 лия. Одновременно сигнал с выхода компаратора 24 поступает на ЕХОД 4 блока 14 управления защитно-коммутационным устройством, благодаря чему, исчезает сигнал на выходе триггера 17 и, соответствен0 но, на выходе 1 блока 14 управления защитно-коммутационным устройством, В результате этого исчезает сигнал на информационном входе защитно-коммутационного устройства 5, с клемм 1.1 и 1.2

5 снимается напряжение сети переменного тока и; соответственно, снимается испытательное напряжение с контролируемого электротехнического изделия.

Кроме того, сигнал с выхода компаратора 24 через элемент ИЛИ 28 поступает

на соотэетствующмй вход регистра 21 и вызывает стирание записанной в нем информации. Б результате появляется сигнал на выходе компаратора 23. Этот сигнал через элемент ИЛИ 27 и выходной усилитель 31 поступает на приводной двигатель 3 и вызывает его вращение в направлении исходного положения подвижного контакта 1,5 до тех пор, пока не замкнется контакт концевого выключателя 8.

По окончании испытания вся информация, записанная в регистры 22,33.34, стирается при нажатии кнопки 13 Сброс и устройство готово к дальнейшей работе. Формула изобретения 1. Устройство для испытаний электрической прочности изоляции электротехнических изделий, содержащее защитно- коммутационное устройство, выключатель, регулировочный автотрансформатор с двумя входными и двумя выходными клеммами, привод, состоящий из передачи и двигателя, испытательный трансформатор с двумя входными и двумя выходными клеммами, источник напряжения, элементы индикации, входные клеммы регулировочного автотрансформатора через защитно-коммутационное устройство подключены к сети, переменного тока, вторая входная и вторая выходная клеммы регулировочного автотрансформатора соединены между собой, приводной двигатель через передачу механически связан с подвижным контактом регулировочного автотрансформатора, первая выходная клемма испытательного трансформатора соединена с шиной нулевого потенциала, отличающееся тем. что, с целью повышения достоверности и производительности испытаний, в устройство введены аналого-цифровой измерительный преобразователь напряжения, аналого-цифровой измерительный преобразователь тока, блок команд, блок управления защитно-коммутационным устройством, блок управления двигателем, в качестве выключателя используется концевой выключатель, в качестве элементов индикации - блок индикации, причем подвижной контакт регулировочного авто: трансформатора механически соединен с концевым выключателем, входы аналого- цифрового измерительного преобразователя напряжения соединены с входными клеммами испытательного трансформатора, входы аналого-цифрового измерительного преобразователя тока соединены с первой выходной клеммой регулировочного автотрансформатора и первой входной клеммой испытательного трансформатора, вторая входная клемма которого соединена

с второй выходной клеммой регулировочного автотрансформатора, контакт концевого выключателя соединен с первым входом блока управления защитно-коммутационным устройством, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока команд, третий выход которого соединен с четвертыми входами блока управления двигателем и

0 блока индикации, первый выход блока управления защитно-коммутационным устройством соединен с информационным входом последнего и с первым входом блока управления двигателем, второй вход кото5 рого соединен с вторым выходом блока управления защитно-коммутационным устройством, четвертый выход блока команд соединен с пятым входом блока индикации и третьим входом блока управления

0 двигателем, первый выход которого соединен с четвертым входом блока управления защитно-коммутационным устройством и с третьим входом блока индикации, второй и третий выходы блока управления двигате5 лем соединены с приводным двигателем, группа выходов аналого-цифрового измерительного преобразователя напряжения соединена с первой группой входов блока индикации и с седьмой группой выходов

0 блока управления двигателем, восьмая группа входов которого соединена с группой выходов аналого-цифрового измерительного преобразователя тока, пятая группа входов блока управления двигате5 лем представляет собой первую группу входов устройства, объединенные шестая группа входов блока управления двигателем и вторая группа входов блока индикации представляет собой вторую группу

0 входов устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем. что блок управления защитно-коммутационным устройством содержит первый и второй триггеры, элемент И, элемент

5 ИЛИ, элемент запрета, причем первый и второй входы элемента запрета являются первым и вторым входами блока, первый и второй входы элемента ИЛИ являются третьим и четвертым входами блока, выход

0 элемента ИЛИ и выход элемента запрета соединены соответственно с R-входом первого и с S-входом второго триггеров, S-вход первого и R-вход второго триггеров соединены соответственно С пераым и вторым

5 входами элемента запрета, выход первого и первый выход второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И; выход которого является первым выходом блока, второй выход второго триггера является вторым выходом блока.

3. Устройство по п.1,отличающееся тем. что блок управления двигателем содержит первый и второй регистры, . первый и второй компараторы, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй выходные усилители, элемент задержки, при этом первый вход первого и второго элементов И является первым входом блока, первый вход первого элемента ИЛИ является вторым входом блока, второй вход первого элемента И, первого элемента ИЛИ. второго элемента И соединены с первым, вторым и третьим выходами первого компаратора соответственно, выход второго компаратора является первым выходом блока и соединен с первым входом второго элемента ИЛИ. второй вход которого через элемент задержки соединен с выходом второго элемента И. выходы первого элемента И и первого элемента ИЛИ соединены соответственно с входом первого и второго выходных усилителей, выход каждого из которых является соответственно вторым и третьим выходом блока, выход второго элемента ИЛИ соединен с R-аходом первого регистра R-вход второго регистров

является третьим входом блока, С-входы первого и второго регистров соединены между собой и являются четвертым входом блока, D-входы первого и второго регистров

являются соответственно шестым и пятым входами блока, выходы первого и второго регистров соединены с первыми входами соответственно первого и второго компараторов, вторые входы первого и второго компараторов являются соответственно седьмым и восьмым входами блока.

4. Устройство по п. 1. о т л и ч а ю ще.е- с я тем. что блок индикации содержит первый и второй цифровые индикаторы, первый

и второй дешифраторы, первый и второй регистры. С-вход каждого из которых является соответственно четвертым и первым входами блока, D-входы - вторым и третьим входами блока соответственно, R-вход первою и второго регистров соединены между собой и являются пятым выходом блока, выходы первого и второго регистров соединен с входами соответственно первого и второго дешифраторов, выходы которых соединены

с входами соответственно первого и второго цифровых индикаторов.

Использование: относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при испытании электрической прочности изоляции повышенным напряжением переменного тока электротехнических изделий, в частности для испытания корпусной изоляции электрических машин.Сущ- ность изобретения заключается в том, что перед началом испытания от внешнего устройства на первую и ворую группы входов устройства подаются цифровые управляющие сигналы, которые при помощи кнопки Запись записываются в регистры 21, 22 и 23.При этом на цифровом индикаторе высвечивается величина уставки испытательного напряжения. Перед началом испытаний автоматически выполняется контроль положения подвижного контакта регулировочного автотрансформатора. После выполнения процедуры контроля автоматически начинается подьем испытательного напряжения при помощи приводного двигателя до уравнения с уставкой испытательного напряжения, записанной в регистры 21 и 23. Далее с выдержкой времени, определяемой элементом ЗАДЕРЖКА 29, происходит стирание записанной в регистре 21 информации В результате происходит снижение испытательного напряжения с помощью приводного двигателя до тех пор, пока не замкнется контакт концевого выключателя. В том случае, когда в процессе испытания происходит пробой изоляции, происходит запись величины испытательного напряжения, при котором происходит пробой изоляции, происходит запись величины испытательного напряжения, при котором происходит пробой, в регистр блока индикации с последующим отключением устройства от сети переменного тока. По окончании испытания вся информация, записанная в регистры 22. 23 и регистр блока индикации стирается при помощи кнопки Сброс, и устройство готово к дальнейшей работе. 3 з,п.ф-лы, 5 ил. СО с 00 Сл -тЛ О 00 00

Напряжение сети

Ј гпФ

ТЩ

8891еег

Фиг. 5