Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции сетей постоянного тока Советский патент 1975 года по МПК G01R27/18 

мы дополнительный резистор и указатель полюса с исполнительным элементом. Источник света связан световым потоком с дополнительным фоторезистором, включенным в цепь управления исполнительного элемента указателя полюса.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Сопротивления 1 и 2 изоляции контролируемой сети постоянного тока, ностоянное сопротивление 3 и управляемое бесконтактное сопротивление - фоторезистор 4 образуют уравновешенный мост. В диагональ моста с помощью нереключателей 5 и 6, работающих синхронно, подключаются поочередно либо, параллельно включенное сигнальное сопротивление 7 и вход усилителя 8 следящей системы, либо сопротивление 7 последовательно с измерительным источником 9 и вход усилителя 10 регистрирующей системы.

В некоторый момент параллельно сигнальному сонротивлению 7 включен вход усилителя 8 (переключатели 5 и 6 находятся в ноложенин а), между незаземленным входом и выходом которого подключен конденсатор П. К другому выходу усилителя 8 включен источник 12 света. В положении б нереключателей в диагональ моста включается источник 9 носледовательно с сопротивлением 7, параллельно которому подключен вход усилителя 10 регистрирующей системы, щунтированный коиденсатором 13. На выходе усилителя 10 включен индикатор 14 (измеритель). Переключение контактов нереключателей 5 и 6 осуществляет реле 15 времени. Световой поток источника света воздействует на фоторезисторы 4 и 16. Фоторезистор 16 связан с указателем 17 нолюса с пониженной изоляцией.

Устройство работает следующим образом.

В случае, когда мост уравновешен, напряжение между точками А и Б равно нулю. Напряжение контролируемой сети не оказывает влияния на равновесие моста иезависимо от изменения его по величине или по полярности. Так как ток в диагонали равен нулю, то падение нанряжения на сопротивлении 7 также равно нулю, и сигнал на входе усилителя 8 отсзтствует. Усилитель 8 обеспечивает такой режим работы источника света, при котором уровень его яркости равен 50% иоминального (среднее смещение).

Нри изменении сонротивления изоляции равновесие моста нарушается, и на входе усчлителя 8 появляется сигнал рассогласования. Усилитель, воздействуя на величину тока, пеоеходящего через источник света изменяет Световой поток, что приводит к пропорциональному измерению величины сопротивлеиня фоторезисторов 4 и 16.

В результате изменения сопротивления фоторезистора 4 восстанавливается равновесие моста, так как, например, нри уменьшении величины сопротивления 1 потенциал каждого полюса контролируемой сети относительно земли (точка Б) меняется, а относительно

точки А остается неизменным (т. е. в этот момент мост еше разбалансирован). На входе усплнтеля 8 появляется отрицательный нотенциал (сигнал). Это приводит к уменьшению тока через источник света, а следовательно и его светового потока и к повышению велнчины сонротивлений фоторезисторов 4 и 16, значение сонротивления фоторезистора 4 увеличивается до тех иор, пока потенциал точки Л: не станет равным нотенциалу точки Б, т. е. пока мост не придет в состояние равновесия. Таким образом, в ноложении нереключателей 5 и 6, показанном на чертеже, следящая система непрерывно удерживает мост в состоянии равновесия, т. е.

RI R

R

Кл

где RI - величина ностоянного сопротивления 3,

Кф - величина сонротивления фоторезистора 4,

R+, R- - соответственно величина сопротивления 1 и 2 изоляции.

Увеличение сопротивления фоторезистора 16 используется как сигнал, указывающий на то, что уменьшилась величина сопротивления

I в положительном полюсе сети. Фоторезистор 16 включен во входную цепь указателя нолюса с пониженной изоляцией, состоящего, например, из реле максимального и минимального тока.

При уменьшении величины сопротивления 2 (или увеличении сопротивления 1) на входе усилителя 8 появляется положительный потенциал, в результате чего увеличивается ток через источник света и уменьшается величина сонротивления фоторезисторов 4 и 16. Сопротивление фоторезистора уменьщается до тех пор, пока мост не придет в состояние равновесия. Уменьшение сопротивления фоторезистора 16 указывает, что величина сопротивления 2 меньше, чем в положительном полюсе.

По истечении некоторого времени реле времени нереключает контакты переключателей в положение б. При этом вход усилителя

8 отключается от диагонали моста, а конденсатор 11 обеспечивает запоминание сигнала на выходе усилителя, удерживая таким образом в течеине необходимого времени световой поток источника 12 практически неизменным.

Это объясняется тем, что заряд конденсатора 11 происходит при ноложении а нереключателей 5 и 6 по низкоомной цени, а разряд его- в положении б переключателей через высокое внутреннее сопротивление усилителя 8 (его

вход отключен). Вследствие того, что коэффициент усиления усилителя 8 не равен единице, запоминающую емкость целесообразно подключить не параллельно входу усилителя 8, а но схеме интегратора между незаземленным входом и выходом, что позволяет увеличить постоянную времени усилителя и обеспечивает лучшее «запоминание выходного сигнала, так как входом и выходом, что позволяет увеличить постоянную времени усилителя и обеспечивает лучшее «запоминание выходного сигнала, так как

paapt 1 -- вх V

где - входное сопротивление усилителя; К - коэффициент усиления усилителя; Ci - емкость конденсатора 11.

Следовательно величина сопротивления фоторезистора 4 и при отключенном усилителе следяшей системы остается неизменной. Одновременно переключатель 5 включает в диагональ моста измерительный источник 9 с последовательно включенным сопротивлением 7, ток через которое определяется выражением

изм

1

( + K)(R + R)

RC + Ri + R++R + R

где Re - величина сопротивления 7.

Так как сопротивления Ri, R и Re более, чем на порядок меньше сопротивлений изоляции R+ и R-, то ими можно пренебречь. Тогда

г Днзм изм

Я„.,

R++R изм - напряжение источника 9; и-э - эквивалентное сопротивление изоляции.

Следовательно при неизменном значении напряжения источника 9 ток / пропорционален эквивалентному сопротивлению изоляции

R+-RАи.э -

.

R.g всегда меньше сопротивления изоляции любого из полюсов R+ или R-.

Так как величина сопротивления 7 постоянна, то падение напряжения на нем IRc находится в линейной зависимости от сопротивления изоляции и.э. Сигнал с сопротивления 7 подается на вход усилителя 10 (повторителя) с коэффициентом усиления меньшим или равным единице, и высоким входным сопротивлением.

К входу усилителя 10 подключен измеритель 14, следовательно ток чфез измеритель пропорционален току через сопротивление 7 и величине эквивалентного сопротивления „.э.

В положении б переключателей 5 и б осуществляются измерение и контроль сопротивления изоляции. При очередном переключении переключателей в положение а вход усилптеля 10 отключается, однако индикатор не изменяет своих показаний до начала следуюпдего цикла измерения за счет подключеппого параллельно входу усилителя 10 конденсатора 13, разряд которого происходит через высокое входное сопротивление усилителя.

Таким образом, весь процесс измерения и контроля сопротивления изоляции разделен на два цикла: цикл уравновешивания моста, определяемый временем перезарядки емкостей, и цикл измерения.

Вместо отдельных источников света и фоторезистора может быть использован оптоэлектронный элемент.

предмет изобретения

1.Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции сетей постоянного тока, содержащее мост постоянного тока, два плеча которого представляют сопротивления изоляции каждого полюса контролируемой сети относительно земли, а два других -

включенные потенциометрически сопротивления, следящую систему с усилителем, а также регистрирующую систему, состоящую из усилителя, индикатора и включенных в диагональ упомянутого моста измерительного источника и сигнального сопротивления, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса и повышения точпости измерений, оно снабжено двумя жестко связанными между собой ключами с нормально замкнутыми

и нормально разомкнутыми контактами и источником света, который через усилитель следящей системы и нормально замкнутые контакты указанных ключей подсоединен к потенциометрически включенным сопротивлениям, выполненным в виде резистивного делителя из постоянного сопротивления и переменного управляемого сопротивлепия, например фоторезистора, а индикатор подключен через усилитель регистрирующей системы и

нормально разомкнутые контакты ключей к сигнальному сопротивлению.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью определения полюса с пониженным сопротивлением изоляции, оно снабжено дополнительным фоторезистором и указателем полюса с исполнительным элементом, при этом источник света связан световым потоком с дополнительным фоторезистором,

включенным в цепь управления исполнительного элемента указателя полюгя.