Измерительный преобразователь сопротивления изоляции сетей переменного тока Советский патент 1976 года по МПК G01R27/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЩЛИ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к устройствам для непрерьшного контроля и измерения сопротивления изоляции незаземленных однофазныхИ трехфазных сетей переменного тока промышленной и повышенной частоты напряжением-до 1ООО в.

Известен измерительный преобразователь сопротивления изоляции сетей переменного тока, содержащий вспомогательный стабилизированный источник постоянного тока, вход ной измерительный датчик, магнитополупроводникоЁый, модулятор с усилителем постоянного тока, дополнительный фильтр к выходное устройство.

Недостатком известного преобразователя является его сложность, невысокая точность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измерительный преобразователь сопротивления изоляНИИ сетей переменного тока, содержащий вспомогательный источник постоянного тока, подключенный к блоку питания, входной измерительный датчик, подключенный к вспомогательному источнику питания и

фильтру, и последовательно соединенные дополнительный фильтр и выходное устройство. Его недостатками являются невысока точность и малое быстродействие преобразования.

Целью изобретершя является повышение точности и быстродействия преобразования.

Цель достигается тем, что в известный преобразователь введен преобразователь напряжение-частота-напряжение, включенный междз выходами блока питания и фильтра и входом дополнительного фильтра, причем преобразователь напряжение-частотанапряжение вьшолнен из последовательно соединенных мультивибратора, импульсного трансформатора и конденсаторного частотомера.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема измерительного преобразователя.

Вспомогательный источник питания постоянного тока 1, подключенный к блоку питания 2, работает на входной измерительный датчик 3, содержащий высокоомный резистор 4 и симметричную звезду резисторов Oj и последовательно соединенное с ним контролируемое сопротивление изоляции сети 6. При протекании постоявлого тока в цепи напрялшние измеряемого сигнала практически пропорционально сопротивлению изоляции. Это напряжение через фильтр 7, предназначенный для снижения перменной составляющей рабочего напряжения и для защиты от помех и перенапряжений, подается на в.ысокоомный входной резистор 8 мультивибратора. Мультивибратор выполнен на двух транзисторах 9 и 10 противоположной проводимости, причем коллектор первого из них соединен с базой второго, а их эмиттеры связаны между собой через зашлтный диод 11, времязадающий конденсатор 3.2 к разрядный резистор 13. Коллекторной нагрузкой транзистора 10 является первичная обмотка импульсного трансформатора 14, который служит для гальванического разделения элементов схемы и для оптимального выбора параметров вь ходнь х импульсов. Стабилитрон 15 aaniii щает коллектор транзистора 10 от перенап ряжений, ограничивает амплитуду выходного импульса и обеспечивает температурную компенсацию. Вторичная обмотка импульсно го трансформатора нагружена на конденса торный частотомер 16. Дополнительный фильтр 17 и выходное устройство 18 позволяют либо непосредств но измерять величину сопротивления изоляции, либо получать унифицированный сигнал для ввода в вычислительные машины. Принцип действия устройства заключается в следующем. Напряжение измеряемого сигнала на Bxo де мультивибратора периодически заряжает конденсатор 12. В процессе его заряу1а оба транзистора закрыты и не потребляют энер гии от источника питания. По мере заряда конденсатора потенциал эмиттера транзис- тора Э повышается и достигает порога ера батывания. В этот момент транзистор 9 на чинает приоткрываться и, в свою очередь, начинает открывать транзистор 10. Благодаря действию положительной обратной связи процесс нарастания тока в обоих транзисторах протекает лавинообразно. Длительность импульса (продолжительность открытого состояния транзисторов) однозначно определяется постоянной времени разряда конденсатора по цепи резистор 13 - открытые переходы транзисторов - защитньш диод 11- Исходное состояние схемы наступает после полного разряда конденсатора 12, кохда нача.по нового заряда изменяет напра ление тока и способствует быстрому переключе нию схемы. Выходное напряжение импульсного трансформатора 14 представляет собой последовательность прямоугольных HtvmyabCOB, Линейная зависимость частоты следования импульсов от величины измеряемого сигнала достигается установкой порога срабатывания, значительно меньшего суммы измеряемого напряжения- и напряжения питания мультивибратора, при условии постоянства параметров зарядной цеди. Обратное преобразование частоты в аналоговый сигнал производится конденсаторным частотомером 16. Прямоугольные импульсы положительной полярности со вторичной обмотки импульсного трансформатора подаются через диод 19 на конденсатор 20, заряжая его до определенного уровня напряжения. Среднее значение тока в выходном устройстве прямо пропорционально частоте следования импульсов, при условии полного разряда конденсатора 20 В промышленных сетях переменного тока точность измерения повышается при увеличении входного сопротив.ления измерительного преобразователя. Величина этого сопротивления, в основном, определяется номиналом зарядного резистора 8 и может достигать сотен мегаом при охвате мультивибратора положительной обратной связью. Дополнительная температурная погрешность сводится к минимум выбором высокостабильных пассивных элементов зарядных и разрядных цепей, установкой кремниевых транзисторов с малыми начальны1./и1 токамд эмиттеров, а также подбором стабилитронов с соответствующим температурным коэс1 фициентом напряжения для частичной компенсации. При попадании кратковременных имлульспых и промышленных помех и перенапряжений работоспособность схемы не нарушается благодаря квантованию сигнала по уровню. Хоропшя иомехозащишенность и высокая рабочая частота обуславливают повышенное быстродействие измерительного преобразователя. изобретения о р м у л 1. Измеритапьный преобразовагель сопротивления изоляции сетей переменного тока, содержаш ий вспомогательньй источник постоянного тока; подключенный к блоку питания, входной измерительный датчик, подключенный к вспомогательному источнику питания и фильтру, и последовательно соединенньШДОдолни1елы-Ш1й фильтр и выходное устройство, о тличающийся тем, что, с цепью повышения точности и Оыстродействия преообразования, в него введен преобразователь напряжение-частота-напряжение , включенньгл между выходами блока питания и фильтра и входом дополнительного фильтра.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что преобразователь напряжение-частота-напряжение вьшолнен из последовательно соединенных мультивибратора, импульсного трансформатора и конденсаторного частотомера. /4,1 . J. I. 1 t