Устройство для измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока Советский патент 1976 года по МПК G01R27/16 

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах для измерения сопротивлений изоляции.

Известно устройство для измерения сопро тивления изоляции сети постоянного тока, находящейся под напряжением, содержащее измеритель, переключатель и вспомогательный источник постоянного тока.

Недостатком этого устройства является то, что оно позволяет измерить только суммарное сопротивление изоляции.

Известно устройство для измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока, содержащее источник постоянного тока, подсоединенный через ключ последовательно с измерительным органом между корпусом и средней точкой делителя напряжения, образованного резистором и управляемым сопротивлением, генератор и ключи. Это устройство позволяет измерять как суммарное сопротивление изоляции, так и раздельно сопротивления изоляции полюсов.

Недостатком этого устройства является сравнительно невысокая надежность при обработке результатов измерений, так как для определения сопротивления изоляции каждого полюса необходимо производить дополнительные операции с сигналами на двух выходах устройства.

Целью изобретения является повышение надежности при обработке информации в результате измерений.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство дополнительно введен блок преобразования, содержащий транзисторы различной проводимости, включенные через эмиттерные повторители параллельно плечам делителя напряжения, коллекторные цепи транзисторов подключены к входным обмоткам дополнительного трансформатора с прямоугольной петлей гистерезиса, а выходные обмотки присоединены через дифференциальный усилитель, фильтр и импульсный усилитель к обмотке второго дополнительного трансформатора с прямоугольной петлей гистерезиса, другие обмотки которого через ключи, подсоединенные управляющими входами к выходам генератора, связаны с шиной контролируемой сети и выходом измерительного органа. На чертеже приведена схема предлагаемог о устройства. Устройство содержит источник 1 постоян кого тока, подсоединенный через ключ 2 между корпусом и средней точкой делителя напряжения, образованного резистором 3 и управляемым сопротивлением 4, выполненным , например, в виде транзисторного каскада, измерительный орган 5, генератор 6, ключи 7,8 и 9, блок 10 преобразования, с держащий транзисторы 11,12,13 и 14, под ключенные к шинам контролируемой сети, транс форматор 15с прямоугольной петлей гистер зиса с обмотками 16,17,18,19 и 2О. Шины питания дифференциального усилителя 21, вы полненного на транзисторах 22 и 23, соединены через фильтр 24 с импульсным усилителем 25, построенным на транзисторе 26 и резисторах 27,28 и 29. Вход импульсного усилителя 25 соединен с выходной обмоткой 30 трансформатора 31 с прямоугольной петлей гистерезиса, первичные обмотки 32 и 33 которого соединены с шиной контролируемой сети. Сопротивления изоляции полюсов сети условно обозначены резисторами 34 и 35. Устройство работает следующим образом От противофазных выходов генератора 6 поочередно открываются ключи 7,9 или 2,8 В nepJiOM положении ключ 2 закрыт, поэтом в диагональ мостовой измерительной схемы, образованной сопротивлениями 3,4, 34 и 35, напр-яжение от источника 1 не подается. Си нал на выходе измерительного органа 5, пр пор.цюнальный напряжению рассогласования в диагонали упомянутой мостовой схемы, че рез открытый ключ 7 поступает на управляющий вход управляемого сопротивления 4, которое при этом меняется таким образом, чтобы сигнал рассогласования уменьшался. При достаточно большом коэффициенте усиления измерительного органа 5 потенциал средней точки делителя напряжения становит ся близким к потенциалу корпуса. Напряжения, снимаемые с сопротивлений 3 и 4, поступают на эмиттерные повторители блока 1 преобразования, выполненные на транзисторах 11 и 12 различной проводимости. Нагрузками эмиттерных повторителей являются транзисторы 13 и 14 с обмотками 16 и 17 трансформатора 15с прямоугольной петлей гистерезиса. Благодаря положительной обратной связи, осушествляемой при поМОП1И обмоток 18 и 19 трансформатора 15, на транзисторах 13,14 и трансформаторе 1 реализуется схема с прямоугольным напряжением на выходе. Длительность выходных обратно проимпульсовпорциональна напряжению U и U прикладываемому к обмоткам 16 и 17. Напряжеопределяются соотношениями.. R - сопротивление изоляции между плюс и корпусом; Т - сопротивление изоляции между шиной минус и корпусом. Импульсы длительностью д i и л i 2. поступают на вход выходного дифференциального усилителя 21, открывая транзисторы 22 и 23. Одновременно с уравновешиванием мостовой схемы, образованной сопротивлениями 3,4,34 и 35, через открытый ключ 9 происходит перемагничивание до состояния - В J, сердечника другого трансформатора 31 с прямоугольной петлей гистерезиса напряжением контролируемой сети, подаваемым на обмотку 32. В следующий полупериод генератора 6 открыты ключи 2 и 8, а ключи 7 и 9 закрыты, величина управляемого сопротивления 4 остается неизменной. В диагональ мостовой схемы через ключ 2 подается напряжение источника 1 постоянного тока. Величина тока, протекающего на входе измерительного органа 5, определяется соотношением где А и В - постоянные. - суммарное сопротивление изоляции. Усиленное напряжение с выхода измерительного органа 5 через открытый ключ 8 поступает на обмотку 33 трансформатора 31. Время перемагничивания сердечника из состоянияв состояние определяется соотношением Т КСа+Т) При перемагничивании сердечника импульсом с обмотки 30 трансформатора 31 открывается транзистор 26 импульсного усилителя 25. В результате вычитания напряжения на резисторах 28 и 29 на выходе фильтра 24 получается напряжение питания дифференциального усилителя 21 прямо пропорцинально R из Сигнал -вьи представляет собой последовательность разнополярных импульсов длиД 4. U д -t. амплитудой тельностью At, К пропорциональной i i причем Ч . Существенно, что в значительном интервапе изменений 1 и Т1 сумма д -t и 12 меняется незначительно, поэтому среднее значение напряжения имнульсов длительностью

а

Л i пропорционально величине импульсов длительностью 2.

пропорционально величине .R

Таким образом, в предложенном устройстве на одном выходе получается сигнал, параметры которого характеризуют величину как суммарного сопротивления изоляции, так и сопротивления изоляции каждого полкюа относительно корпуса. Форма выходного сигнала удобна для использования в цифровых или аналоговых устройствах обработки информации.

Формула изобретения

Устройство для измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока, содержащее источник постоянного тока, подсоединенный через ключ последовательно с измерительным органом между корпусом и средней точкой делителя напряжения, образованного резистором и управляемым сопротивлением, генератор и ключи, .отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при обработке информации в результате измерений, в указанный измерительный орган дополнительно введен блок преобразования, содержащий транзисторы различной проводимости, включенные через эмиттерные повторители параллельно плечам делителя напряжения, коллекторные цепи транзисторов подключены к входным обмоткам дополнительного трансформатора с прямоугольной петлей гистерезиса, а выходные обмотки присоединены через дифференциальный усилитель, фильтр и импульсный усилитель к обмотке второго дополнительного трансформатора с прямоугольной петлей гистерезиса, другие обмотки которого через ключи, подсоединенные управляющими входами к выходам генератора, связаны с щиной контролируемой сети и выходом измерительного органа.