Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей Советский патент 1979 года по МПК G01R17/10 

I

Изобретение относится к области измерения сопротивления изоляции находящихся под напряжением и обесточенных электрических сетей, имеющих большие емкости относительно корпуса (Земли).

Известно устройство для измерения сопротивления, содержащее источник измерительного напряжения, измерительный мост, два плеча которого образованы постоянными резисторами (сопротивлениями), а два других - соответственно эталонным регулируемым резистором и зажимами для подключения объекта измерения 1.

Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие в случае измерения величины активной составляющей комплекс-. Ного сопротивления из-за необходимости заряда емкости измерительным сигналом и непригодность для измерения сопротивления и-золяции сетей постоянного тока из-за влияния на результат измерения рабочего напряжения контролируемой сети.

Известно также устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее источник напряжения, измерительный мост, два плеча которого образованы постоянными резисторами, а два других - соответственно эталонным регулируемым резистором и зажимами для подключения объекта измерения, и последовательно соединенные схему управления и индикатор 2.

Недостатком такого устройства является низкое быстродействие из-за необходимости при каждом щаге уравновещивания Перед получением информации о соотношении сравниваемых величин ожидать окончания переходного процесса перезаряда емкостей сети оперативным измерительным напряжением.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Эта цель достигается за счет того, что в устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее источник напряжения переменного тОка, измерительный мост, два плеча которого обргР зованы постоянными резисторами, а два других - соответственно эталонным регулируемым резистором и зажимами для подключения объекта измерения, последовательно соединенные схему управления и индикатор, введены формирователь видеоимпульсов, два ключа, блок сравнения действующих (или средних) значений переменного тока, блок сравнения мгновенных значений переменного тока, вторую схему управления, одинаковые развязывающий и симметрирующий блоки, включенные соответственно в плечо, содержащее объект измерения, и в плечо, содержащее эталонный регулируемый резистор, параллельно которому включен эталонный регулируемый конденсатор. Одни выводы источника напряжения переменного тока и формирователя видеоимпульсов соединены с одной верщиной диагонали питания моста через ключ, а другие вывЬды источника напряжения переменного тока и формирователя видеоимпульсов соединены с другой, вершиной диагонали питания моста. Одна из верщин измерительной диагонали моста соединена с первыми входами блока сравнения действующих или средних значений переменного тока и блока сравнения .мгновенных значений переменного тока, другие входы которых через второй ключ соединены со второй верщиной измерительной диагонали моста, а выход каждого блока сравнения через соответствующие схемы управления соединены соответственно с управляемыми входами эталонного регулируемого конденсатора и эталонного регулируемого резистора. Выход схемы, управления, соединенной суправляемым входом эталонного регулируемого конденсатора, соединен с другой схемой управления и управляемьгаи входами ключей. В качестве источника напряжения переменного тока использованы генератор радиоимпульсов. При исследовании электрических сетей постоянного тока в качестве развязывающего и симметрирующего блоков используют одинаковые конденсаторы, при исследовании электрических сетей переменного тока в качестве развязывающего и симметрирующего блоков - одинаковые фильтры, а при исследовании смеща.нных сетей переменно-постоянного токов, содержащих переменную и постоянную составляющие, - последовательно соединенные одинаковые конденсаторы и фильтры. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства Устройство состоит из источника 1 напряжения переменного тока, измерительного моста 2, два плеча которого образованы одинаковыми постоянными резисторами 3 и 4, а два другие плеча соответственно .эталонным регулируемым резистором 5, щунтирОванным эталонным регулируемым конденсатором 6, и зажимами для подключения объекта измерения (представляющего собой параллельное сопротивление изоляции сети 7 и емкости сети 8), схемы управления 9, и.ндикатора 10, формирователя видеоимпульсов 11, ключей (переключателей) 12 и 13, блока сравнения действующих (или средних) значений переменного тока 14, блока сравнения мгновенных значений переменного тока 15, схемы управления 16, развязывающего блока 17 и симметрирующего блока 18. Одни выводы источника напряжения 1 и формирователя вйдеоимпульсОв 11 через ключ 12 соединены с одной из вершин диагонали питания моста 2, а д})угие вывОдЫ источника напряжения 1 и формирователя видеоимпульсов 11 соединены с другой вер шиной диагонали питания моста 2. Одна из вершин измерительной диагонали, моста 2 соединена сО входами блоков 14 и 15, вторые выходы которых через ключ 13 соединены с другой верщиной измерительной диагонали моста .2. . Выход каждого блока сравнения 14 и 15 соединен со входами схем управл.ения 16 и 9 соответственно. Выход схемы управления 9 -соединен .с управляемым входом регистра 5 и одновременно со входом индикатора-10. Выход схемы управления Ш соединен с управляемым входом конденсатора 6, другой выход - со вторым входом схемы управления 9 и с управляемыми входами ключей 12 и 13. Блоки 17 и 18 включены в плечи моста 2, содержащего объект измерения и эталонные регулируемые резистор 5 и конденсатор 6 соответственно. Устройство работает следующим образОм. .. После подключения устройства с помощью клемм к исследуемой сети включают источник напряжения 1, который через ключ 12, находящийся в первом положении, подаетна диагональ питания моста 2 напряжение переменного тока либо радиоимпульсы ссинусоидальной несущей. Ключ 13 находится в первом положений,, обеспечивая включение в измерительную диагональ моста 2 блока сравнения 14. В общем случае, когда-емкость конденсатЪра 6 не равна емкости 8, на выходе блока сравнения 14 появляется сигнал рассогласования, который в зависимости от со.отнощения величин емкостей 6 и 8 может иметь ту или иную полярность, дающую информацию о необходимости увел.ичения или уменьшения ве.-1ичины емкости конденсатора 6. Сигнал рассогласования через схему управления 16 вызывает соответствующее изменение величиньг емкости конденсатора 6 в нужном направлении известнымспособом.. После сведения сигнала рассогласования на выходе блока сравнения 14 к .нулю (или ниже наперед заданного уровня) регулирование емкости конденсатора 6 прекращается, а с выхода схемы управления 16 на управляемые входы ключей 12 и поступает сигнал, переводящий их во второе положение. .Одновременно этот сигнал .поступает на второй вхОд схемы управления 9. Перевод ключа 12 во второе положение обеспечивает подключение источника напряжения 1 к мосту 2 через формирователь видеоимпульсов 11, что обеспечивает подачу на диагональ питания моста 2 напряжения в виде видеоимпульсов. Одновременно перевод ключа 13 во второе положение обес-. печивает включение в измерительную диагональ моста блока 15. Сигнал, поступивший в схему управления 9, разрешает начало уравновешивания моста 2 изменением величины резистора 5. Сигнал рассогласования с выхода блока сравнения 15 через схему управления 9 вызывает изменение (уменьшение) величины резистора 5 в нужном направлении извесгным способом. После сведения сигнала рассогласования с выхода блока сравнения 15 к нулю (или наперед заданной величине) процесс измерения величины сопротивлени я резистора 5 прекращается, и информация о его величине выводится на индикатор 10 в качестве величины сопротивления изоляции исследуемой сети. Эти сравнения происходят при каждом очередном импульсе измерительного;напряжения, начиная от начала переходного процесса установления, вызывая изменение величины эталонных элементов на каждый очередной шаг (разряд). При необходимости может быть, выведена на индикацию и величина емкости эталонного конденсатора 6 в качестве величины емкости исследуемой сети. Наибольшее быстродействие достигается при использовании в качестве источника напряжения переменного тока генератора радиоимпульсов, так как в этом случае (при подаче радиоимпульса) благодаря возникновению переходного процесса в обеих ветвях моста 2 обеспечивается возможность снятия информации о соотношении сравниваемых емкостей в начале (и в течение) переходного процесса на первом этапе уравновешивания моста (этапе уравновешивания емкости). На втором этапе уравновешивания эта возможность обеспечивается благодаря подаче на мост 2 видеоимпульсов. Таким образом, несмотря на проведение двух этапов разделительного уравновешивания моста быстродействие устройства много выше, чем быстродействие известных устройств, так как время проведения каждого этапа уравновешивания и суммарное время проведения обоих этапов намного меньше, чем время уравновешивания моста в известных устройствах. Этот эффект достигается благодаря исключению в предлагаемом устройстве необходимости выделения времени на завершение переходных процессов установления измерительного напряжения перед снятием информации о соотношении сравниваемых величин при каждом очередном сравнении (при каждом шаге изменения регулируемой величины). Высокая точность измерения обеспечивается тем, что на первом этапе уравновешивания шунтирующее действие эталонного регулируемого сопротивления и сопротивления изоляции пренебрежимо мало из-за возможности выбора сравнительно высокой частоты измерительного Напряжения переменного тока, а на втором этапе уравновешивание сопротивлений проводится на фоне уже уравненных емкостей, и поэтому результат сравнения определяется соотношением величин сравниваемых сопротивлений Формула изобретения ., 1.Устройство для измерения сопротивле- ВИЯ изоляции электрических сетей, содержащее источник напряжения переменното тока, измерительный мост, два цлеча которого образованы постоянными резисторами, а два других - соответственно эталонным регулируемым резистором и заАимамй для подключения объекта измерения, и последовательно сОёдиненньш схему управления и индикатор, отлинаю1цееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введёнь формирователь видеоимпульсов, два ключа, блок сравнения действующих (или средних) значений переменного тока, блок сравнения мгновенных значений переменного тока, вторая схема управления, одинаксу ые развязываюший и симметрирующий блоки, включенные соответственно в плечо, содержащее объект измерения, и в плечо, содержащее . эталонный регулируемый резистор, параллельно которому включен эталонный регулируемый конденсатор, причем одни выводы источника напряжения переменного тока и формирователя видетэимпульсОв соединены с одной верщиной диагонали питания моста через ключ, а вторые выводы источника напря { ения переменного тока и формирователя видеоимпульсов соединены с другой вершиной диагонали питания моста, при этом одна из вершин измерительной диагонали моста соединена с первыми входами блока сравнения действующих или средних значений переменного тока и блока сравнения мгновенных значений переменного тока, другие выходы которых через второй ключ соединены со второй верщиной измерительной диагонали моста, а выход каждого блока, сравнения через соответствующие схему управления соединен соответственно с управляемыми входами эталонного регулируемого конденсатора и эталонного регулируемого резистора, выход схемы управления, соединенной с управляемым входом эталонного регулируемого конденсатора, соединен с другой схемой управления и управляемыми входами ключей.: . 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника напряженияпеременного тока использован генератор радиоимпульсов. 3.Устройство по п. I, отличающееся тем, что при исследовании электрических сетей : НЪСТбянн1ЭГО тока вйачёстве развШывающего и симметрирующего блоков использованы одинаковые кондеисаторы. 4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при исследовании электрических сетей переменного тока в качестве развязывающего и симметрирующего блоков использованы одинаковые фильтры. 5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при исследовании смещанных сетей 1,0 переменно-постоянного токов, содержащих переменную и постоянную составляющие, использованы последовательно соединенные одинаковые конденсаторы и фильтры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Справочник «Цифровые измерительные приборы. Л., «Энергия, 1971, с. 103-109. 2.Устройство «Ом-999, Технические условия, ТУ5.648.5080-75.