Устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции электрических сетей постоянного и переменного тока Советский патент 1980 года по МПК G01R27/18 

I

Изобретение относится к технике контроля сопротивления изоляции относительно земли (корпуса) электрических сетей постоянного и переменного тока, изолированных от зеМри, а также сетей переменного тока, имеющих гальваническую связь с 5 цепями постоянного тока, в том числе и электрических сетей, обладающих большой емкостью относительно земли (корпуса).

Известны устройства для измерения и контроля сопротивления изоляции, построенные на базе уравновешенного моста, в котором изоляция полюсов входит как плечи моста, а в измерительную диагональ введен измеритель напряжения, вследствие, чего устройство имеет высокое входное сопротивление П. .

Наличие показывающего прибери снижает надеясность устройства при использова- j НИИ его в специальных условиях (удар, вибрация,среда и т.д.), устройство не позволяет оценивать тенденцию изменения сопротивлещя изоляции во времени.

Все устройства, предназначенные контролировать сопротивление изоляции сетей переменного тока, не пригодны для работы в сетях переменного тока, имеющих гальваническую связь с цепями постоянного тока, а подобные сети получили .широи. кое распространение в связи с примененибм полупроводниковых преобразователей. Кроме того, дискретный характер изменения уставок устройств (СПИ-2, Электрон, Омега и т.д.) снижает качество контро ля сопротивления изоляции.;

. Цепь изобретения - расщирение пределов измерения и повыщение точности и надежности.

Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции электрических сетей постоянного и перёмённогй тока, содержащее уравновешенный мост, образованный conpckтивлениями изоляции полюсов сети и компенсационным резистором, переключатель, первый подвижный контакт которого соеди1юн через источник оперативного поется373ЯВНОГО тока с первым вы/водом датчика ока и первым вывбдом измерителя напряХ(ения, второй подвижный контакт перекточатепя соединен с вторым выводом измерителя напряжения, первый неподвйжньгЙ контакт йереключатепя соединен с одной йэ вершин диагонали уравновешенного моста и вторым выводом датчика тока, вве. дены блок сравнения, источник бпорного напряжения, регулятор, блок сигнализации и вьшрямительньтй мост, выход которого соединен с вершинами второй диагонали уравновешенного мбета, а вход - сконтролируемой сетью переменного тока. При этом ходы блока сравнения соёдийены соответственно с выходом измерителя напряжения и выходом источника опорного напряжения, а выход блока сравнения соединен с блоком сигнализации. Источник опорного напряжения соединен с регулятором. Регулятор источника опорного напряжения снабжен Ч1имбом, проградуированным в единицах сопротивления. На чертеже изображена блок-схема Предлагаемого устройства. Контролируемая сеть 1 через свое сопротгивление изоляции связана с корпусом (землей) 2, измеритель 3 напряжения, Представляющий собой электронную схему с высоким входным сопротивлением, соединен с компенсационным резистором 4 через датчик 5 тока {измерительный резистор) и переключателем 6. Источник 7 оперативного постоянного тока в одном из положений переключателя подключен к датчику тока и корпусу (диагональ моста), в другом - выключен из схемы. Измеритель напряжения своим выходом связан с блоком 8 сравнения, предназначенным для сравнения двух напряжений. К блоку сравнения подключены сигна лизатор 9 и источник 10 опорного напря- жения, а последний связан с регулятором 11, снабженным лимбом, $фОг айуировавным в единицах сопротивления. Блок .12 - трехфазный выпрямитель йвпяется согласукяцим звеном между устройством и контролируемой сетью перемен ноге тока;. Вход моста подключен к контроп фуемой сети, а выход к компенсационному резистору, представляющему собой потенциометр с средней точкой. УстроЙст во подключается к контролируемой сети компенсационным резистором ( в случае Контропя сети постоянного тока) или к трехфазному выпрямителю (в случае контроля сети переменного тока, в том числе сети переменного тока, имеющей гальваняческую связь с цепями постоянного тока) . Кроме того, что устройство пригодно для работы во всех электрических сетях, оно универсально еще тем, что контроль сопротивления изоляции может осуществляться в следующих трех режимах. , Режим индикатора (включенное поло- , жение переключателя). В этом режиме компенсируют разность .потенциалов корпуса 2 и средней точки компенсационного резистора.4 путем изменения соотношения его плеч. В этом случае лимб регулятора 11 должен быть установлен на угол, соответствукуший уровню сопротивления изоляции равному бесконечности, т.е. . где и напряжение источника опорного напряжения; выходное напряжение датчика тока, соответствующее напряжению между средней точкой компенсационного резистора и корпусом (землей). При этих условиях сигнал на входе сигнализатора 9 отсутствует. Сигнализатор представляет, собой схему, имеющую два состояния: О - отсутствие напряжения на входе; 1 - напряжение на вход подано. При состоянии сигнализатора О устройство приводится в режим индикатора. В этом состоянии устройство будет выполнять функции индикаторов по схемам непосредственного подключения к полюсам сети и корпусу исполнительных элементов, реле, ламп накаливания и т.п., но в отличие от них предлагаемое устройство, имея высокое входное сопротивление измерителя 3, не влияет на показания других устройств контроля сопротивления изоляции, участвующих в измерениях на контролируем. мой сети, и что более важно, связывает объект контроля с корпусом через сопротивление, близкое к бесконечности, тем самым повыгшая электробезопасность и исключая короткие замыкания при контро ;пе сопротивления изоляции.. Режим измерения (положение Г1 переключателя)..При переводе переключателя 6 во включенное положение проводится балансировка моста путем изменения соотношения плеч компенсационного резистора 4. При этом вход измерителя 3 напряжения подключен к датчику 5 тока, источник 7 оперативного тока к датчику тока и корпусу 2 В измерительной цепи, которая включает в себя компенсационный резистор 4, датчи 5 тока, источник 7 оперативного тока, сопротивление изоляции контролируемой сети 1 и корпус 2, протекает ток, кото рый создает на датчике тока падение на ряжения, равное и он Тг 5 -напряжение источника опера тивного тока; -сопротивление датчика тока -сопротивление изоляции сеR. - сопротивление компенсацион ного резистора. На входе блока 9 появляется сигнал рассогласования между напряжением iLf (измеритель 3 подключен параллельно датчику 5 тока) и напряжением источника 10 опорного напряжения. Сигнализато 9 перейдет в состояние 1, что сигнали зирует о том, что угол поворота лимба Р гялутора 11 не соответствует дейст1вите ному уровню соп эотивления изоляции. По ротом лимба регулятора 11 необходимо добиться равенства Uj и UOH ° вк где К - коэффициент пропорционности (в в/град), угол поворота лимба регулятор ( в град.), то UOH P-S K«,U n-U5 2,%.,4 HO|K, величины постояйные, поэтому угол поворота лимба регулятора 11 можно проградуировать в единицах сопротивления и считывать с него сопротивление изойяции контролируемой сети при переходе сигнализатора 9 в состояние О. При изменении сопротивления изоляции (Сигнализатор 9 перейдет в состояние 1 пройдет сигнал, гГосле чего не обходим 6 сбалансй1зовать мост и повторить измерение. Перед измерением положение .лимба регулятора указывает на уровень сопротивления изоляции предыдущего измерения .(память)., I: Режим Сигнализатора (включенное положение переключателя). Поворотом лимба регулятора на жела- . емую уставку устройство переходит в ре. жим сигнализатора. Сигнализатор j 9 пере-. ходит в состояние . Переход сигнешизатора 9 в состояние О будет сигнализировать о том, что уровень сопротивления изолягйии достиг вепичийы уставки. Предлагаемое устройство в режиме . сигнализатора отличается тем, что можнр выставить любую уставку во всем диапазоне контроля сопротивления изоляции из.менением поворота лимба регул5ггора. В этом режиме необходим периодический контроль за балансировкой моста. Использование предлагаемого устройства позволяет получить следующие преимущества: обеспечивается возмохсность изменения сопротивления изоляции во времени, повышается надежность работь устройства в связи с отсутствием показывающего прибора, расширяются пределы контроля, благодаря возможности выставить уставку во всем контролируемом днсапазоне независимо от величины емкости относительно земли обеспечивается возможность измерения и автоматического контроля сопротивления изоляции сетей постоянного и переменного ток а, в том числе в сетях переменного тока, имекицих гальваническую связь с цепями постоянно го тока появляется возможность работы устройства в Трех режимах - режим индикатора, режим измерения, режим cHfHia«изатора, повышается безопасность 9ксплу атации устройств сопротивления изоляции :и сетей в иелом, а также решается вопрос устранения влияния устройств автома- тического контроля сопротивления изоля , ции друг на друга при их параллельной работе. формула изобретения 1. Устройство для измерения к контроля сопротивления изоляции 6лектрич&ских сетей постоянного и переменного тока, содержащее уравновешенный мост, образованный, сопротивлениями изоляции по люсов сети и компенсационным резистором переключатель, первьй подвижный контакт которого соединен через источник оперативного постоянного тока с первым выводом датчики тока и пер1вым выводом измерителя напряжения, второй подвижный контакт переключателя соединен с вторым выводом измерителя .напряжения, первый неподвижный контакт переключателя соединен с одной из вершин диагонали уравйо.773 вешенного моста, а второй неподвижньУй контакт переключателя соединен с второй вершиной упомянутой диагонали уравновешенного моста и BTojfcTM выводом датчика тока, отпичающеес я тем, что, с цёпыо расширения пределов и повышения точности и надежности, в него введены блок сравнения, jисточник опорного напряжения, регулятор, блок сигнализация и выпрямггепьный мост, выход которого соединен с вершинами второй диагонали уравновешенного моста, а вход - с контролируемой сетью переменного тока, при этом входы блока сравнения соедннень соответственно с выходом измерителя на3пряжения ивыходом источника опорного напряжения, а выход блока сравнения соединен с блоком сигнализации, источник опорного напряжения соединен с регулятором. 2. Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что регулятор источника опорного напряжеиия снабжен лимбом, проградуированным в единицах сопротивления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторскоесвидетельство. СССР № 468193, кл. е 01 R 27/18, 21.02.73.