Мост для измерения сопротивленияОб'ЕКТОВ C пОляРизАциОННыМи пРОцЕС-САМи Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к электроизме рительной технике и может быть нсполв,- зовано для измерения сопротивления изоляции кабелей различного назначения, об Mort)K электрических машин и трансформаторов, конденсаторов и др. Известно устройство для измерения больших величин сопротивлений, содержащее низкоомные- и высокоомные плечи, нуль-орган и источники питания моста и нуль-органа. IJ. Недостатками устройства являются: низкое быстродействие из-за большой величины постоянной времени цепи заряда емкости объекта, невысокая надежность из-за использования в цепи нульоргана контактного элемента, не достаточно надежная защита нуль-органа при коротком замыкании объекта измерения. Цель предлагаемого изобретения повышение быстродействия и надежности. Указанная цель достигается тем, что в мост для измерения сопротивления объектов с поляризационными процессами содержащий низкоомные и высокоомные плечи, нуль-орган, включенный в измерительную диагональ моста, источник пита-, ния, включенный в диагональ питания моста, введены стабилитрон, оптрон и два диода, включенные в измерительную диагональ моста параллельно нуль-органу, и соединенные между собой параллельно, полупроводниковые переходы которых включены у одного в прямом,;а у дрУГого в обратном направлениях, а параллельно одному из низкоомных плеч включен стабилитрон, при этом между выходом нуль-органа и источником питания вклю, чей оптрон. Такое построение моста позволяет значительно уменьшить время заряда емкости объекта, защитить нуль-орган и низкоомное уравновешивающее плечо от перенапряжений и больших токов при переходном процессе и коротком замьпсании. На чертеже приведена схема предлагаevioro устройства. Непосредственно мостовыми элементами являются резисторы I и 2 низкоомных плеч и высокоомный резистор 3Объект 4 измерения упрощенно представ лен цепочкой из параллельно включенных резистора и конденсатора, где конденсатор отображает геометричкскую емкость объекта с поляризационными процессами, а резистор определяет сквозной ток, соот ветствующий сопротивлению изоляций поСле заряда емкости, в одну диагональ включен высоковольтный источник 5 питания моста с ограничением тока короткого замыкания. В другую .диагональ включен нуль-торган 6 с высоким входным сопротивлением (например МГ-22Б), питание которого приведено к потенциалу источника 5. Параллельно входу нуль-- органа 6 включены диоды 7, которые совместно со стабилитроном 8 образуют защитно-форсирующую цепь. Защитно-форсирующая; цепь осуществляет автоматическое слежение за величиной заряда емкости -объекта, отключаясь (т.е. запираясь) при достижении послед- ней значения, близкого к номинальному. При коротком замык&нии объекта измерения эта цель остается включенной постоянно, предохраняя нуль-орган от пробоя, а низкоомНое уравновешивающее , плечо- от прохождения . по нему тока короткого замыкания. Н.а выходе нуль-органа 6 включен оптрон 9.. Напряжение источника 5 подается в мост при замыкании ключа 1 Известно, что результат измерения с минимальной погрешностью можно полу чить только после полного заряда емкост объекта. Переходный процесс при этом з висит от постоянной цепи заряда, опреде ляемой величиной емкости объекта и сопротивлением цепи заряда,которая в общем случае определяется суммой внутреннех о сопротивления источника 5 и резистора высокоомного плеча. Изготовить высоковольтный источник с малым внутренним сопротивлением не представляет трудностей, в то время как величину сопротивления высокоомного резистора 3 из сооб ражений обеспечения необходимой чувст вительности выбирают весьма большой (не менее 2ОО МОм, т.е. 2.10 Ом), Не трудно видеть, что при величине емкости объекта, равной 10 Ф (емкость жилы строительной длины .кабеля), постоянная цепи будет равна 20 сек. . В предлагаемом устройстве реализует ся возможность. уменьшения сопротивлен цепи заряда во время переходного проце са созданием вспомогательной цепи с гораздо меньшим сопротивлением (равным сумме внутреннего сопротивления источника питания моста плюс сопротивление двух полупроводниковых переходов стабилитрона и диода, т.е. около 400 Од). Постоянная цепи в этом случае будет равна 4-10 сек. Необходимо отметить, что рассмотренные величины постоянных цепей заряда на практике отличаются друг от друга гораздо меньше. Это происходит из-за того, что мы, не полностью учитываем медленные поляризационные процессы. Для осуществления измерения объекта 4 (например, сопротивление изоляции кабеля) включают в мост и замыканием ключа 10 подают напряжение питания. Заряд емкости объекта 4 происходит по цепи, в, которой присутствуют стабилитрон 8 и один из диодов 7, В начальный момент времени разность потенциалов точек измерительной .диагонали может иметь большое значение, достаточное для пробоя полупроводниковых переходов нуль-органа, Стояшие на входе нуль-органа диоды 7 в этом случае осуществляют зйщиту входа УПТ нульоргана от перенапряжений при включении и отключении источника или объекта измерения. По мере заряда емкости разность потенциалов точек диагонали уменьшается и, достигнув порогового значения, запирает диоды и .стабилитрон. Отметим, что на входе УПТ диоды атунтируют вход последнено, снижая его входное сопротивление до нескольких сот МОм, но это не имеет решающего значения, так как потери ввеличине рабочего сигнала компенсируются запасом коэффициента усиления нуль-органа. После запирания диодов дозаряд емкости до минимального значения происхоходит уже через высокоомный резистор 3, После окончани:я переходного процесса производится балансировка моста путем изменения величины сопротивления низкоомного плеча I. О балансе моста судят по значению полярности выходного сигнала. Использование оптрона позволяет согласовать выход высоковольного моста с низковольтным входом логических схем. Формула изобретения Мост для измерения сопротивления объектов с поляризационными процессами содержаший низкоомные и высокоомные

плечи, нуль-орган, включенный в измерительную диагональ моста, источник питания, . включенный в диагональ питания моста, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него введены стабилитрон, оптрон и два диода, включенные . в измерительную диагональ моста параллельно нуль-органу и соединенные между собой параллельно, полупроводниковые переходы которых включены у одного в прямом- а у другого в обратном направлениях, а параллельно одному из низко(ных Плеч включен стабилитрон, при этом между выходом нуль-органа и источником питания включен оптрон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 536438, кл. GOI R 17/10, О8.О9.75.