Устройство для измерения сопротивленияизОляции элЕКТРичЕСКиХ СЕТЕй пОСТО-яННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК G01R27/18 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к контролю состояния сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под рабочим напряжением.

Известно устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока, содержащее уравновешенный мост постоянного тока, образованный сопротивлениями изоляции и компенсационным резистором, переключатель, источник оперативного постоянного тока, датчик тока, измеритель напряжения, вход которого непосредственно связан с датчиком тока, а через переключатель - с корпусом, контролируемым объектом, источником оперативного тока и датчиком тока, а выход - с индикатором 1.

Недостатком известного устройства является то, что при проведении непрерывных или многократных измерений будет иметь место частое периодическое уменьшение сопротивления изоляции полюса и всей сети относительно корпуса. С одной стороны это вызывает возникновение переходных процессов в сети и, естественно, возрастание количества и уровня помех, с другой стороны происходит интенсивный расход моторесурса устройства.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока, содержащее мост, два плеча которого образованы сопротивлениями изоляции каждого полюса относительно корпуса, а два других - переменными резисторами, последовательно соединенные индикатор, переключатель и источник напряжения постоянного тока, а также дифференцирующий элемент, инвертор, пороговый элемент, элемент задержки,

ключ, элемент ИЛИ и два канала, каждый из которых состоит из ключа, элемента ИЛИ, триггера и элемента задержки 2.

Недостаток прототипа заключается в том, что частое возникновение переходных процессов и увеличение количества помех в сети, вызываемых процессом измерения, ведет к ухудшению работы спецпотребителей электроэнергии, требует улучшения помехозащищенности электронных схем и снижает

помехозащищенность объектов, на которых расположена сеть. Кроме того, частое искусственное понижение сопротивления изоляции сети ухудшает электробезопасность обслуживающего персонала, так как повыщает вероятность поражения током человека, коснувшегося другого полюса сети в момент шунтирования сопротивления изоляции выбранного полюса. Целью изобретения является повышение

электробезопасности при измерении, уменьшение количества и уровня помех, вносимых в контролируемую сеть измерительным устройством.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, содержащее мост, два плеча которого образованы сопротивлениями изоляции каждого полюса сети относительно корпуса, а два других - плечами потенциометра, датчик тока, источник оперативного напряження, два ключа, пороговый элемент, элемент ИЛИ, переключатель, первый выход которого подключен к корпусу, а вход - к первому входу измерителя напряжения, к выходу которого подключен индикатор, дифференцирующий блок, выход которого соединен со входом инвертора полярности. блок управления, четыре выхода которого подключены к управляемым входам двух ключей, переключателя и к среднему выводу потенциометра, введены второй дифференцирующий блок, второй пороговый элемент, элемент И, таймер, причем к среднему выводу потенциометра подключены второй выход переключателя и вход датчика тока, выход которого соединен со вторым входом измерителя напряжения и с первым выходом источника оперативного напряжения, второй выход которого через первый ключ соединен с первым выходом переключателя, выход инвертора полярности соединен со входом первого порогового элемента, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход элемента И соединен с выходом второго порогового элемента, вход которого соединен с выходом второго дифференцирующего блока, вход последнего подключен к верщине моста, образованной первым плечом потенциометра и сопротивлением изоляции первого полюса сети относительно корпуса, вход первого дчфференцирующего блока подключен к вершине моста, образованной вторым плечом потенциометра и сопротивлением изоляции второго полюса сети относительно корпуса, выход элемента И соединен с входом второго ключа, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом блока управления, а второй вход - с выходом таймера, два входа которого соединены с пятым и шестым выходами блока управления. На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока. Устройство содержит потенциометр 1, датчик тока 2, измеритель напряжения 3, индикатор 4, источник оперативного напряжения 5, ключ 6, переключатель 7, дифференцирующие блоки 8, 9, инвертор полярности 10, пороговые элементы II и 12, логический элемент И 13, блок управления 14,

таймер 15, логический элемент ИЛИ 16 и ключ 17.

Работа происходит следующим образом.

После подключения устройства к контролируемой сети с помощью блока управления 14 ключ 6 и переключатель 7 устанавливаются в полол ение, обеснечивающее включение в диагональ моста, образованного плечами потенциометра 1 и сопротивлениями изоляции полюсов сети относительно корпуса, измерителя напряжения 3. Затем изменением величин плеч потенциометра 1 с помощью блока управления 14 производится балансировка моста до уравнивания величин напряжения в вершинах моста, образованных общей точкой плеч потенциометра 1 и корпусом. После этого по сигналу с блока управления 14 на управляемые входы ключа 6 и переключателя 7 в указанную диагональ моста вместо измерителя нанряжения 3 подключается источник оперативного напряжения 5, а измеритель напряжения 3 подключается к выходу датчика тока 2. Величина падения напряжения на датчике тока 2 от тока источника оперативного напряжения 5 однозначно связана с величиной сопротивления изоляции сети, которая и индицируется на индикаторе 4. Одновременно и после измерения величины напряжений на полюсах сети дифференцируются блоками 8 и 9. Однако на этапе балансировки моста и измерения выход элемента И 13 с помощью ключа 17 отключен от входа блока управления 14, и поэтому никакой информации от совместной работы дифференцирующих блоков 8 и 9 на вход блока управления 14 не поступает. После завершения измерения по сигналу от блока управления 14 замыкается ключ 17 и запускается таймер 15. Начинается режим слелсения за неизменностью состояния сопротивления изоляции полюсов сети. Если напряжепие на полюсах сети остается неизменным или меняется одновременно в одну сторону (например, одновременно повышается либо понижается), это значит, что величины сопротивлений изоляции полюсов остаются неизменными, так как изменение напряжения вызвано либо изменением нагрузки либо какими-то другими причинами, не связанными с состоянием изоляции. В этом случае проводить следующее очередное измерение не имеет смысла и можно пользоваться результатом предшествующего измерения, Если же дифференцирующие блоки 8 и 9 зафиксируют изменение напряжения на полюсах сети и установят, что это изменение происходит в разных направлениях (на одном полюсе напряжение повышается, а на другом понижается по отношению к корпусу), то разнополярные сигналы с выходом блоков 8 и 9 с помощью инвертора полярности 10 делаются однополярными и вызывают срабатывание обоих пороговых элементов 11 и 12, а с выхода элемента И 13 поступает сигнал на блок управления 14 на проведение очередного измерения.

Только в одном единственном случае, когда одновременно уменьшаются или увеличиваются сопротивления изоляции обоих полюсов сети относительно корпуса на одну и ту же величину, изменения напряжений на полюсах сети не происходит.

Это маловероятный случай, однако, чтобы исключить даже его пропуск, а также исключить случай нереагирования на чрезвычайно медленное изменение величины сопротивления изоляции, при котором скорость изменения напряжения на полюсах сети будет крайне незначительной, предусмотрен после каждого очередного измерения запуск таймера 15, который выдает в блок управления 14 сигнал истечения времени максимальной паузы между измерениями.

Если же за время паузы, определяемой таймером 15, на блок управления 14 поступит сигнал элемента И 13 о необходимости внеочередного измерения, по сигналу с блока управления 14 таймер 15 возвращается в исходное состояние и будет запущен вновь только после этого измерения.

Таким образом обеспечивается резкое уменьшение количества измерений и, как следствие, возмущающих воздействий в контролируемой сети от измерительных устройств.

Формула изобретения

Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, содержащее мост, два плеча которого образованы сопротивлениями изоляции каждого полюса сети относительно корпуса, а два других - плечами потенциометра, датчик тока, источник оперативного напряжения, два ключа, пороговый элемент, элемент ИЛИ, переключатель, первый выход которого подключен к корпусу, а вход - к

первому входу измерителя напряжения, к выходу которого подключен индикатор, дифференцирующий блок, выход которого соединен со входом инвертора полярности, блок управления, четыре выхода которого подключены к управляемым входам двух ключей, переключателя и к среднему выводу потенциометра, отличающееся тем, что, с целью повышения электробезопасности при измерении, введены второй дифференцирующий блок, второй пороговый элемент, элемент И, таймер, причем к среднему выводу потенциометра подключены второй выход переключателя и вход датчика тока, выход которого соединен со вторым входом измерителя напряжения и с первым выходом источника оперативного напряжения, второй выход которого через первый ключ соединен с первым выходом переключателя, выход инвертора полярности соединен со входом первого порогового элемента, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, вход которого соединен с выходом второго дифференцирующего блока, вход которого подключен к вершине моста, образованной первым плечом потенциометра и сопротивлением изоляции первого полюса сети относительно корпуса, вход первого дифференцирующего блока подключен к вершине моста, образованной вторым плечом потенциометра и сопротивлением изоляции второго полюса сети относительно корпуса, выход элемента И соединен с входом второго ключа, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом блока управления, а второй вход - с выходом таймера, два входа которого соединены с пятым я шестым выходами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 468193, кл. G 01R 27/18, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 606143, кл. G 01R 27/18, 1975 (прототип).