Устройство для определения места замыкания на землю в силовой цепи постоянного тока Советский патент 1981 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для определения места замыкания на $ землю в силовых цепях постоянного тока без перерыва питания.

Известно устройство для определения места замыкания на землю в силовой цепи постоянного тока, содержа- fO щее магнитный усилитель с обмотками постоянного тока и измеритель 11.

Недостаток устройства - невозможность его применения для контроля цепей большого тока.U

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее источник большого постоянного тока, выходы которого соединены через соответствующие си- 20 ловые токопроводы с соответствующими входами нагрузки, например электрО7 магнита, два балластных резистора, первые выходы которых соединены с общей шиной, и измеритель состояния 25 изоляции 2.

Недостаток устройства - низкая точность.

Целью изобретения является повышение точности., 3Q

Для достижения указанной цели устройство для определения места замыкания на землю в силовой цепи постоянного тока, содержащее источник большого постоянного тока, выходы которого соединены через соответствующие силовые токопроводы с соответствующими входами нагрузки, например электромагнита , два балластных резистора, первые выводы которых соединены с общей шиной, и измеритель состояния изоляции, снабжено двумя управляемыми биполярными ключами, четырьмя диодами, четырьмя элементами памяти, элементом запрета, тремя реагирующими реле и генератором тактовых импульсов, при этом входы измерителя состояния изоляции попарно уерез соответствующие, встречно включенные, диоды соединены со вторыми выводами соответствующих резисторов и через соответствующие управляемые биполярные ключи - с соответствующими входами нагрузки, выходы измерителя состояния изоляции соединены со входами соответствующих элементов памяти, выходы двух из которых через элемент запрета соединены со входом одного из реагирующий реЛе, а

ыходы двух других элементов памяти оединены с соответствующими управлящими входами элемента запрета и со ходами соответственно двух других еагирующих реле, причем выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управляющими входами управляемых биполярных ключей, измерителя состояния изоляции и элементов памяти.

Кроме того, измеритель состояния изоляции выполнен из четырех парал-, лельных цепей, каждая из которых включает в себя последовательно соединенные блок обнаружения отличия тока утечки от номинальной величины, вход которого соединен с соответствующим входом измерителя состояния изоляции, и ключ, выход которого соединен с соответствующим выходом измерителя состояния изоляции, а управляющий вход - с соответствующим управляющим входом измерителя состояния изоляции.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство Содержит источник 1 большого постоянного тока, силовые токопроводы 2 и 3, нагрузку, например электромагнит 4, балластные резисторы 5 и 6, управляемые биполярные электрические ключи 7 и 8, измеритель 9 состояния, изоляции, включающий в себя блоки 10 - 13 обнаружения отличия токов утечки от номинальной величины и ключи 14 - 17, диоды 18 21, элементы 22 - 25 памяти, элемент 26 запрета, реагирующие реле 27 - 29 и генератор 30 тактовых импульсов.

Устройство работает следу19Щим обраэом.

Первым тактовым/импульсом U открывается ключ 7, подключая балластный резистор 5 к соответствующему зажиму электромагнита 4. Если имеет место заглыкание на землю на участке обмотка электромагнита 4 - токопровод 3, то сигнал через диод 18 поступает в блок 10, если Зс1мыкание на токопроводе 2, то сигнал через диод 19 поступает в блок 11.

Рассмотрим случай обнаружения замыкания на участке, содержащем обмотку возбуждения электромагнита 4 и токойровод 3. В этом случае блок 10 вьвдает сигнал на открытие ключа 14, который создает цепь для прохождения импульса и в элемент 22 памяти состояния изоляции. Вторым тактовым импульсом Oj открывается ключ 8, подключая балластный резистор 6 к соответствующему зажиму электромагнита 4. Если имеет место замыкание на землю на участке обмотка электромагнита 4 - токопровод 2, то сигнал , через диод 20 поступает в блок 12, если замыкание на токопроводе 3, то сигнал через диод 21 поступает в блок . Пусть имеет место работа

блока 12. Срабатывание блока 12 указывает на наличие замыкания на участке обмотка электромагнита 4 - токопровод 2, но из предыдущего измерительного такта известно, что предполагае1уоьам местом замыкания на землю указан отрезок цепи обмотка электромагнита 4 - токопровод 3. Анализ этих двух измерений показывает, что замыкание произошло в общей зоне работы блоков 10 и 12, а именно в обмотке электромагнита 4. Этот анализ выполняется устройством следующим образом. Блок 12 открывает ключ 16, который создает цепь для прохождения импульса и в элемент 23 памяти состояния изоляции. Далее тактовый импульс Uj подается на выходы управления элементов 22 - 25 памяти. Элементы 22 и 23 содержат информацию о нарушении изоляции. Импульсом U информация из элементов 22 и 23 выводится и через открытый элемент 26 поступает на реагирующее реле 27 в виде напряжения срабатывания.

Теперь допустим, что во втором измерительном такте имело место срабатывание блока 13, что указьшает на наличие замыкания на токопроводе 3. В этом случае блок 13 открывает ключ 17, который создает цепь для прохождения импульса U, в элемент 25 памяти состояния изоляции. Б момент поступления импульса Ug сигнал, снимаемый с блока 22,будет блокирован блоком 25 путем воздействия последнего на элемент 26. В этом случае имеет место только срабатывание реле 29, указывающее на наличие Зс1мыкания на землю на токопроводе 3.

Аналогичным образом может быть, рассмотрен и случай за вакания на землю на токопроводе 2, что соответствует срабатыванию блока 11 в первом такте и блока 12 во втором такте. При этом результаты замеров заносятся соответственно в блоки 24 и 23 памяти. В момент поступления импульса Uj сигнал, снимаемый с блока 23, блокируется блоком 24 путем воздействия последнего на элемент 26. В этом случае имеет место только срабатывание реле 28, указывающее на наличие замыкания на землю на токопроводе 2.

Устройство обеспечивает определение места замыкания на землю и при токах питания, достиггиощих десятков килоампер, что существенно для ряда применений, в частности для электромагнитов больших пузырьковых камер, обмотки возбуждения которых, как правило, находятся в атмосфере инертного газа и недоступны для обычных способов контроля изоляции.

Преяложенное устройство не имеет так называемых мертвых зон контроля ,что достигается за счет взаимного перекрытия рабочих зон блоков 10 и 12. При этом чувствительность блоков 11 и 13 выбирается существенно большей (например на порядок) по сравнению с чувствительностью блоков 10 и 12. Надежность устройства может быть повшиена за счёт увеличения времени контроля по отношению ко времени вспомогательного (третьего) такта. Последнее достигается путем выполнения генератора тактовых импульсов 30 в виде генератора с периодически изменяемой длительностью тактовых импульсов. Формула изобретения 1. Устройство для определения места Зс1мыкания на землю в силовой цепи постоянного тока, содержащее источник большого постоянного тока, вы ходы которого соединены через соответствующие силовые токопроводы с со ответствующими входами нагрузки, например электромагнита, два балластных резистора, первые выводы которых соединены с общей шиной, и измеритель состояния изоляции, о т л и ч а ю- щ е е с.я тем, что, с целью повыше ния точности,оно снабжено двумя управляемыми биполярнытли ключами, четырьмя диодами, четырьмя элементами памяти, элементом запрета, тремя реа гирующими реле и генератором тактовы импульсов, при этом входы измерител состояния изоляции попарно через со ответствующие, встречно включенные, диоды соединены со вторыми выводами соответствующих балластных резистор и через соответствующие управляемые биполярные ключи - с соответствующими входами нагрузки,выходы измерителя состояния изоляции соединены со входами соответствующих элементов памяти, выходы двух из которых через элемент запрета соединены со входом одного из реагирующих реле, а выходы двух других элементов памяти соединены с соответствукяцими управляющими входс1ми элемента запрета и со входами соответственно двух других реагирующих реле, причем выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управляющими входами управляемых биполярных ключей, измерителя состояния изоляции и элементов памяти. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес я тем, что, измеритель состояния изоляции выполнен из четырех параллельных цепей, каждая из которых включает в себя последовательно соединенные блок обнаружеу ния отличия тока утечки от номинальной величины, вход которого соединен с соответствукицим входом измерителя состояния изоляции, и ключ, выход которого соединен с соответствующим выходом измерителя состояния изоляции, а управляющий вход - с соответствующим управляющим входом измерителя состояния изоляции. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 112820, кл. G 01 R 31/08, 1956. 2.Авторское свидетельство СССР № 173315, кл. G 01 R 31/08, 1961 (прототип).