Устройство для контроля сопротивления заземлителя Советский патент 1982 года по МПК G01R27/20 

I

Изобретение относится к устройст|Вам контроля величины сопротивления заземляющих устройств и может быть использовано в электротехнике.

Известны устройства для измерения сопротивления заземлений, где в измерительной схеме используются дополнительные электрбды-заземлители D1 .

Однако в известных устройствах наличие вспомогательных электродов, при контроле сопротивления заземляющих устройств, приводит к снижению оперативности измерения и затрат-ам труда при заглублении вспомогательных электродов как при периодическом, так и при постбянном контроле. Кроме того, дополнительные электроды вносят погрешность в измерение.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для измерения сопротивления заземлений, содержащее источник питания, подключенный через диод к неподвижным пластинам переменного конденсатора, подвижные пластины которого через электромеханический коммутатор соединены с используемым заземлителем, и измерительный прибор 21. Недостатками известного технологического решения являются низкая надежность работы, значительные габариты и энергозатраты устройства вызванные следующими причинами: а) необходим источник статического электричества значительной мощности и емкости для выполнения измерения с достаточной скоростью; б) электромеханический коммутатор обладает переходным сопротивлением контактов, которое к тому же не является однозначным в каждый момент времени, так как эти контакты скользяЦие и подтверждены загрязнению,коммутатор необходимо вращать со строго постоянной угловой скоростью, для чего требуется высокостабильный электропривод; в) для нормальной работы устройства требуется конденсатор емкоетью в несколько десятков микрофарад, а для достижения такой емкости переменным конденсатором требуется накопительное устройство чрезвычайно больших габаритов, примем, конденсатор с подвижными пластинами имеет.низкую надежность и стабильность параметров.

Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение энергетических .затрат устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля сопротивления заземлителя, содержащее источник питания, первый полюс которого соединен через последовательно включенные диод, конденсатор и коммутатор с вторым полюсом источника питания и с входным зажимом устройства для подключения контролируемого сопро тивления, измерительный прибор, введены стабилизированный генератор двухполярных импульсов, усилитель, инвертор, импульсный трансформатор, формирователь сигнала, управляемый ключ, второй диод, ограничительный, корректировочный калибровочный резисторы, причем вход стабилизированного генератора двухполярных импульсов подключен через коммутатор к второму полюсу источника питания, а выход через последовательно соединенные ограничительный резистор и инвертор - к управляющему входу управляемого ключа, вход которого соединен через первичную обмотку импульсного трансформатор с конденсатором, а через последовательно соединенные усилитель, второй диод и корректирующий резистор - с выходом стаби.лизированного генератора двухполярных импульсов, выход управляемого ключа соединен через калибровочный резистор с входным зажимом устройства, к вторичной обмотке импульсного трансформатора через формирователь сигнала подключен измерительный прибор.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений.

Устройство для контроля сопротивления заземлителя (фиг. 1) содержит источник 1 питания, конденсатор 2, импульсный трансформатор 3, стабилизированный генератор k даухполярных импульсов, усилитель 5,инвертор 6, управляемый ключ 7, коммутатор 8, корректирующий резистор 9, ограничительный резистор 10, калибровочный резнстор 11, первый и второй ди(;ды 12 и 13, измерительный прибор , формирователь 15 сигнала, измеряемый заземлитель (Ri) 1б.

Устройство работает следующим образом.

От источника 1 питания через коммутатор 8 кратковременно подают питание на конденсатор 2, заряжая его за период времени t, (фиг. 2J.Затем подают питание на стабилизированный генератор 4 двухполярных импульсов. В период времени t(t(, ) генератор k вырабатывает импульс отрицательной полярности, который запирает диод 13, а через инвертор 6 открывает управляемый ключ 7 и через него происходит разряд конденсатора 2 на заземлитель 1б. Диод 12 при этом заперт и отделяет конденсатор 2 от ис;точника 1 питания. При последущих импульсах в период времени t,(tg и т.д. (фиг. 2) происходит заряд конденсатора 2 через открывшийся диод 13 и усилитель 5. В период t происходит новый заряд конденсатора 2, и далее весь процесс периодически повторяется. Ключ 7 при заряде конденсатора 2 закрывается импульсом, подаваемым через инвертор 6 от стабилизированного генератора k двухполярных импульсов. При R ;| О конденсатор 2 разряжается полностью. При сопротивлении заземлителя 16, отличном от нуля, например R g (фиг. 2),конденсатор 2 за период времени t,(t и т.д.) не успевает разрядиться полностью в связи с увеличением постоянной времени разряда, прямо пропорциональной величине сопротивления заземлителя 16, и на конденсаторе 2 остается остаточный заряд . , также пропорциональной величине Rj,-2. . При следующем положительном импульсе геЫератора k в период времени tx(t5 и т.д.) происходит дозаряд конденсатора 2 через открывшийся диод 13 и усилитель 5 на величину предыдущего |разряда Vg, за период и т.д.). Управляемый ключ 7 при дозаряде конденсатора 2 закрыт.

Те же процессы происходят и при больших сопротивления заземлителя 1б R, и Ji ,. . .При увеличении R , постоянная времени разряда конденсатора 2 растет, всвязи с чем остато чный заряд на конденсаторе 2 (V,, и чц 1 увеличивается, а величина дозарядл (Vu,| и уменьшается. Так как последовательно с конденсатором 2 включена первичная обмотка импульсного трансформатора 3, то при циклах заряд-разряэ конденсатора 2 ток в обмотке периодически изменяет свое направление, в результате чего во вторичной обмотке импульсного трансформатора 3 наводится ЭДС 5 (фиг.2), амплитуда которой прямо пропорциональна величине дозаряда Vj конденсатора 2 и обратно пропорциональна величине сопротивления R, заземлителя 1б. Вторичная обмотка им пульсного трансформатора 3 подключена к формирователю 15 сигнала, выдающего сигнал на измерительный прибор Tt. В конце цикла измерения коммутатор 8 отключает источник питания и подключает конденсатор 2 к за землителю 16, на который он пол ностью разряжается, что необходимо в целях техники безопасност На этом измерение сопротивления заземлителя 16 заканчивается. Изобретение позволяет значительно повысить надежность измерения сопротивления эаземлителя, уменьшить энер гозатраты устройства. Формула изобретения Устройство для контроля сопротивления заземлителя, содержащее источник питания, первый полюс которого соединен через последовательно включенные диод, конденсатор и коммутатор с вторым полюсом источника питания и с входным зажимом устройсгвп для подключения контролируемого сопротивления, измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения энергетических затрат устройства, в него введены стабилизированный генератор двухполярных импульсов, усилитель, инвертор, импульсный трансформатор, формирователь сигнала, управляемый ключ,второй диод,ограничительный, корректировочный и калибровочный ре-зисторы, причем вход стабилизированного генератора двухполярных импульсов подключен через коммутатор к второму полюсу источника питания, а выход через последовательно соединенные ограничительный резистор и инвертор - к управляющему входу управляемого ключа, вход которого соединен через первичную обмотку импульсного трансформатора с конденсатором, а через последовательно соединенные усилитель,второй диод и корректирующий резистор с выходом стабилизированного генератора двухполярных импульсов, выход управляемого ключа соединен через калибровочный резистор с входным зажимом устройства, к вторичной обмотке импульсного трансформатора через формирователь сигнала подключен измеритель 1ый. прибор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под. ред. Федорова А.А. и Сербиновского.Г.., Энергия, 1973 кн. 1, с. 236. 2.Авторское свидетельство СССР № 289368, кл. G 01 R 27/20, 19б9 (прототип).. tr z

«12

Q

iLJ.

Li4

Лзз