Устройство для контроля сопротивления изоляции Советский патент 1982 года по МПК G01R31/02 

(5) УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля снижв ния сопротивления изоляции относительно допустимой нормы.

Известно устройство для контроля сопротивления изоляции, содержащее задатчик испытательного напряжения и нуль-орган 1. .

Известному устройству присуща низкая достоверность контроля, обусловленная недостаточной помехозащищенностью.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля сопротивления изоляции, содержащее усилитель, нуль-орган и источник испытательного напряжения 2.

Этому устройству также присуща низкая достоверность контроля, обусловленная тем, что контроль произво-i дится непрерывно во времени, и поэтому помехоустойчивость устр ойства недостаточна. В составе устройства

изоляции

отсутствуют элементы, фильтрующие помехи по цепи источника испытательного напряжения. На точность измерения оказывает влияние емкость линии связи объекта контроля с устройством. Кроме того, точность измерения снижается из-за дрейфа опорного напряжения нуль-органа и выходного напряжения усилителя, а отсутствие элементов защиты устройства при замыкании

10 его измерительных выходов приводит к выходу его из строя и ложному результату контроля.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов контроля.

15

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля сопротивления изоляции, содержащее усилитель, нуль-орган, источник испытательного напряжения, соединенный

X первым выводом с общей шиной устройства, вторым выводом - с первым выходом устройства, введены первый, второй и третий диоды, первый, второи,.третий, четвертый и пятый резисторы, источник опорного напряжения, конденсатор, первый, второй и третий D-триггеры, формирователь импульсов, генератор импульсов, эле мент И и задатчик времени запуска, соединенный выходом с первым входом элемента И, соединенного вторым входом с выходом формирователя импульсов и с первым выходом устройства, выходом - с С-входом первого D-триггера, R-вход которого соедине с инверсным выходом второго D-триггера, с С-входом третьего О-триггера и с входом формирователя импульсов, прямой выход - с О-входом второго О-триггера, соединенного С-входом с выходом генератора импульсов, пря мым выходом через первый диод и источник опорного напряжения - с об шиной устройства, через первый резистор и второй диод - с первым выводом второго резистора и с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым вы водом источника испытательного напр жения и первым выводом третьего резистора, соединенного вторым выводом через четвертый резистор с общей шиной устройства, непосредствен но с первым входом нуль-органа, сое диненного выходом с О-входом третье го О-триггера, вторым входом через пятый резистор - с общей шиной устройства, через третий диод - с выходом усилителя, соединенного вхо дом с первым выводом второго резистора, соединенного вторым выводом с третьим выходом устройства, четвертый выход которого соединен с пр мым выходом третьего О-триггера, R - вход которого соединен с входом устройства. На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 временная диаграмма его работы. Устройство содержит задатчик 1 запуска времени, элемент И 2, генератор 3 импульсов, первый k и второ 5 0-триггеры, первый диод 6, источник 7 опорного напряжения, первый резистор 8, второй диод 9, источник 10 опорного напряжения, конденсатор 11, второй резистор 12 , второй 13 и третий Il выходы, усилитель 15, третий диод 16, пятый 17, третий 18 и четвертый 19 резисторы, нуль-орга 20, третий 0-триггер 21, формирователь 22 импульсов, первый 23 и чет24вертый 2Ц выходы, вход 25, контролируемое сопротивление 26 изоляций. Устройство работает следующим образом. Задатчик 1 вырабатывает импульс запуска (фиг. 2а), длительность которого определяется программой и условиями работы. Если уровень помех низкий, то задатмик 1 вырабатывает импульс длительностью меньше периода частоты генератора 3 (фиг. 26, сплошная линия), а если уровень помех высокий, то задатчик 1 вырабатывает импульс длительностью больше частоты генератора 3 (фиг. 26, штриховая линия). Выход формирователя 22 в отсутствие импульсов окончания контроля находится в состоянии логической 1, поэтому элемент 2 разрешает прохождение импульса запуска на тактовый вход триггера k, и передним фронтом этого импульса три1- гер устанавливается в состояние логической 1. С приходом на тактовый вход триггера 5 переднего фронта импульса от генератора 3 (фиг. 2а) состояние логической 1 триггера 4 записывается в триггер 5, а триггер k устанавливается в состояние логического О. После прихода переднего фронта второго импульса от генератора 3 триггер 5 переходит в состояние лог 1ческого О. Таким образом, на прямом выходе триггера 5 формируется импульс, длительность которого равна периоду импульсов генератора 3 (фиг. 2в). Если длительность импульса запуска с задатчика 1 больше периода импульсов генератора 3, то по окончании контроля формирователь 22, вырабатывающий отрицательный импульс (фиг. 2е), производит повторный запуск устройства контроля сопротивления изоляции, а если длительность импульса запуска с задатчика меньше периода импульсов генератора 3, то повторный запуск не происходит. Цикл контроля начинается с появления на прямом выходе триггера 5 импульса (фиг. 2в), который запирает диод 9, а конденсатор 11 измерительной цепи, предварительно заряженный до напряжения близкого к испытательному по цепи источник 10 - конденсатор П - диод 9 - резистор 8 - прямой выход триггера 5 - общая точка, начинает перезаряжаться через резистор 12 и контролируемое сопротивление 26 изоляции. При этом потенциал входа усилителя 15 начинает расти по абсолютной величине относительно общей точки, напряжение с выхода усилителя 15 (фиг. 2г) через диод 1 подается на сигнальный вход нульоргана 20, причем этот вход через резистор 17 соединен с общей точкой Диод 6 и источник опорного напряжения 7 обеспечивает защиту выхода триггера 5 при замыкании между вторым и третьим выходами устройства, например при пробое изоляции. При этом ток от источника 10 шунтируетс на обилую шину черед диод 6 и резистор 8, ограничивающий вместе с рези тором 12 ток замыкания. Источник 7 обеспечивает закрывание диода 6 для положительных напряжений, соответствующих уровню логической I и по ступающих с выхода триггера 5. Величина емкости конденсатора 11 выбирается больше, чем величина емкости линии связи с контролируемым сопротивлением 2б изоляции, что обеспечивает компенсацию ее влияния на точность измерения. Конденсатор 11 обеспечивает такж фильтрацию помех промышленной часто ты на выходах 1 и 24 устройства в том случае, если длительность им пульса на выходе триггера 5 кратна периоду помехи, так как суммарное интегральное изменение синусоидального напряжения на конденсаторе 11 за один или несколько полных периодо равно 0. Цепочка диод 16 - терморезистор 17 обеспечивает температурную компен сацию и сдвиг начального уровня измерительного сигнала с выхода усилителя 15 к нулевому уровню. Если в пределах интервала времени контроля, который определяется длительностью импульса на выходе триггера 5, напряжение на сигнальном входе нуль-органа 20 превышает напря жение UOP. 43 его опорном входе (фиг..2г), которое задано делителем испытательного напряжения на резисторах 18 и 19, то нуль-орган срабатывает (фиг. 2д), в противном случае нуль-орган 20 остается в состоянии логического О. Делитель напряжения на резисторах 18. и 19 соединен с выходом источника испытательного напря жения, поэтому при дрейфе испытатель ного напряжения меняется величина опорного напряжения, что и повышает точность измерения. Задним фронтом импульса с инверсного выхода триггера 5 производится запись состояния нуль-органа 20 в триггер 21 и запуск формирователя 22, который формирует короткий отрицательный импульс окончания контроля. Этот импульс поступает на второй вход элемента 2 и при длительности сигнала запуска .на первом входе элемента 2, превышающей период импульсов генератора 3 задний фронт формирователя 22 производит повторный запуск устройства. Информация о результате контроля сопротивления считывается с прямого выхода триггера 21 после появления сигнала окончания контроля. При этом на выходе триггера 21 состоянию логический О соответствует нора состоянию логической 1 нормы сопротивления изоляции. Таким образом, введение элементов 11, 18 и 19 позволяет повысить точность измерения за счет устранения влияния емкости линии связи с объемом контроля и влияния окружающих условий соответственно, что повышает достоверность результата контроля. Введение элемента 11 при соответствующем подборе частоты и фазы генератора 3 позволяет скомпенсировать влияние синусоидальной помехи, а введение элементов 1-5 позволяет ввести кратковременный контроль в течение длительности короткого измерительного импульса, что устраняет влияние случайных помех и повышает достоверность контроля. Введение элементов 6, 7, 8 и 12 обеспечивает защиту управляющих цепей устройства от замыкания его, что обеспечивает контроль сопротивления изоляции на исправно работающем устройстве и, следовательно, повышает достоверность контроля. Формула изобретения Устройство для контроля сопротивения изоляции, содержащее нуль-орган, усилитель, источник испытателього напряжения, соединенный первым выводом с общей шиной устройства, торым выводом - с первым выходом стройства, отличающееся ем, что, с целью повышения достоерности результатов контроля, в стройство введены первый, второй / и третий диоды, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, источник опорного напряжения, конденсатор, первый, второй и третий 0-триггеры, формирователь импульсов генератор импульсов, элемент И и задатчик времени запуска, соединённый выходом с первым входом элемента И, соединенного вторым входом с выходом формирователя импульсов и с первым выходом устройства, выходом с С-входом первого 0-триггера, R-вхо которого соединен с инверсным выходом второго D-триггера, с С-входом третьего D-триггера и с входом формирователя импульсов, прямой выход - с 0-входом второго D-триггера, соединенного С-входом с выходом гене ратора импульсов, прямым выходом через первый диод и источник опорного напряжения - с общей шиной устройства, через первый резистор и второй диод - с первым выводом второго резистора и с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым выводом источника 2 испытательного напряжения и первым, выводом третьего резистора, соединенного вторым выводом через четвертый резистор с общей шиной устройства, непосредственно - с первым входом нуль-органа, соединенного выходом с D-входом третьего О-триггера, вторым входом через пятый резистор с общей шиной устройства, через третий диод-с выходом усилителя, соединенного входом с первым выводом второго резистора, соединенного вторым выводом с третьим выходом устройства, четвертый выход которого соединен с прямым выходом третьего О-триггера, R-вход которого соединен с входом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Илюкович A.M. Измерение больших сопротивлений. М., Энергия, 1971, с. 57. 2.Авторское свидетельство СССР tj ij86276, кл. G 01 R 17/10, 1975 (прототип).