Устройство для измерения тока утечки Советский патент 1982 года по МПК G01R31/02 B60L3/02 

(St) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА УТЕЧКИ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения тока утечки изоляции высоковольтного электрооборудования электрического транспорта, в частности троллейбуса.

Известны устройства для измерения тока утечки, содержащие входной генератор тока, выполненный на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, переход эмиттер-база которого через диод присоединен ко входу устройства, импульсный трансформатор, один вывод первичной обмотки которого соединен с коллектором транзистора, один вывод вторичной обмотки через конденсатор присоединен к эмиттеру транзистора, а другой ее вывод подключен к базе транзистора и другому выводу первичной обмотки, и блок индикации, выполненный в виде измерительного прибора, вход которого связан с вторичНОЙ обмоткой ияпульсного трансформатора l .

Известное устройство имеет недостаточный диапазон измерений тока утечки, ограниченный снизу нелинейностью вольтамперных характеристик последовательно включенных диода и перехода рмиттер-база транзистора, а сверху - максимально допустимым ГОКОМ через диод и переход эмиттерг

10 5аза транзистора, и недостаточную надежность, обусловленную отсутствием защиты устройства от возможных пробоев изоляции в контролируе- ых цепях.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений тока утечки и повыШение надежности устройства.

Поставленная цлеь достигается тем

20 что в устройстве для измерения тока утечки, содержащем входной генератор тока и связанный с его выходом блок индикации, дополнительно введены коммутатор, связанным своим входом с входом устройства и имеющий два выхода, блок защиты, AEia входа которого раздельно соединены с выходами KOMMj/татора, а выход присоединен к входу входного генератора то ка, управляемый генератор тока, источник опорного напряжения и блок сравнения, причем один вход блока сравнения, выход управ1Ляемого генератора тока и выход блока индикации присоединены к выходу входного генератора тока, другой вход блока сравнения и вход управляемого генератора тока раздельно соединены С двумя выхода ми источника опорного напряжения, а выход блока сравнения связан с входом блока индикации. Коммутатор может быть выполнен в виде подпружиненного переключающего контакта, общий вывод которого электрически .соединен с щупом, а выводы замыкающего и размыкающего контактов присоединены к выходам коммутатора. Блок защиты может быть выполнен в виде цепочки из двух резисторов, соединенных последовательно, конденсатора и стабилитрона, в которой оди вывод цепочки связан с первым входом блока защиты, другой ее вывод присоединен к его выходу и катоду стабилитрона, объединенные выводы резисторов цепочки соединены с вторым входом блока защиты и первой обкладкой конденсатора, а анод стабилитрона и вторая обкладка конденсатора присоединены к общей шине блока защиты. Управляющий генератор тока может быт( выполнен на транзисторе, цепочке из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов стабилитрона, включенном параллельно переменному резистору, и резисторе, включенном в цепь эмиттера транзистору, база которого присоединена к выводу подвижного контакта перемен ного резистора, вывод постоянного резистора связан с входом управляемо го генератора TOKSJ колллектор транзистора присоединен к его выходу, анод стабилитрона и вывод резистора, включенного в цепь эмиттера транзистора , связаны с общей шиной управляемого енератора тока. На фиг. 1 изображена блок схема предлагаемого устройства; на фиг.2 Тфинципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит ( фиг.1i коммутатор 1, вход которого соединен с входом устройства, блок 2 защиты, два входа которого раздельно присоединены к двум выходам коммутатора 1, входной генератор 3 тока, связанный своим входом с выходом блока 2 защиты, блок сравнения, блок 5 индикации, управляемый генератор 6 тока и источник 7 опорного напрян ения. Вы ход входного генератора 3 тока соединен с выходом блока 5 индикации, с одним извходов блока k сравнения и выходом управляемого генератора 6 тока, другой вход блока k сравнения и вход управляемого генератора 6 тока раздельно присоединены к двум выходам источника 7 опорного напряжения, а выход блока Ц сравнения подключен к входу блока 5 индикации. Устройство имеет также вспомогательный блок 8 контроля, связанный своим входом с входом устройства. Коммутато|э 1 представляет собой подпружиненный переключающий контакт, общий вывод которого электрически связан с щупом. Переключение контакта осуществляется вручную или прижатием щупа к Контролируемому. объекту. Выводы замыкающего и размыкающего контактов коммутатора 1 подключены к двум входам блока 2 защиты. Блок 2защиты содержит сФиг.2, цепочку из последовательно соединенных резистора 9 и резистора 10, конденсатора П одна обкладка которого соединена с объединяющими выводами резистора 9 и резистора 10, а другая подключена к общей шине, и стабилитрона 12, анод которого соединен с общей шиной, а катод подключен к другому выводу резистора 10, причем другой вывод резистора 9 связан с первым входом блока 2 защиты, объединенные выводы резистора 9 и резистора 10 соединены с вторым его входом, а другой вывод резистора 10 подключен к выходу блока 2 защиты. Конденсатор 11 предназначен для шунтирования переменной составляющей, содержащейся в измеряемом токе утечки, а стабилитрон 12 не допускает возрастания напряжения на входе последующих элементов устройства выше допустимого уровня. Входной генератор 3 тока выполнен на транзисторе 13 включенном по схеме с общей базой, причем эмиттер транзистора 13 .через резистор 14 связан с входом входного генератора 3 тока, а коллектор соединен с его-выходом. Блок сравнения содержит диод 1 анод которого соединен с одним sxo дом блока t сравнения, времязадающу цепочку из конденсатора 16 и соединенных параллельно резистора 17 и диода 18, переключатель на транзисторах 19 и 20, резисторы 21 и 22, включенные В цепь переключателя. Че рез резистор 21, вывод которого образует другой вход блока 4 сравнени поступает опорное напряжения с одно го из выходов источника 7 опорного напряжения, а резистор 22 является нагрузкой переключателя и связан с выходом блока k сравнения. Выход бл ка 4 сравнения подключен к входу бл ка 5 индикации, выполненному в виде управляемого ключа на транзисторе 23, база которого соединена с одним у из входов блока 5 индикации, сигнал :ной лампочки 2k, включенной в цепь коллектора транзистора 23 и диода 2 Катод диода 25 подключен к коллекто ру транзистора 23, а его анод связа с выходом блока 5 индикации. Управляемый генератор 6 тока выполнен на транзисторе 26, цепочке из последовательно соединенным постоянного резистора 27 и переменного резистора 28, шунтированного стабилитроном 29, и резисторе 301 включенном в цепь эмиттера транзистора 26, причем вывод резистора 27 подключен к входу управляемого генератора 6 ток коллектор транзистора 26 связан с его выходом, а база транзистора 26 присоединена к выводу подвижного ко такта переменного резистора 28. Регулятор переменного резистора 28 выведен на лицевую панель устрой ства и имеет шкалу, градуированную в миллиамперах. Блок 8 контроля выполнен в виде последовательно соединенных защитно го диода 31, катод которого соединен с входом блока 8 контроля, резистора 32, и кнопки 33.. В источнике 7 опорного напряжения имеются от воды от источника питания (набора гальванических батарей)для формирования опорных напряжений и напряжений питания устройства и кнопка 3 включения устройства. 766 Устройство работает следующим об- . разом. 8 исходном состоянии входное сопротивление устройства велико (последовательно включены резисторы 9, 10 и Н). В момент прикосновения щупом к контролируемой цепи, например к корпусу троллейбуса, через коллекторный переход транзистора 13 начинает протекать ток. Если изоляция контролируемой цепи не нарушена, то ток, протекающий через коллекторный переход транзистора 13, мал и не вызывает заряда конденсатора 16 до напряжения срабатывания переключителя на транзисторах 19 и 20, и сигнальная лампочка 2k не загорается. В этом случае утапливают щуп, прижав его к контролируемому объекту. При этом переключающий контакт коммутатора 1 переключается, и через замыкающий контакт подключает щуп к объединенным выводам резисторов 9 и 10 блока 2 защиты, уменьшая входное сопротивление устройства. В результате этого ток через коллекторный переход транзистора 13 увеличивaeтcя, обеспечивая заряд конденсатора 16 до напряжения переключения переключателя на транзисторах 19 и 20. Конденсатор 16, разряжаясь через переключатель на транзисторах 19 и 20, вызывает включение управляемого ключа на транзисторе 23 в блоке 5 индикации и зажигание сигнальной лампочки 2. Этот .процесс заряда и разряда конденсатора 16 периодически повторяется, вызывая мигание сигнальной лампочки 2. Для определения тока утечки путем изменения напряжения, поступающего на базу транзистора 26 управляемого генератора 6 тока с вывода подвижного контакта переменного резистора 28, добиваются прекращения мигания сигнальной лампЬчки 2k, При этом при вращении регулятора переменного резистора 28 увеличивается выходной ток управляемого генератора 6 тока и уменьшается зарядный ток конденсатора 16 в блоке k сравнения.. Значение тока утечки отсчитывают по шкале переменного резистора 28 в момент прекращения мигания сигнальной лампочки 2k. Если изоляция контролируемой цели нарушена, сигнальная лампочка 2k начинает мигать при прикасании щупа к контролируемой цепи без переклю- чения переключающего контакта комму татора 1. V Наличие блока 8 контроля позволя ет проверит исправность и работоспособность устройства перед проведением измерений путем одновременного нажатия кнопок 33 и З. Предлагаемое устройство имеет значительно больший диапазон изме рения тока утечки изоляции и более надежно в работе за счет наличия бл ка защиты, исключающего возможность повреждения устройства при наличии нарушения изоляции контролируемой цепи. Использование устройства позволяет сократить время измерения тока утечки изоляции и повысить безопасность обслуживания электрооборудования электрического транспорта например,троллейбусвг формула изобретения 1. Устройство для измерения тока утечки, содержащее входной генератор тока и связанный с его выходом блок индикации, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения и повышения надежности,в него дополнительно вве дены коммутатор, связанный своим входом с входом устройства и имеющи два выхода блок защиты, два входа которого раздельно соединены с выходами коммутатора, а выход присоед нен к входу входного генератора ток управляемый генератор тока источни опорного напряжения и блок сравнения, причем один вход блока сравнен выход управляемого генератора тока и выход блока индикации присоединен к выходу входного генератора тока, другой вход блока сравнения и вход управляемого генератора тока раздел но соединены с двумя выходами источ ника опорного напряжения,,, а выход 68 блока сравнения связан с входом бло- . ка индикации. 2.Устройство.по П.1, л и ч аю щ е е с я тем, что,коммутатор выпопнён в виде подпружиненного переключающего контакта, общий вывод которого электрически соединен с щупом, а выводы замыкающего и размыкающего контактов присоединены к выходам коммутатора. 3.Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что блок защиты выполнен в виде цепочки из двух резисторов, соединенных последователь нсР|конденсатора и Стабилитрона, в которой один вывод цепочки связан с первым входом блока защиты, другой ее вывод присоединен я его выходу и катоду стабилитрона, объединенные выводы резисторов цепочки соединены с вторым входом блока защиты и первой обкладкой конденсатора, а анод стабилитрона и вторая обкладка конденсатора присоединены к общей шине блока защиты. k. Устройство по П.1, отличающее с я тем, что управляющий генератор тока выполнен на транзисторе, цепочке из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов, стабилитрона, включенном параллельно переменному резистору и резисторе, включенном в цепь эмиттера транзистоа, база которого присоединена к выводу подвижного контакта переменного резистора, вывод постоянного резистора связан с входом управляемого генератора тока, коллектор транзистора присоединен к его выходу,а анод стабилитрона и вывод резистора, включенного в цепь эмиттера транзистора, связаны с общей шиной управляемого генератора тока. Источники информации, п|: 1нятыe во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № А58785, кл. G 01 R 31/02, 1972 . (прототип). ,

fli

a &

©