DE2545325C3 - Circuit arrangement for measuring the insulation resistance of floating power circuits - Google Patents
Circuit arrangement for measuring the insulation resistance of floating power circuitsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Messung des Isolationswiderstandes erdfreier Starkstromschaltungen, insbesondere des Isolationswiderstandes zwischen Läuferwicklung und Läufereisen von elektrischen Maschinen, mit einem zwischen dem Meßobjekt und Erde über ein Ankopplungsglied geschalteten Rechteckoszillator, wobei die Meßspannung einer gesteuerten Abtasteinrichtung zugeführt ist, die den Wert der Meßspannung jeweils zu einem Zeitpunkt am Ende jeder Halbperiode der Rechteckspannung des Rechteckoszillators erfaßt, speichert und die Differenz der gespeicherten Spannungswerte als Maß für den Isola-The present invention relates to a circuit arrangement for measuring the insulation resistance Floating heavy current circuits, especially the insulation resistance between the rotor winding and electric machine rotor bars, with one between the device under test and earth Square-wave oscillator connected via a coupling element, the measuring voltage being a controlled Scanning device is supplied, which the value of the measuring voltage each at a point in time at the end every half cycle of the square wave voltage of the square wave oscillator detects, stores and the difference of the stored voltage values as a measure of the insulation
JO tionswiderstand des Meßobjektes bildet. Eine derartige Schaltungsanordnung ist nach der DE-OS 2 357081 bekannt. Mit einer derartigen Anordnung kann aber nicht sicher unterschieden werden zwischen einer sprunghaft aufgetretenen Störgleichspannung und einer sprunghaften Veränderung des Isolationswiderstandes. JO tion resistance of the test object forms. Such a circuit arrangement is according to DE-OS 2 357081 known. With such an arrangement, however, it is not possible to reliably differentiate between a sudden interference DC voltage and a sudden change in the insulation resistance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere Unterscheidung zwischen einer sprunghaft aufgetretenen Störgleichspannung und einer sprunghaf-The invention is based on the object of reliably differentiating between a sudden occurrence Interference DC voltage and a sudden
■10 ten Veränderung des Isolations^ ,Verstandes zu ermöglichen. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die Ausgangsspannung eines von den Meßspannungen beaufschlagten Differenzbildners einer Prüfschaltung zugeführt ist, die eine getaktete Steuerlogik, einen Komparator und zwei weitere analoge Speicherglieder enthält, wobei der Komparator jeweils die momentane Ausgangsspannung des Differenzbildners mit dem vorausgegangenen, im analogen Speicher gespeicherten Wert vergleicht, und bei Übereinstimmung die momentane Ausgangsspannung des Differenzbildners in das weitere analoge Speicherglied eingibt.■ 10th change in isolation ^, mind to enable. This object is achieved according to the invention in that the output voltage one acted upon by the measuring voltages difference former is fed to a test circuit which has a contains clocked control logic, a comparator and two other analog storage elements, the Comparator the current output voltage of the difference calculator with the previous one, compares the value stored in the analog memory and, if they match, the current value Inputs output voltage of the difference calculator in the further analog memory element.
Bei der erfindungsgemäßen Meßschaltung ist die treibende Spannung eine Rechteckspannung, deren Frequenz so niedrig gewählt ist. daß der Einfluß der räumlich verteilten Erdkapa/itat bei Verwendung einer Abtasteinrichtung vernachlassigbar ist. Ein geeigneter Frequenzbereich liegt zwischen 0,1 Hz und 1 Hz. Die Abtasteinrichtung erfaßt den Wert des von der Rechteckspannung getriebenen Stroms zu Zeitpunkten, zu denen der eingeschwungene Zustand naherüngsweise erreicht ist. Die Differenz dieser ausgeblendeten Meßwerte an jeweils aufeinanderfolgenden Halbwellen der Rechteckspannung ist ein Maß für dieIn the measuring circuit according to the invention is the The driving voltage is a square wave voltage, the frequency of which is chosen to be so low. that the influence of spatially distributed earth capacity is negligible when using a scanning device. A suitable one The frequency range is between 0.1 Hz and 1 Hz. The scanning device detects the value of the the square-wave voltage of the current driven at times when the steady state is approximately is reached. The difference between these masked out measured values in each case following one another Half waves of the square wave voltage is a measure of that
Größe des Isolationswiderstandes.Size of the insulation resistance.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Abtasteinrichtung zWei analoge Speicherglieder enthält, die alternierend über gesteuerteAn advantageous embodiment of the invention provides before that the scanning device contains two analog memory elements, which are controlled alternately via
Schalter jeweils zu einem Zeitpunkt am Ende jeder Halbperiode der Rechteckspannung des Rechteckoszillators mit dem Meßwiderstand verbunden sind. Eine derartige Abtasteinrichtung kann insbesondere zwei sogenannte sample & hold-Glieder enthalten, ιSwitch at a point in time at the end of each half cycle of the square wave voltage of the square wave oscillator are connected to the measuring resistor. Such a scanning device can in particular contain two so-called sample & hold elements, ι
Eine Weiterbildung dieser Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung für die gesteuerten Schalter, die einen von der Rechteckspannung des Rechteckoszillators beaufschlagten Integr&lur, eine Gleichrichterschaltung, ein Schwellwertglied mit vorgegebenem Ansprechschwellwert und eine Impulsstufe enthält, wobei das Ausgangssignal der Impuisstufe mit dem Vorzeichen der Rechteckspannung verknüpft und auf die Steuerstrecken der gesteuerten Schalter geschaltet ist. Hierdurch wird die Abtasteinrichtung mit dem Rechteckoszillator synchronisiert.A further development of this embodiment of the invention is characterized by a control circuit for the controlled switches that acted upon one of the square wave voltage of the square wave oscillator Integr & lur, a rectifier circuit, a Contains threshold value element with a predetermined response threshold value and a pulse level, with the Output signal of the pulse stage linked with the sign of the square-wave voltage and sent to the control lines the controlled switch is switched. This makes the scanning device with the square-wave oscillator synchronized.
Zur Abtrennung von eingekoppelten Wechselspannungen kann der gesteuerten Abtasteinrichtung ein Tiefpaßfilter vorgeschaltet sein, das insbesondere als aktives Filter höherer Ordnung ausgebildet sein kann, insbesondere als aktives Filter dritter Ordnung.The controlled scanning device a low-pass filter may be connected upstream, which may in particular be designed as an active higher-order filter can, especially as an active third-order filter.
Die Erfindung wird anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawings. It shows
Fig 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Messung des Isolationswiderstandes erdfreier Starkstromschaltungen,1 shows a basic circuit diagram of a circuit arrangement according to the invention for measuring the insulation resistance floating power circuits,
Fig. 2 wesentliche Signalverläufe in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, joFig. 2 essential signal curves in the circuit arrangement according to Fig. 1, jo
Fig. 3 ein Prinzipschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, 3 shows a basic circuit diagram of a further embodiment of a circuit arrangement according to the invention,
Fig. 4 die Anwendung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Messung des Isolationswiderstandes zwischen Läuferwicklung und Läufereisen einer elektrischen Maschine.4 shows the use of a circuit arrangement according to the invention for measuring the insulation resistance between rotor winding and rotor iron of an electrical machine.
In der Darstellung der Fig. I speist ein Rechteckoszillator 1 mit einer Rechteckspannung einen Meßkreis, der einen Meßwiderstand 2, einen Vorwiderstand 3 als Aukopplungsglied und ein schematisch dargestelltes Meßobjekt 6 umfaßt. Das Meßobjekt 6 enthält eine Störspannungsquelle 4, einen Isclationswiderstand 5 und eine Erdkapazität 13. Die Störspannungsquelle 4 kann Wechselspannungen oder Gleichspannungen als Störspannungen erzeugen.In the illustration of FIG. I, a square-wave oscillator 1 feeds a measuring circuit with a square-wave voltage. a measuring resistor 2, a series resistor 3 as a coupling element and a schematic includes measured object 6 shown. The test object 6 contains an interference voltage source 4, an isolation resistor 5 and a ground capacitance 13. The interference voltage source 4 can be AC voltages or DC voltages as interference voltages.
Die am Meßwiderstand 2 abgegriffene Meßspannung wird über ein Tiefpaßfilter 7 einer Abtasteinrichtung 8 zugeführt, die von einer Steuerschaltung 9 gesteuert ist. Die Ausgangsspannung der Abtasteinrichtung 8 ist ein Maß für d<e Größe des Isolationswiderstandes 5.The measuring voltage tapped at the measuring resistor 2 is passed through a low-pass filter 7 of a scanning device 8, which is controlled by a control circuit 9. The output voltage of the scanner 8 is a measure of the size of the insulation resistance 5.
Zur Erläuterung des Meßprinzips werden zunächst die Einflüsse der Erdkapazität 13 und der Störspannungsquelle 4 vernachlässigt. Unter dieser Voraus-Setzung erzeugt der Rechteckoszillator 1 eine Rechteckspannung, die einen Strom durch die Wider-Stände 2, 3 und 5 treibt. Dieser Strom ist ein Maß fürdie Größe des Isnlationswiderstandes 5. Am Meßwiderstand 2 fällt eine diesem Strom proportionale Meßspannung UI abTo explain the measuring principle, the influences of the earth capacitance 13 and the interference voltage source 4 are initially neglected. With this assumption, the square-wave oscillator 1 generates a square-wave voltage that drives a current through the resistors 2, 3 and 5. This current is a measure of the size of the insulation resistance 5. A measuring voltage UI proportional to this current drops across the measuring resistor 2
Bei Berücksichtigung der Erdkapazität 13 enthält der Strom im Meßkreis einen kapazitiven Anteil. Weiterhirt kann der Ström im Meßkreis eine Wechselspannüngskomponente oder eine Gleichspannungskomponente von dei Störspannungsquelle 4 enthalten. Die Einflüsse der Erdkapazität 13 Und der Störspannungsquelle 4 scK.en bei der Messung des Isolatiunswiderstundes eliminiert werden.If the earth capacitance 13 is taken into account, the current in the measuring circuit contains a capacitive component. Furthermore, the current in the measuring circuit can be an alternating voltage component or contain a DC voltage component from the interference voltage source 4. The influences of the earth capacitance 13 and the interference voltage source 4 scK.en when measuring the Isolatiunswiderstundes are eliminated.
Die Erdkapazität 13 bewirkt, daß der Strom im Meßkreis mit Beginn jeder Halbperiode der Rechteckspannung des Rechteckoszillators 1 sprunghaft ansteigt und nach einer Exponentialfunktion abklingt. Der Strom nähert sich bei genügend langer Periodendauer der Rechteckspannung einem Endwert. Die erfindungsgemäße Meßschaltung ist so ausgelegt, daß dieser Endwert des Stromes bzw. die ihn abbildende Spannung, mit einer Abtasteinrichtung erfaßt und ausgewertet wird. Die Periodendauer der Rechteckspannung des Rechteckoszillators 1 ist so gewählt, daß der Strom im Meßkreis diesen Endwert mit der gewünschten Genauigkeit erreicht.The earth capacitance 13 causes the current in the measuring circuit at the beginning of each half cycle of the square wave voltage of the square wave oscillator 1 rises by leaps and bounds and decays according to an exponential function. If the period of the square-wave voltage is long enough, the current approaches a final value. The inventive The measuring circuit is designed in such a way that this final value of the current or the one representing it Voltage, is detected and evaluated with a scanning device. The period of the square wave voltage of the square wave oscillator 1 is selected so that the current in the measuring circuit has this final value with the desired Accuracy achieved.
Den Verlauf der Meßspannung i/2 unter Berücksichtigung des Einflusses der Erdkapazität 13 zeigt Fig. 2b.The course of the measuring voltage i / 2 taking into account the influence of the earth capacitance 13 is shown in FIG. 2b.
Ein Tiefpaßfilter 7 dient zur Abtrennung von Wechselspannungskomponenten, die von der Störspannungsqunlle 4 in den Meßkreis eingekoppelt werden können. Das Tiefpaßfilter 7 ' ..'dämpft diese Wechselspannungskornponenten cincisrUs hinreichend und weist andererseits ein ausreichend schnelles Einschwingverhalten auf, so daß die Meßspannung nicht verfälscht wird. Als Tiefpaßfilter kann insbesondere ein aktives Filter vorgesehen sein. Die Ausgangsspannung i/7 des Tiefpaßfilters 7 ist in Fig. 2c dargestellt. A low-pass filter 7 is used to separate AC voltage components from the interference voltage source 4 can be coupled into the measuring circuit. The low-pass filter 7 '..' attenuates this AC voltage components cincisrUs sufficient and on the other hand has a sufficiently fast transient response, so that the measurement voltage is not adulterated. In particular, an active filter can be provided as the low-pass filter. The output voltage i / 7 of the low-pass filter 7 is shown in Fig. 2c.
Die Abtasteinrichtung 8 enthält zwei sample & hold-Schaltungen 11 und 12. Diese bestehen jeweils aus einem Relais 11a bzw. 12a als Schalter und einem nachgeschalteten RC-Glied lib, lic bzw. 12b, 12c als Analogspeicher. Die Schaltkontakte der Relais 11a bzw. 12e werden abwechselnd für kurze Zeitintervalle durchlässig gesteuert, so daß einmal der positive und einmal der negative Wert der Meßspannung im gewünschten Zeitpunkt abgetastet werden und diese Spannungswerte in den Kondensatoren lic bzw. 12c bis zum nächsten Abtastzeitpunkt gespeichert bleiben. Die gespeicherten Spannungen werden einem Differenzbildner 10 zugeführt. Die gebildete Spannungs üfferenz kann mit einem nachgeordneten Verstärker auf einen gewünschten Pegel verstärkt werden. Anstelle von Relais können insbesondere auch elektronische Schalter verwendet werden, beispieiswei.se FET-Transistoren.The sampling device 8 contains two sample & hold circuits 11 and 12. These each consist of a relay 11a or 12a as a switch and a downstream RC element lib, lic or 12b, 12c as an analog memory. The switching contacts of the relays 11a and 12e are alternately controlled to be permeable for short time intervals, so that once the positive and once the negative value of the measurement voltage are sampled at the desired time and these voltage values remain stored in the capacitors lic and 12c until the next sampling time. The stored voltages are fed to a difference generator 10. The voltage difference that is formed can be amplified to a desired level with a downstream amplifier. Instead of relays, electronic switches, for example FET transistors, can also be used.
Zur Steuerung der beiden Relais 11a und 12a wird der Steuerschaltung 9 die Rechteckspannung des Rechteckoszillators 1 zugeführt. In einer Symmetriestufe 14 wird diese Rechteckspannung in eine zur Null-Linie symmetrische Rechteckspannung umgesetzt. Der nachgeschaltete Integrator 15 bildet hieraus die in Fig. 2d dargestellte symmetrische Dreieckspannung i/15. Die symmetrische Dreieckspannung L/15 wird in einer Gleichrichterschaltung 16 gleichgerichtet und in einem Schwellwertglied 17 r.ii» einem vorgegebenen Ansprechschwellwert verglichen.To control the two relays 11a and 12a is the control circuit 9 is supplied with the square-wave voltage of the square-wave oscillator 1. In one level of symmetry 14, this square-wave voltage is converted into a square-wave voltage that is symmetrical to the zero line. The downstream integrator 15 forms the symmetrical triangular voltage shown in FIG. 2d from this i / 15. The symmetrical triangular voltage L / 15 is rectified in a rectifier circuit 16 and compared in a threshold element 17 r.ii »a predetermined response threshold value.
Fig. 2e zeigt den Verlauf der gleichgerichteten Dreieckspannung '716 am Ausgang der Gleichrichterschaltung 16 und .trichlieren den Verlauf des Ansprechschwell-vertes i/,. Solange die gleichgerichtete Dreieckspannung i/17 den Ansprechschwellwert U1, überschreitet, nimmt das Ausgangssignal i/17 des Schwellwertgliedes 17 den Zustand H an. Dabei sorg, eine kleine Hysterese für ein eindeutiges Ansprechen. Aus diesen, in Fig. 2i dargestellten Rechteckimpul-5enj leitet eine Impulsstufe 18, vorzugsweise eine monostabile Kippstufe, kurze Schaltimpulse ab. Die Im-Fig. 2e shows the course of the rectified triangular voltage '716 at the output of the rectifier circuit 16 and .trichlieren the course of the response threshold i / ,. As long as the rectified triangular voltage i / 17 exceeds the response threshold value U 1 , the output signal i / 17 of the threshold value element 17 assumes the state H. A small hysteresis ensures a clear response. A pulse stage 18, preferably a monostable multivibrator, derives short switching pulses from these square-wave pulses shown in FIG. 2i. The im-
pulsdauer der in Fig. 2g dargestellten Sclialtimpulse £/18 ist so gewählt, daß die Spannung der Speicherkondensatoren lic bzw. 12c ihren Endwert sicher erreicht. pulse duration of the dial pulse shown in Fig. 2g £ / 18 is chosen so that the voltage of the storage capacitors lic or 12c has safely reached its final value.
Durch geeignete Einstellung des Ansprechschwellwertes Uv des Schwellwertglicdes 17 wird der Beginn der Schaltimpulse vorgegeben. Das alternierende Schalten der beiden Relais 11a bzw. 12« wird dadurch erreicht, daß die Schaltimpulse der Impulsstufe 18 in zwei UND-Gattern 19 und 20 mit der Rechteckspan^ nung des Rechteckoszillators in der dargestellten Weise verknüpft sind. Die Ausgänge der beiden UND-Gatter 19 bzw. 20 sind mit den Relais Ho bzw. 12(i verbunden.By suitably setting the response threshold value U v of the threshold value element 17, the start of the switching pulses is specified. The alternating switching of the two relays 11a and 12 "is achieved in that the switching pulses of the pulse stage 18 are linked in two AND gates 19 and 20 with the square-wave voltage of the square-wave oscillator in the manner shown. The outputs of the two AND gates 19 and 20 are connected to the relays Ho and 12 (i.
Der Einfluß von eingekoppelten Glcichspannungskomponenten von der S.törspannungsquelle 4 wird durch die Differenzbildung in der Abtasteinrichtung 8 eliminiert, da sich überlagerte Störgleichspannungen bei dieser Differenzbildung gegenseitig aufheben. Dabei ist zu beachten, daß bei einer sprunghaft auftretenden Störgletchspannung zunächst ein falscher Meßwert vorliegt. Es dauert im ungünstigsten Fall drei Halbperioden der Rechteckspannung des Rcchtcckoszillators 1, bis der richtige Meßwert des Isolationswiderstandes vorliegt. Dies kann in einer nachgeordnclen Überwachungseinrichtung mit Hilfe einer entsprechend eingestellten Verzögerungsschaltung berücksichtigt werden.The influence of coupled direct voltage components from the interfering voltage source 4 is determined by the formation of the difference in the scanning device 8 eliminated, as superimposed DC interference voltages cancel each other out in this difference formation. It should be noted that in the event of a sudden occurrence Störgletchspannung initially an incorrect measured value is present. In the worst case, it takes three Half periods of the square wave voltage of the clock oscillator 1 until the correct measured value of the insulation resistance is present. This can be done in a subsequent monitoring device with the help of a corresponding set delay circuit must be taken into account.
Eine besonders vorteilhafte Ausf ührungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sieht eine von einer taktgesteuerten Logik gesteuerte Abtasteinrichtung mit folgenden Merkmalen vor:A particularly advantageous embodiment of a circuit arrangement according to the invention provides a by a clock-controlled logic controlled scanning device with the following features:
a) Ein erstes analoges Speicherglied speichert den Wert der Meßspannung jeweils für eine vorgegebene Zeitdauer,a) A first analog storage element stores the value of the measurement voltage for a given one Duration,
b) ein Komparator vergleicht den momentanen Wert der Meßspannung mit dem vorausgegangenen, im ersten analogen Speicherglied gespeicherten Wert und gibt bei Übereinstimmung während der genannten vorgegebenen Zeitdauer ein Schaltsignal an die Logik, die einen Taktbefehl an den Rechteckoszillator und alternierend Speicherbefehle an jeweils eines von zwei weiteren analogen Speichergliedern zur Speicherung des momentanen positiven bzw. negativen Wertes der Meßspannung erzeugt,b) a comparator compares the current value of the measuring voltage with the previous one, value stored in the first analog memory element and returns if they match a switching signal to the logic, which a clock command to the square-wave oscillator and alternating memory commands to one of two others analog memory elements for storing the current positive or negative value generated by the measuring voltage,
c) ein Differenzbildner ist eingangsseitig mit den beiden weiteren analogen Speichergliedern verbunden und seine Ausgangsspannung stellt ein Maß für den Isolationswiderstand des Meßobjekts dar.c) a differentiator is connected on the input side to the two further analog storage elements and its output voltage is a measure of the insulation resistance of the device under test represent.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Frequenz des Rechteckoszillators nicht fest vorgegeben. Vielmehr wird ständig durch Vergleich von aufeinanderfolgenden Werten der Meßspannung in einem zeitlichen Taktraster geprüft, ob im Meßkreis der eingeschwungene Zustand erreicht ist. Sobald im Taktraster aufeinanderfolgende Werte der Meßspannung übereinstimmen, wird der eingeschwungene Zustand als erreicht angesehen und der Rechteckoszillator umgeschaltet. Der Rechteckoszillator erzeugt jetzt die nächste Halbschwingung seiner Rechteckspannung mit entgegengesetzter Polarität. Die aufeinanderfolgenden Werte der Meßspannung am Ende von derartigen Halbperioden der Rechteckspanniing werden gespeichert und miteinander verglichen. Ihre Differenz ist ein Maß für den Isolationswiderstand des Meßobjekts. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist eine besonders rasche Ausgabe von Meßwerten möglich, wenn der Erdwiderstand niederohmig ist.In this embodiment of the invention, the frequency of the square-wave oscillator is not fixed. Rather, by comparing successive values of the measuring voltage in one Time pattern checked whether the steady state has been reached in the measuring circuit. As soon as im If successive values of the measuring voltage match, the steady state is established viewed as reached and switched the square-wave oscillator. The square oscillator is now generating the next half cycle of its square wave voltage with opposite polarity. The successive Values of the measuring voltage at the end of such half-periods of the square-wave voltage become saved and compared with each other. Their difference is a measure of the insulation resistance of the Measurement object. In this embodiment of the circuit arrangement according to the invention, one is special Rapid output of measured values possible if the earth resistance is low.
Fig. 3 zeigt eine Prinzipschaltung dieser Ausfüh-Fig. 3 shows a basic circuit of this embodiment
r> rungsform. Eine taktgesteuerte Logik 30 steuert eine Abtastcinrichtutig25 mit einem ersten analogen Speicherglied 26, einem Komparator 27, zwei weiteren analogen Speichergliedefn 28 und 29 und einem Differenzbildner 31 sowie den Recihteckoszillator 1. Die r> insurance form. A clock-controlled logic 30 controls a scanning device 25 with a first analog storage element 26, a comparator 27, two further analog storage elements 28 and 29 and a difference generator 31 as well as the square oscillator 1. Die
ίο taktgesteuerte Logik 30 enthält beispielsweise einen
Oszillator, dessen Taktfrequenz wesentlich höher ist als die Frequenz des Rechteckoszillators 1, sowie
hachgeschaltete logische Verknüpfungsplieder und Kippstufen. Durch die Frequenz des Oszillators in der
taktgesteuerten Logik 30 wird ein zeitliches Taktraster vorgegeben, aus dem die Befehle für den Rechleckoszillator
1, die analogen Speicherglieder 26, 28 29 und den Komparator 27 abgeleitet werden
Es svird zur Erläuterung angenommen, daß der Rechtcckoszillator 1 beispielsweise gerade eine positive
HdlHschwingung seiner Rechteckspannung erzeugt.
Die sich im Meßkreis einstellende Meßspannung wird in dem von der Logik 30 vorgegebenen
TnUiastcr jeweils für eine vorgegebene Zeitdauer im
ersten analogen Speicherglied 26 abgespeichert. Der Komparator 27 vergleicht den momentanen Wert der
Meßsp?nnung mit dem vorausgegangenen, im ersten analogen Speicherglied 26 abgespeicherten Wert.
Wenn während einer durch das Taktraster vorgegebe-ίο clock-controlled logic 30 contains, for example, an oscillator, the clock frequency of which is significantly higher than the frequency of the square-wave oscillator 1, as well as connected logic link elements and flip-flops. The frequency of the oscillator in the clock-controlled logic 30 predetermines a timing pattern from which the commands for the square-wave oscillator 1, the analog storage elements 26, 28, 29 and the comparator 27 are derived
It is assumed for the sake of explanation that the square-wave oscillator 1 is currently generating, for example, a positive HdlH oscillation of its square-wave voltage. The measuring voltage established in the measuring circuit is stored in the TnUiastcr predetermined by the logic 30 for a predetermined period of time in the first analog memory element 26. The comparator 27 compares the instantaneous value of the measurement voltage with the previous value stored in the first analog memory element 26. If during a given by the clock grid
jo nen Zeitdauer Übereinstimmung zwischen dem momentanen Wert der Meßspannung und dem abgespeicherten, vorangegangenen Wert vorliegt, ist der eingeschwungene Zustand erreicht. Der Komparator 27 gibt nun ein entsprechendes Schaltsignal an die Lo-jo nen period of time correspondence between the current The value of the measuring voltage and the stored, previous value is present steady state reached. The comparator 27 now sends a corresponding switching signal to the Lo-
J5 gik 30 ab. Die Logik 30 erzeugt nun einen Speicherbefehl für das analoge Speicherglied 28, das aufgrund dieses Speicherbefehls den momentanen Wert der Meßspannung für die positive Halbwelle der Rechteckspannung des Rechteckoszillators 1 einspeichert.J5 gik 30 from. The logic 30 now generates a store command for the analog memory element 28, which based on this memory command, the current value of the Measurement voltage for the positive half-wave of the square-wave voltage of the square-wave oscillator 1 stores.
Die Logik 30 gibt außerdem einen Taktbefehl an den Rechteckoszillator 1, der daraufhin auf die negative Halbwelle seiner Rechteckspannung kippt. Der Komparator 27 vergleicht wiederum aufeinanderfolgende Werte der Meßspannung und gibt bei Übereinstim-The logic 30 also gives a clock command to the square-wave oscillator 1, which then reacts to the negative Half-wave of its square-wave voltage flips. The comparator 27 again compares successive ones Values of the measuring voltage and, if they match
•»5 mung ein Schaltsignal an die Logik 30. Die Logik 30 erzeugt einen Speicherbefehl für das analoge Speicherglied 29, das daraufhin den negativen Wert der Meßspannung im eingeschwungenen Zustand abspeichert. Der Rechteckoszillator 1 wird auf die nächstfolgende positive Halbschwingung umgeschalte* Der Differenzbildner 31 bildet die Differenz der in den analogen Speichergliedern 28 und 29 gespeicherten Werte der Meßspannung. Die Ausgangsspannung des• 5 mung a switching signal to the logic 30. The logic 30 generates a memory command for the analog memory element 29, which then has the negative value of Measurement voltage is stored in the steady state. The square oscillator 1 is on the next following positive half-oscillation switched * The difference generator 31 forms the difference in the analog storage elements 28 and 29 stored values of the measurement voltage. The output voltage of the
" TJifferenzbildners 31 ist ein Maß für den Isolationswiderstand des Meßobjekts 6."The difference generator 31 is a measure of the insulation resistance of the measurement object 6.
Wie bereits bei der Beschreibung der Fig. 1 ausgeführt wurde, kann bei einer sprunghaft auftretenden Störgleichspannung zunächst ein falscher Meßwert angezeigt werden. Erst wenn drei Halbperioden der Rechteckspannung des Rechteckoszillators abgelaufen sind, kann mit Sicherheit eine Aussage darüber gewonnen werden, ob eine sprunghaft aufgetretene Störgleichspannung oder eine sprunghafte Veränderung des Isolationswiderstandes aufgetretenAs already stated in the description of FIG. 1 an incorrect measured value can initially be obtained in the event of a sudden interfering DC voltage are displayed. Only when three half cycles of the square wave voltage of the square wave oscillator have elapsed are, a statement can be made with certainty as to whether a sudden occurrence Interference DC voltage or a sudden change in the insulation resistance has occurred
Um eine Unterscheidungzwischen einer sprunghaft aufgetretenen Störgleichspannung und einer sprunghaften Veränderung des Isolationswiderstandes zu er-To distinguish between a sudden disturbance DC voltage and a sudden one Change the insulation resistance
möglichen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Ausgangsspannung des Differenzbildners einer Prüfschaltung zugeführt ist, die eine getaktete Steuerlogik, einen Komparator und zwei weitere ana-^ löge Speicherglieder enthält^ wobei der Komparator jeweils die momentane Ausgangsspannung des Diffe^ reijÄbildfiefs mit dem vorausgegangenen, im analogen Spcicherglied gespeicherten Wert vergleicht und bei Übereinstimmung die momentane Ausgangsspanriung des Differenzbildners in das Weitere analoge Speicherglied eingibt.possible, a development of the invention provides that the output voltage of the difference generator a test circuit is supplied, which has a clocked control logic, a comparator and two other ana- ^ Loge memory elements contains ^ where the comparator is the instantaneous output voltage of the Diffe ^ reijÄbildfiefs with the previous one, in the analog Memory member compares stored value and at Correspondence the current output span of the difference calculator in the further analog Enters memory element.
In Fig. 3 ist eine derartige Prüfschaltung 32 Vorgesehen, die von einer getakteten Steuerlogik 33 gesteuert ist, die ihrerseits mit der Logik 30 in Verbindung steht und im Zusammenhang mit dem Taktbefehl für den Rechteckoszillator 1 gesteuert ist. Die Prüfschaltung 32 enthält ein analoges Speicherglied 35, dem die Ausgangsspannung des Differenzbildners 31 zugeführt ist. Ein Komparator 34 vergleicht die momentane Ausgangsspannung des Differenzbildners 31 mit dem im Taktraster vorangegangenen Wert. Erst dann, wenn bei aufeinanderfolgenden Halbschwingungcn der Rechteckspannung des Rechteckoszillators 1 gleiche Differenzwerte vom Differenzbildner 31 ausgegeben werden, gibt der Komparator 34 ein Schaltsignal an die Steuerlogik 33, die daraufhin einen Speicherbefehl an das weitere analoge Speicherglied 36 ausgibt, worauf die Ausgangsspannung des Differenzbildners 31 im analogen Speicherglied 36 abgespeichert wird. Dem analogen Speicherglied 36 kann eine Auswerteschaltung nachgeordnet sein, die beispielsweise einen Grenzwertmelder enthält.In Fig. 3 such a test circuit 32 is provided, which is controlled by a clocked control logic 33, which in turn is connected to the logic 30 and is controlled in connection with the clock command for the square wave oscillator 1. The test circuit 32 contains an analog storage element 35 to which the output voltage of the difference generator 31 is fed is. A comparator 34 compares the instantaneous output voltage of the difference generator 31 with the previous value in the clock grid. Only when in successive half-oscillations differential values equal to the square-wave voltage of square-wave oscillator 1 are output by difference generator 31 are, the comparator 34 sends a switching signal to the control logic 33, which then sends a memory command outputs to the further analog storage element 36, whereupon the output voltage of the difference calculator 31 is stored in the analog memory element 36. The analog memory element 36 can be a Be downstream evaluation circuit, which contains, for example, a limit monitor.
Die in Fig. 3 dargestellte Prüfschaltung 32 kann auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eingesetzt werden. In diesem Fall wird die Stcucrlogik 33 unmit-The test circuit 32 shown in FIG. 3 can also be used in the exemplary embodiment in FIG. 1 will. In this case, the control logic 33 is immediately
telbar mit dem Takt des Rechteckoszillators 1 getak-^ tet.telbar with the clock of the square-wave oscillator 1 clocked ^ tet.
Fig. 4 zeigt die Anwendung einer erfindungsgemäßen Meßschaltung zur Messung des Isolationswiderstandes einer Erregerschaltung einer elektrischen Maschine.4 shows the use of a measuring circuit according to the invention for measuring the insulation resistance an excitation circuit of an electrical machine.
ÜbereinenStromrichtertransformator21 wird eine Gleichrichterbrücke 22 gespeist, deren Gleichspannungsschienen mit 23α und 23b bezeichnet sind. Zwischen diesen Gleichspannungsschienen 23a, 23fr liegtÜbereinenStromrichtertransformator21 a rectifier bridge 22 is energized, the DC voltage rails 23 and α are designated 23b. Between these DC voltage rails 23a, 23fr lies
Ϊ5 die Erregerwicklung 24. Im ungestörten Starkstromkreis wird sich durch die räumlich verteilte Erdkapazität 13' und den ebenfalls räumlich verteilten Isolationswiderstand 5' ein Zustand einstellen, bei dem die MiUe der Erregerwicklung 24 gegen Erde das Poteritial Null aufweist.Ϊ5 the excitation winding 24. In the undisturbed high-voltage circuit is due to the spatially distributed earth capacitance 13 'and the also spatially distributed insulation resistance 5 'set a state in which the MiUe of the excitation winding 24 to earth the potential Has zero.
Das Ankopplungsglied für den Meßkreis besteht aus zwei gleich großen Teilwiderständen 3« und 3b, deren Mittelpunkt mit dem Oszillator 1 verbunden ist. Im ungünstigsten Fall, nämlich beim Auftretet! einesThe coupling element for the measuring circuit consists of two partial resistances 3 ″ and 3b of equal size, the center of which is connected to the oscillator 1. In the worst case, namely when it occurs! one
Erdschlusses auf der Plusseite oder der Minusseite der Erregerwicklung 24 fällt die gesamte Erregerspannung an einem der beiden Teilwiderstände 3 a oder 3 b ab. Die Teil widerstände müssen daher für die volle Erregerspannung ausgelegt sein.Ground fault on the plus side or the minus side of the excitation winding 24, the entire excitation voltage drops across one of the two partial resistors 3 a or 3 b . The partial resistors must therefore be designed for the full excitation voltage.
An den Meßwiderstand 2 ist eine erfindungsgemäß gesteuerte Abtasteinrichtung angekoppelt.A scanning device controlled according to the invention is coupled to the measuring resistor 2.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
»09 612/375»09 612/375
Claims (5)
c) a difference generator (31) is connected on the input side to the two further analog storage elements (28, 29) and its output voltage represents a measure of the insulation resistance of the device under test (6).
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE19752545325 DE2545325C3 (en) | 1975-10-09 | 1975-10-09 | Circuit arrangement for measuring the insulation resistance of floating power circuits |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2545325A1 DE2545325A1 (en) | 1977-04-14 |
| DE2545325B2 DE2545325B2 (en) | 1978-07-20 |
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Family Applications (1)
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Country Status (2)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10355086A1 (en) * | 2003-11-24 | 2005-06-09 | Dipl.-Ing. Walther Bender Gmbh & Co. Kg | Method for determining the ohmic insulation resistance of a grounded AC network |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58198765A (en) * | 1981-12-14 | 1983-11-18 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Simple measuring method of insulation resistance of live wire circuit |
| DE3346387A1 (en) * | 1983-12-22 | 1985-07-04 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Circuit arrangement for monitoring short circuits to earth and frame |
| JPS6154462A (en) * | 1984-08-24 | 1986-03-18 | Midori Anzen Kk | Measuring method of ground insulating resistance of cable way |
| FR2616228B1 (en) * | 1987-06-04 | 1989-09-08 | Merlin Gerin | DEVICE FOR MONITORING AND MEASURING THE INSULATION OF AN ELECTRICAL NETWORK |
| IT1230366B (en) * | 1989-08-01 | 1991-10-18 | Eniricerche Spa | PROCEDURE FOR THE CONTINUOUS CHECK OF THE INTEGRITY OF THE PROTECTIVE COATING OF UNDERGROUND METAL STRUCTURES AND DEVICES FOR ITS REALIZATION. |
| US5331286A (en) * | 1989-08-01 | 1994-07-19 | Eniricerche S.P.A. | Method for continuously monitoring the soundness of the protective covering on underground metal structures, and devices for its implementation |
| DE4339946A1 (en) * | 1993-11-24 | 1995-06-01 | Walther Bender Gmbh & Co Kg Di | Method and device for monitoring the insulation of unearthed direct and alternating current networks |
| GB9606751D0 (en) * | 1996-03-29 | 1996-06-05 | Robin Electronics Ltd | RCD loop tester |
| DK1586910T3 (en) * | 2004-04-18 | 2009-04-06 | Deif As | Method and device for insulation monitoring |
| ES2390148B1 (en) * | 2010-12-17 | 2013-08-08 | Zigor Corporacion, S. A. | PROCEDURE AND DEVICE FOR MEASURING THE ELECTRICAL INSULATION RESISTANCE OF A CONTINUOUS VOLTAGE SOURCE. |
| DE102016213692A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Zf Friedrichshafen Ag | Detection of a short circuit in a coil |
| DE102019132242B4 (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-17 | Bender Gmbh & Co. Kg | Uses of a circuit arrangement with active measuring voltage to determine an insulation resistance in one or more ungrounded power supply system (s) |
-
1975
- 1975-10-09 DE DE19752545325 patent/DE2545325C3/en not_active Expired
-
1976
- 1976-10-07 JP JP51120810A patent/JPS5247777A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10355086A1 (en) * | 2003-11-24 | 2005-06-09 | Dipl.-Ing. Walther Bender Gmbh & Co. Kg | Method for determining the ohmic insulation resistance of a grounded AC network |
| DE10355086B4 (en) | 2003-11-24 | 2018-06-14 | Bender Gmbh & Co. Kg | Method for determining the ohmic insulation resistance of a grounded AC network |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5247777A (en) | 1977-04-15 |
| DE2545325B2 (en) | 1978-07-20 |
| DE2545325A1 (en) | 1977-04-14 |
| JPS5635827B2 (en) | 1981-08-20 |
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