DE2545325A1 - Insulation resistance measurement circuit - for winding and iron core in electric machines uses scanner and oscillator - Google Patents
Insulation resistance measurement circuit - for winding and iron core in electric machines uses scanner and oscillatorInfo
- Publication number
- DE2545325A1 DE2545325A1 DE19752545325 DE2545325A DE2545325A1 DE 2545325 A1 DE2545325 A1 DE 2545325A1 DE 19752545325 DE19752545325 DE 19752545325 DE 2545325 A DE2545325 A DE 2545325A DE 2545325 A1 DE2545325 A1 DE 2545325A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- square
- measuring
- insulation resistance
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/16—Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
- G01R27/18—Measuring resistance to earth, i.e. line to ground
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Description
Schaltungsanordnung zur Messung des IsolationswiderstandesCircuit arrangement for measuring the insulation resistance
erdfrei er Starkstromschaltungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Messung des Isolationswiderstandes erdfreier Starkstromschaltungen, insbesondere des Isolationswiderstandes zwischen Läuferwicklung und Läufereisen von elektrischen Maschinen.Floating heavy current circuits The invention relates to a Circuit arrangement for measuring the insulation resistance of floating power circuits, in particular the insulation resistance between rotor winding and rotor iron of electrical machines.
Um eine Verschlechterung der Isolation frühzeitig zu erkennen, die lange vor dem Entstehen eines gefährlichen Erdschlusses auftreten kann, sollen auch Isolationswiderstände über 100 kA erfaßt werden können. Bei einer derartigen Meßschaltung ist auch zu berücksichtigen, daß bei schlechter Isolation und damit niedrigem Isolationswiderstand im Meßkreis Spannungen aus der Starkstromschaltung auftreten können. AuBerdem können durch die räumlich verteilte Erdkapazität zwischen der Starkstromschaltung und Erde auch bei einwandfreier Isolation Wechselspannungen aus dem Starkstromkreis in den Meßkreis eingekoppelt werden.In order to detect a deterioration in the insulation early on, the can occur long before a dangerous earth fault occurs, should also Insulation resistances over 100 kA can be recorded. With such a measuring circuit It must also be taken into account that in the case of poor insulation and thus low insulation resistance voltages from the high-voltage circuit can occur in the measuring circuit. You can also due to the spatially distributed earth capacitance between the high-voltage circuit and earth AC voltages from the power circuit into the Measuring circuit are coupled.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine störsichere Schaltungsanordnung zur Messung des Isolationswiderstandes erdfreier Starkstromschaltungen zu schaffen.The invention is therefore based on the object of an interference-free circuit arrangement to measure the insulation resistance of floating power circuits.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst: a) Zwischen das MeßobJekt und Erde ist ein Rechteckoszillator über ein Ankppplungsglied und einen Meßwiderstand geschaltet, b) die den Strom durch den Meßwiderstand abbildende Meßspannung ist einer gesteuerten Abtasteinrichtung zugeführt, die den Wert der Meßspannung Jeweils zu einem Zeitpunkt am Ende Jeder Halbperiode der Rechteckspannung des Rechteckoszillators erfaßt und speichert, und die gespeicherten Spannungswerte sind einem Differenzbildner zugeführt, dessen Ausgangsspannung ein Maß für den Isolationswiderstand des Meßobjekts darstellt.According to the invention, this object is achieved by the following features: a) Between the measuring object and the earth is a square-wave oscillator via a coupling element and a measuring resistor switched, b) the the current through the measuring resistor imaging measurement voltage is fed to a controlled scanning device, which the Value of the measuring voltage at a point in time at the end of each half-cycle of the square-wave voltage of the square wave oscillator detected and stored, and the stored voltage values are fed to a difference calculator, the output voltage of which is a measure of the insulation resistance of the test object.
Bei der erfindungsgemäßen Meßschaltung ist die treibende Spannung eine Rechteckspannung, deren Frequenz so niedrig gewählt ist, daß der Einfluß der räumlich verteilten Erdkapazität bei Verwendung einer Abtasteinrichtung vernachlässigbar 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 denerlder eingeschwungene Zustand näherungsweise erreicht ist. Die Differenz dieser ausgeblendeten Meßwerte an Jeweils aufeinanderfolgenden Halbwellen der Rechteckspannung ist ein Maß für die Größe des Isolationswiderstandes.In the measuring circuit according to the invention, the driving voltage is a square wave voltage, the frequency of which is chosen so low that the influence of the spatially distributed earth capacitance negligible when using a scanning device is. A suitable frequency range is between 0.1 Hz and 1 Hz. The scanning device detects the value of the current driven by the square wave voltage at times, to which the steady state is approximately reached. The difference of this faded out measured values on successive half-waves of the square-wave voltage is a measure of the size of the insulation resistance.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Abtasteinrichtung zwei analoge Speicherglieder enthält, die alternierend über gesteuerte Schalter Jeweils zu einem Zeitpunkt am Ende Jeder Halbperiode der Rechteckspannung des Rechteckeszillators mit dem Meßwiderstand verbundenslnd. Eine derartige Abtasteinrichtung kann insbesondere zwei sogenannte sample & hold-Glieder enthalten.An advantageous embodiment of the invention provides that the scanning device contains two analog memory elements, which alternate via controlled switches In each case at a point in time at the end of each half cycle of the square wave voltage of the square wave oscillator connected to the measuring resistor. Such a scanning device can in particular contain two so-called sample & hold elements.
Eine Weiterbildung dieser Ausführungsform der Erfindung ist gekennzbichnet durch eine Steuerschaltung für die gesteuerten Schalter, die einen von der Rachteckspannung des Rechteckoszillators beaufschlagten Integrator, eine Gleichrichterschaltung, ein Schwellwertglied mit vorgegebenem Ansprechsohwellwert und eine Impulsstufe enthält, wobei das Ausgangssignal der Impulsstufe mit dem Vorzeichen der Rechteckspannung verknüpft und auf die Steuerstrecken der gesteuerten Schalter geschaltet ist.A further development of this embodiment of the invention is marked by a control circuit for the controlled switch, one of the square-wave voltage the square-wave oscillator applied integrator, a rectifier circuit, a threshold value element with a predetermined response threshold value and a Contains pulse stage, the output signal of the pulse stage with the sign linked to the square-wave voltage and to the control paths of the controlled switches is switched.
Hierdurch wird die Abtasteinrichtung mit dem Rechteckoszillator synchronisiert.This synchronizes the scanning device with the square-wave oscillator.
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 A low-pass filter may be connected upstream of the scanning device, in particular as an active one Higher order filter can be designed, in particular as an active third filter Order.
Die Erfindung wird anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielsnäher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Messung des Isolationswiderstandes erdfreier Starkstromschaltungen, Fig. 2 wesentliche Signalverläufe in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, Fig. 3 ein Prinzipschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Fig. 4 die Anwendung einer erfndungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Messung des Isolationswiderstandes zwischen Läuferwicklung und Läufereisen einer elektrischen Maschine.The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiment shown in the drawings explained. 1 shows a basic circuit diagram of a circuit arrangement according to the invention for measuring the insulation resistance of floating power circuits, Fig. 2 essential Signal curves in the circuit arrangement according to FIG. 1, FIG. 3 shows a basic circuit diagram a further embodiment of a circuit arrangement according to the invention, FIG. 4 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. 1 speist ein Rechteckoszillator 1 mit einer Rechteckspannung einen Meßkreis, der einen Meßwiderstand 2, einen Vorwiderstand 3 als Ankopplungsglied und ein schematisch dargestelltes MeßobJekt 6 umfaßt. Das MeßobJekt 6 enthält eine Störspannungsquelle 4, einen Isolationswiderstand 5 und eine Erdkapazität 13. Die Störspannungsquelle 4 kann Wechselspannungen oder Gleichspannungen als Störspannungen erzeugen.In the illustration of FIG. 1, a square-wave oscillator 1 also feeds a square wave voltage a measuring circuit, a measuring resistor 2, a series resistor 3 as a coupling member and a schematically illustrated measuring object 6 includes. That MessobJekt 6 contains an interference voltage source 4, an insulation 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 die Größe des Isolationswiderstandes 5.The measuring voltage tapped at the measuring resistor 2 is passed through a low-pass filter 7 to a scanning device 8 which is controlled by a control circuit 9 is. The output voltage of the scanning device 8 is a measure of the size of the Insulation resistance 5.
Zur Erläuterung des Meßprinzips werden unächst die Einflüsse der Erdkapazität 13 und der Störspannungsquelle 4 vernachlässigt. Unter dieser Voraussetzung erzeugt der Rechteckoszillator 1 eine Rechteckspannung, die einen Strom durch die Widerstände 2, 3 und 5 treibt. Dieser Strom ist ein Maß für die Größe des Isolationswiderstandes 5. Am Meßwiderstand 2 fällt eine diesem Strom proportionale Meßspannung U2 ab.In order to explain the measuring principle, the influences of the earth's capacitance will first be discussed 13 and the interference voltage source 4 are neglected. Generated under this condition the square wave oscillator 1 has a square wave voltage that carries a current through the resistors 2, 3 and 5 drives. This current is a measure of the size of the insulation resistance 5. A measuring voltage U2 proportional to this current drops across the measuring resistor 2.
Bei Berücksichtigung des Einflusses der Erdkapaztät 13 enthält der Strom im Meßkreis einen kapazitiven Anteil. Weiterhin kann der Strom im Meßkreis eine Wechselspannungskomponente oder eine Gleichspannungskomponente von der Störspannungsquelle 4 enthalten. Die Einflüsse der Erdkapazität 13 und der Störspannungsquelle 4 sollen bei der Messung des Isolationswiderstandes eliminiert werden.Taking into account the influence of the earth capacity 13 contains the Current in the measuring circuit has a capacitive component. Furthermore, the current in the measuring circuit an AC component or a DC component from the interference voltage source 4 included. The influences of the earth capacitance 13 and the interference voltage source 4 should eliminated when measuring the insulation resistance.
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 to begin Every half cycle of the square wave voltage of the square wave oscillator 1 increases by leaps and bounds and decays according to an exponential function. The current approaches when sufficient long period of the square wave voltage to a final value. The measuring circuit according to the invention is designed so that this final value of the current, or the voltage representing it, is detected and evaluated with a scanning device. The period of the square wave voltage of the square-wave oscillator 1 is chosen so that the current in the measuring circuit has this final value achieved with the desired accuracy.
Den Verlauf der Meßspannung U2 am Meßwiderstand 2 unter Berücksichtigung des Einflusses der Erdkapazität 13 zeigt Fig. 2b.Taking into account the course of the measuring voltage U2 at the measuring resistor 2 the influence of the earth capacitance 13 is shown in FIG. 2b.
Ein Tiefpaßfilter 7 dient zur Abtrennung von Wechselspannungskomponenten, die von der Störspannungsquelle 4 in den Meßkreis eingekoppelt werden können. Das Tiefpaßfilter 7 bedämpft diese Wechselspannungskomponenten einerseits 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.A low-pass filter 7 is used to separate alternating voltage components, the can be coupled from the interference voltage source 4 into the measuring circuit. The low-pass filter 7 on the one hand sufficiently attenuates these alternating voltage components and on the other hand points a sufficiently fast transient response, so that the measuring voltage does not is adulterated. In particular, an active filter can be provided as the low-pass filter be.
Die Ausgangsspannung U7 des Tiefpaßfilters 7 ist in Fig. 2c dargestellt.The output voltage U7 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.The sampling device 8 contains two sample & hold circuits 11 and 12. These each consist of a relay 11a resp.
12a als Schalter und einem nachgeschalteten RC-Glied 11b, 11c bzw. 12b, 12c als Analogepeicher. Die Schaltkontakte der Relais 11a bzw. 12a 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 11c bzw. 12c bis zum nächsten Abtastzeitpunkt gespeichert bleiben. Die gespeicherten Spannungen werden einem Differenzbildner 10 zugeführt. Die gebildete Spannungsdifferenz kann mit einem nachgeordneten Verstärker auf einen gewünschten Pegel verstärkt werden. Anstelle von Relais können insbesondere auch elektronische Schalter verwendet werden, beispielsweise FET-Transi storen.12a as a switch and a downstream RC element 11b, 11c or 12b, 12c as analog memory. The switching contacts of the relays 11a and 12a are alternating controlled permeable for short time intervals, so that once the positive and once the negative value of the measuring voltage can be sampled at the desired point in time and these voltage values in the capacitors 11c and 12c until the next sampling time remain saved. The stored voltages are used by a difference calculator 10 supplied. The voltage difference formed can be used with a downstream amplifier can be amplified to a desired level. Instead of relays, in particular electronic switches can also be used, for example FET transistors.
Zur Steuerung der beiden Relais 11a und 12a wird der Steuerschaltung 9 die Rethteckspannung 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 U15.The control circuit is used to control the two relays 11a and 12a 9, the Rethteck voltage of the square wave oscillator 1 is supplied. In a level of symmetry 14, this square-wave voltage is converted into a square-wave voltage that is symmetrical to the zero line implemented. The downstream integrator 15 forms from this the one shown in FIG. 2d symmetrical triangle voltage U15.
Die symmetrische Dreieckspannung U15 wird in einer Gleichrichterschaltung 16 gleichgerichtet und in einem Schwellwertglied 17 mit einem vorgegebenen Ansprechschwellwert verglichen.The symmetrical triangular voltage U15 is used in a rectifier circuit 16 rectified and in a threshold value element 17 with a predetermined response threshold value compared.
Fig. 2e zeigt den Verlauf der gleichgerichteten Dreieckspannung U16 am Ausgang der Gleichrichterschaltung 16 und strichlieren den Verlauf des Ansprechschwellwertes Uv. Solange die gleichgerichtete Dreieckspannung U17 den Ansprechschwellwert Uv überschreitet, nimmt das Ausgangssignal U17 des Schwellwertgliedes 17 den Zustand H an. Dabei sorgt einekleine Hysterese für ein eindeutiges Ansprechen. Aus diesen" in Fig. 2f dargestellten Rechteckimpulsen, leitet eine Impulsstufe 18, vorzugsweise eine monostabile Kippstufe, kurze Schaltimpulse ab. Die Impulsdauer der in Fig. 2g dargestellten Schaltimpulse U18 ist so gewählt, daß die Spannung der Speicherkondensatoren 11c bzw. 12c ihren Endwert sicher erreicht.Fig. 2e shows the course of the rectified triangular voltage U16 at the output of the rectifier circuit 16 and dash the course of the response threshold value Uv. As long as the rectified triangular voltage U17 exceeds the response threshold value Uv exceeds, the output signal U17 of the threshold value element 17 takes the state H at. A small hysteresis ensures a clear response. From these" Square pulses shown in Fig. 2f, conducts a pulse stage 18, preferably a monostable multivibrator, short switching pulses. The pulse duration of the in Fig. 2g switching pulses U18 is chosen so that the voltage of the storage capacitors 11c and 12c have safely reached their final value.
Durch geeignete Einstellung des Ansprechschwellwertes Uv des Schwellwertgliedes 17 wird der Beginn der Schaltimpulse vorgegeben. Das alternierende Schalten der beiden Relais 11a bzw.By suitable setting of the response threshold value Uv of the threshold value element 17 the start of the switching pulses is specified. The alternating switching of the both relays 11a resp.
12a wird dadurch erreicht, daß die Schaltimpulse der Impulsstufe 18 in zwei UND-Gattern 19 und 20 mit der Rechteckspannung des Rechteckoszillators in der dargestellten Weise verknüpft sind. Die Ausgänge der beiden UND-Gatter 19 bzw. 20 sind mit den Relais 11a bzw. 12a verbunden.12a is achieved in that the switching pulses of the pulse stage 18 in two AND gates 19 and 20 with the square wave voltage of the square wave oscillator in linked in the manner shown. The outputs of the two AND gates 19 resp. 20 are connected to the relays 11a and 12a, respectively.
Der Einfluß von eingekoppelten Gleichspannungskomponenten von der Störspannungsquelle 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 Störgleichspannung zunächst ein falscher Meßwert vorliegt. Es dauert im ungünstigsten Fall drei Halbperioden der Rechteckspannung des Rechteckoszillators 1, bis der richtige Meßwert des Isolationswiderstandes vorliegt. Dies kann in einer nachgeordneten Überwachungseinrichtung mit Hilfe einer entsprechend eingestellten Verzögerungsschaltung berücksichtigt werden.The influence of coupled DC voltage components on the Interference voltage source 4 is determined by forming the difference in scanning device 8 eliminated, since superimposed DC interference voltages arise in this difference formation cancel each other out. It should be noted that in the event of a sudden occurrence Interference DC voltage is initially an incorrect measured value. It takes in the worst Case three half cycles of the square wave voltage of the square wave oscillator 1 until the correct one The measured value of the insulation resistance is available. This can be done in a downstream monitoring device taken into account with the aid of a correspondingly set delay circuit will.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sieht eine von einer taktgesteuerten Logik gesteuerte Abtasteinrichtung mit folgenden Merkmalen vor: a) Ein erstes analoges Speicherglied speichert den Wert der Meßspannung Jeweils für eine vorgegebene Zeitdauer, b) ein Komperator vergleicht den momentanen Wert der Meßspannung mit dem vorausgegangenen, im ersten analogen Speicherglied gespeicherten Wert und gibt bei Ubereinstimmung während der genannten vorgegebenen Zeitdauer ein Schalt signal 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, c) ein Differenzbildner ist eingangsseitig mit den beiden weiteren analogen Speichergliedern verbunden und seine Ausgangs spannung stellt ein Maß für den Isolationswiderstand des Meßobjekts dar.A particularly advantageous embodiment of an inventive The circuit arrangement provides a scanning device controlled by a clock-controlled logic with the following features: a) A first analog memory element stores the Value of the measuring voltage for a given period of time, b) a comparator compares the current value of the measuring voltage with the previous one, analog in the first Memory element stored value and returns if they match during the said predetermined period of time a switching signal to the logic, which sends 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 of the measuring voltage generated, c) a difference generator is on the input side with the two other analog storage elements connected and its output voltage represents a measure of the insulation resistance of the device under test.
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 Rechteckspannung 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, it is constantly compared by comparing successive ones Values of the measuring voltage checked in a time cycle, whether in the measuring circuit the steady state is reached. As soon as successive values in the clock grid match the measuring voltage, the steady state is considered to have been reached and the square wave oscillator switched. The square oscillator now generates the next half oscillation of its square wave voltage with opposite polarity. The successive values of the measurement voltage at the end of such half-periods of the square wave voltage are saved and compared with each other. Your difference is a measure of the insulation resistance of the device under test. In this embodiment the circuit arrangement according to the invention is a particularly rapid output of Measured values are possible if the earth resistance is low.
Fig. 3 zeigt eine Prinzipschaltung dieser AusfUhrungsform.Eine taktgesteuerte Logik 30 steuert eine Abtasteinrichtung 25 mit einem ersten analogen Speicherglied 26, einem Komperator 27, zwei weiteren analogen Speichergliedern 28 und 29 und einem Differenzbildner 31, sowie den Rechteckoszillator 1. Die taktgesteuerte Logik 30 enthält beispielsweise einen Oszillator, dessen Taktfrequenz wesentlich höher ist als die Frequenz des Rechteckoszillators 1, sowie nachgeschaltete logische Verknüpfungsglieder und Kippstufen. Durch dieFrequenz des Oszillators in der taktgegesteuerten Logik 30 wird ein zeitliches Taktraster vorgegeben, aus dem die Befehle für den Rechteckoszillator 1, die analogen Speicherglieder 26, 28, 29 und den Komperator 27 abgeleitet werden.Fig. 3 shows a basic circuit of this AusfUhrungsform.A clock-controlled Logic 30 controls a scanning device 25 with a first analog memory element 26, a comparator 27, two further analog storage elements 28 and 29 and one Difference generator 31, as well as the square-wave oscillator 1. The clock-controlled logic 30 contains, for example, an oscillator whose clock frequency is much higher than the frequency of the square-wave oscillator 1, as well as downstream logic gates and tilt stages. By the frequency of the oscillator in the clock-controlled logic 30 a time pattern is specified from which the commands for the square-wave oscillator 1, the analog storage elements 26, 28, 29 and the comparator 27 can be derived.
Es wird zur Erläuterung angenommen, daß der Rechteckoszillator 1 beispielsweise gerade eine positive Halbschwingung seiner Rechteckspannung erzeugt. Die sich im Meßkreis einstellende Meßspannung wird in dem von der Logik 30 vorgegebenen Taktraster Jeweils für eine vorgegebene Zeitdauer im ersten analogen Speicherglied 26 abgespeichert. Der Komperator 27 vergleicht den momentanen Wert der Beßspannung mit dem vorausgegangenen, im ersten analogen Speicherglied 26 abgespeicherten Wert. Wenn während einer, durch das Taktraster vorgegebenen Zeitdauer Übereinstimmung zwischen dem momentanen Wert der Meßspannung und dem abgespeicherten, vorangegangenen Wert vorliegt, ist der eingeschwungene Zustand erreicht. Der Komperator 27 gibt nun ein entsprechendes Schaltsignal an die Logik 30 ab. Die Logik 30 erzeugt nun einen Speicherbefehl für das analoge Speicherglied 28, das aufgrund dieses Bpeicherbefehls den momentanen Wert der Meßspannung für die positive Halbwelle der Rechteckspannung des Rechteckoszillators 1 einspeichert. Die Logik 30 gibt außerdem einen Taktbefehl an den Rechteckoszillator 1, der daraufhin auf die negative Halbwelle seiner Rechteckspannung kippt. Der Komperator 27 vergleicht wiederum aufeinanderfolgende Werte der Meßspannung und gibt bei Übereinstimmung 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 umgeschaltet. Der Differenzbildner 31 bildet die Differenz der in den analogen Speichergliedern 28 und 29 gespeicherten Werte der Meßspannung. Die Ausgangsspannung des Differenzbildners 31 ist ein Maß für den Isolationswiderstand des MeßobJekts 6.It is assumed for explanation that the square wave oscillator 1 is, for example just generated a positive half-oscillation of its square-wave voltage. Which are in The measuring voltage setting the measuring circuit is set in the cycle pattern specified by the logic 30 Stored in the first analog memory element 26 in each case for a predetermined period of time. The comparator 27 compares the current value of the stress tension with the previous one, value stored in the first analog memory element 26. If during one, by the clock pattern predetermined time period correspondence between the current value the measuring voltage and the stored, previous value is present, is the steady state reached. The comparator 27 now gives a corresponding one Switching signal to logic 30. The logic 30 now generates a store command for the analog memory element 28, which is due to this Bpeicher command the current Value of the measuring voltage for the positive half-wave of the square-wave voltage of the square-wave oscillator 1 stores. The logic 30 also gives a clock command to the square wave oscillator 1, which then tilts to the negative half-wave of its square-wave voltage. The comparator 27 again compares successive values of the measuring voltage and gives if they match a switching signal to the logic 30. The logic 30 generates a storage command for the analog storage element 29, the ~ then the negative value of the measurement voltage in the steady state Saves state. The square oscillator 1 is positive on the next one Half-wave switched. The difference generator 31 forms the difference between the in the analog storage elements 28 and 29 stored values of the measurement voltage. the The output voltage of 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 eineifsprunghaft 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 aufgetreten ist.As was already stated in the description of FIG. 1, can in the case of a sudden interfering DC voltage, initially an incorrect measured value are displayed. Only when three half cycles of the square wave voltage of the square wave oscillator have expired, a statement can be made with certainty whether a sudden interference DC voltage or a sudden change in the Insulation resistance has occurred.
Um eine Unterscheidung zwischen einer sprunghaft aufgetretenen Störgleichspannung und einer sprunghaften Veränderung des Isolationswiderstandes zu ermöglichen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Ausgangsspannung des Differenzbildners einer Prüfschaltung zugeführt ist, die eine getaktete Steuerlogik, einen Komperator und zwei weitere analoge Speicherglieder enthält, wobei der Komperator Jeweils die momentane Ausgangsspannung des Differenzbildners mit dem vorausgegangenen, im analogen Speicherglied gespeicherten Wert vergleicht und bei Übereinstimmung die momentane Ausgangsspannung des Differenzbildners in das weitere analoge Speicherglied eingibt.To distinguish between a sudden disturbance DC voltage and to enable a sudden change in the insulation resistance, sees a development of the invention that the output voltage of the difference generator a test circuit is fed to the clocked control logic, a comparator and contains two further analog storage elements, the comparator each having the instantaneous output voltage of the difference calculator with the previous one, in the analog Memory element compares stored value and, if they match, the current one Input voltage of the difference calculator in the further analog 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 fit dem Taktbefehl für den Rechteckoszillator 1 gesteuert ist. Die PrUfschaltung 32 enthält ein analoges Speicherglied 35, dem die Ausgangsspannung des Differenzbildners 31 zugeführt ist. Ein Komperator 34 vergleicht die momentane Ausgangsspannung des / im Zusammenhang Differenzbildners 31 mit dem im Taktraster vorangegangenen Wert. Erst dann, wenn bei aufeinanderfolgenden Halbschwingungen der Rechteckspannung des Rechteckoszillators 1 gleiche Differenzwerte vom Differenzbildner 31 ausgegeben werden, gibt der Komperator 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 of a clocked control logic 33 is controlled, which in turn with the logic 30 in Connection is and fit the clock command for the square wave oscillator 1 is controlled. The test circuit 32 contains an analog memory element 35 to which the output voltage of the difference former 31 is supplied. A comparator 34 compares the instantaneous Output voltage of / related Difference former 31 with the previous value in the clock grid. Only if in successive Half oscillations of the square wave voltage of the square wave oscillator 1 have the same difference values are output by the difference calculator 31, the comparator 34 outputs a switching signal to the control logic 33, which then sends a memory command to the further analog Memory element 36 outputs, whereupon the output voltage of the difference generator 31 im analog memory element 36 is stored. The analog memory element 36 can an evaluation circuit can be arranged downstream, for example a limit indicator contains.
Die in Fig. 3 dargestellte Prüfschaltung 32 kann auch beim Ausftihrungsbeispiel der Fig. 1 eingesetzt werden. In diesem Fall wird die Steuerlogik 33 unmittelbar mit dem Takt des Rechteckoszillators 1 getaktet.The test circuit 32 shown in FIG. 3 can also be used in the exemplary embodiment of Fig. 1 can be used. In this case, the control logic 33 becomes immediate clocked with the clock of the square wave oscillator 1.
Fig. 4 zeigt die Anwendung einer erlindungsgemäßen Meßschaltung zur Messung des Isolationswiderstandes einer Erregerschaltung einer elektrischen Maschine, Über einen Stromrichtertransformator 21 wird eine Gleichrichterbrücke 22 gespeist, deren Gleichspannungsschienen mit 23a und 23b bezeichnet sind. Zwischen diesen Gleichspannungsschienen 23a, 23b liegt die Erregerwicklung 24.Fig. 4 shows the use of an inventive measuring circuit for Measurement of the insulation resistance of an excitation circuit of an electrical machine, A rectifier bridge 22 is fed via a converter transformer 21, whose DC voltage rails are designated 23a and 23b. Between these DC voltage rails The excitation winding 24 is located 23a, 23b.
Im ungestörten Starkstromkreis wird sich durch die räumlich verteilte ErSkapazität 13' und den ebenfalls räumlich verteilten Isolationswiderstand 5' ein Zustand einstellen bei dem die Mitte der Erregerwicklung 24 gegen Erde das Potential Null aufweist.In the undisturbed power circuit, the spatially distributed ErScapacitance 13 'and the also spatially distributed insulation resistance 5' Set the state in which the center of the excitation winding 24 to earth the potential Has zero.
Das Ankopplungsglied für den Meßkreis besteht aus zwei gleich großen Teilwiderständen 3a und 3b, deren Mittelpunkt mit dem Oszillator 1 verbunden ist. Im ungünstigsten Fall, nämlich beim Auftreten eines Erdschlusses auf der Plus seit oder der Minusseite der Erregerwicklung 24 fällt die gesamte Erregerspannung an einem der beiden Teilwiderstände 3a oder 3b ab. Die Teilwiderstände müssen daher für die volle Erregerspannung ausgelegt sein.The coupling element for the measuring circuit consists of two equally large Partial resistors 3a and 3b, the center point of which is connected to the oscillator 1. In the worst case, namely when an earth fault occurs on the plus since or the minus side of the field winding 24 is the entire field voltage one of the two partial resistors 3a or 3b. The partial resistances have to therefore be designed for the full excitation voltage.
An den Meßwiderstand 2 ist eine erfindungsgemäße gesteuerte Abtasteinrichtung angekoppelt.A controlled scanning device according to the invention is connected to the measuring resistor 2 coupled.
6 Patentansprüche 4 Figuren6 claims 4 figures
Claims (6)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752545325 DE2545325C3 (en) | 1975-10-09 | 1975-10-09 | Circuit arrangement for measuring the insulation resistance of floating power circuits |
| JP51120810A JPS5247777A (en) | 1975-10-09 | 1976-10-07 | Circuit device for measuring insulation resistance in nonngrounded large current circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| 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 true DE2545325A1 (en) | 1977-04-14 |
| DE2545325B2 DE2545325B2 (en) | 1978-07-20 |
| DE2545325C3 DE2545325C3 (en) | 1979-03-22 |
Family
ID=5958789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752545325 Expired DE2545325C3 (en) | 1975-10-09 | 1975-10-09 | Circuit arrangement for measuring the insulation resistance of floating power circuits |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5247777A (en) |
| DE (1) | DE2545325C3 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2616228A1 (en) * | 1987-06-04 | 1988-12-09 | Merlin Gerin | DEVICE FOR MONITORING AND MEASURING THE INSULATION OF AN ELECTRICAL NETWORK |
| EP0411689A1 (en) * | 1989-08-01 | 1991-02-06 | ENIRICERCHE S.p.A. | Method for continuously monitoring the soundness of the protective covering on underground metal structures, and devices for its implementation |
| 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 |
| EP0654673A1 (en) * | 1993-11-24 | 1995-05-24 | Dipl.-Ing. Walther Bender GmbH & Co. KG | Method and apparatus for insulation monitoring in unearthed DC and AC networks |
| ES2390148A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-11-07 | Zigor Corporacion, S. A. | Measuring the electrical insulation resistance of a DC voltage source |
| DE102016213692A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Zf Friedrichshafen Ag | Detection of a short circuit in a coil |
| DE102019132242A1 (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-02 | 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) |
Families Citing this family (6)
| 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 |
| GB9606751D0 (en) * | 1996-03-29 | 1996-06-05 | Robin Electronics Ltd | RCD loop tester |
| DE10355086B4 (en) * | 2003-11-24 | 2018-06-14 | Bender Gmbh & Co. Kg | Method for determining the ohmic insulation resistance of a grounded AC network |
| ES2319897T3 (en) * | 2004-04-18 | 2009-05-14 | Deif A/S | INSULATION SUPERVISION PROCEDURE AND DEVICE. |
-
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 (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2616228A1 (en) * | 1987-06-04 | 1988-12-09 | Merlin Gerin | DEVICE FOR MONITORING AND MEASURING THE INSULATION OF AN ELECTRICAL NETWORK |
| US4896115A (en) * | 1987-06-04 | 1990-01-23 | Merlin Gerin | Electrical network insulation monitoring and measuring device |
| EP0411689A1 (en) * | 1989-08-01 | 1991-02-06 | ENIRICERCHE S.p.A. | Method for continuously monitoring the soundness of the protective covering on underground metal structures, and devices for its implementation |
| 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 |
| EP0654673A1 (en) * | 1993-11-24 | 1995-05-24 | Dipl.-Ing. Walther Bender GmbH & Co. KG | Method and apparatus for insulation monitoring in unearthed DC and AC networks |
| ES2390148A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-11-07 | Zigor Corporacion, S. A. | Measuring the electrical insulation resistance of a DC voltage source |
| DE102016213692A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Zf Friedrichshafen Ag | Detection of a short circuit in a coil |
| DE102019132242A1 (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-02 | 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) |
| 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) |
| US11353486B2 (en) | 2019-11-28 | 2022-06-07 | Bender Gmbh & Co. Kg | Circuit arrangement having an active measuring voltage for determining an insulation resistance against ground potential in an ungrounded power supply system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2545325B2 (en) | 1978-07-20 |
| JPS5247777A (en) | 1977-04-15 |
| JPS5635827B2 (en) | 1981-08-20 |
| DE2545325C3 (en) | 1979-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2915407C2 (en) | ||
| DE2542811C2 (en) | Circuit arrangement for measuring the earth resistance of an ungrounded power circuit | |
| EP0654673A1 (en) | Method and apparatus for insulation monitoring in unearthed DC and AC networks | |
| DE2545325A1 (en) | Insulation resistance measurement circuit - for winding and iron core in electric machines uses scanner and oscillator | |
| DE10205381A1 (en) | Monitoring insulation of direct current network, with measurement resistance galvanically separated from resistance measurement device to suppress interference effects | |
| DE102011108716A1 (en) | Injection device for injection of alternating current signal into three-phase electrical power distribution system, has control units controlling injection units, so that voltages are equal to values during activation time | |
| AT402770B (en) | METHOD FOR MONITORING A THREE-PHASE NETWORK FOR A CHANGE IN THE TUNING COOLER | |
| DE4109586A1 (en) | Industrial insulation monitor for unearthed AC low voltage mains - has DC mains voltage with single pole DC voltage source connected in series to coupling resistance arranged between AC voltage mains and earth | |
| EP0497994B1 (en) | Method and circuit for monitoring an ion- or redox-potential measuring electrode system | |
| DE1043479B (en) | Electrical relay protection system | |
| DE69305911T2 (en) | Device for monitoring a homopolar fault in the power grid | |
| DE69213521T2 (en) | Method and arrangement for detecting saturation of current transformer transformers | |
| DE69405998T3 (en) | ELECTRICAL TEST DEVICE | |
| DE2731453C3 (en) | Earth fault detector | |
| DE2541661B2 (en) | Device for controlling the ignition angle of a resonant circuit inverter | |
| EP0015864B1 (en) | Circuit for the determination of the reactance of a power transmission line in the case of a short circuit | |
| EP0165512B1 (en) | Method for determining the difference between an alternative voltage and a second voltage, and measuring device for the application of said method | |
| DE1266869B (en) | Device for controlling the synchronization of a synchronous motor starting as an asynchronous motor | |
| DE3941975C2 (en) | Circuit arrangement for monitoring insulation resistance in power networks | |
| DE2339496C2 (en) | Phase detector | |
| DE2208778B2 (en) | INDEPENDENT INSULATION TEST DEVICE | |
| DE2460079A1 (en) | Network for determining potentiometer settings in situ - tests the potentiometer voltages and gives a digital display | |
| DE3718305C1 (en) | Circuit for monitoring the level of alternating-voltage signals | |
| DE2643824C3 (en) | Method for measuring the insulation resistance of AC voltage networks | |
| DE967448C (en) | Device for measuring the fault location distance in the event of short-circuiting of lines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |