RU152722U1

RU152722U1 - DEVICE FOR MONITORING RESISTANCE OF ELECTRIC CIRCUIT INSULATION

Info

Publication number: RU152722U1
Application number: RU2014143077/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Жуков; Сергей Иванович Павлов; Юрий Иванович Шестаков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна"
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2015-06-10

Abstract

1. Устройство для контроля сопротивления изоляции электрической цепи, содержащее переключающий ключ, шунт, вычислительный блок, управляющий выход которого подключен к управляющему входу переключающего ключа, и блок индикации, подключенный к информационному выходу вычислительного блока, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком тока, включенным последовательно с шунтом и коммутируемой цепью переключающего ключа и присоединенным к вычислительному блоку, а вычислительный блок выполнен на основе контроллера с аналого-цифровым преобразователем.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что его датчик тока выполнен на основе измерительного преобразователя малых токов типа ДМТ, снабженного нагрузочным резистором и амплитудным детектором на основе выпрямителя.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено последовательно соединенными дополнительным шунтом и дополнительным ключом, подключенными параллельно шунту, а управляющий вход дополнительного ключа подключен к дополнительному управляющему выходу вычислительного блока.1. A device for controlling the insulation resistance of an electric circuit containing a switching key, a shunt, a computing unit, the control output of which is connected to the control input of the switching key, and an indication unit connected to the information output of the computing unit, characterized in that it is equipped with a current sensor included in series with the shunt and the switching circuit of the switching key and connected to the computing unit, and the computing unit is made on the basis of a controller with analog-to-digital conversion ovatelem.2. The device according to claim 1, characterized in that its current sensor is based on a small current measuring transducer of the DMT type, equipped with a load resistor and an amplitude detector based on a rectifier. 3. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional shunt and an additional key connected in parallel, connected in parallel with the shunt, and the control input of the additional key is connected to the additional control output of the computing unit.

Description

Полезная модель относится к электроизмерительной технике и преимущественно может быть использована для контроля сопротивления изоляции находящихся под рабочим напряжением силовых электрических цепей постоянного тока, в частности, для контроля сопротивления изоляции обмоток размагничивания кораблей.The invention relates to an electrical measuring technique and can mainly be used to control the insulation resistance of DC power circuits operating under operating voltage, in particular, to control the insulation resistance of ships demagnetizing windings.

В процессе размагничивания корпуса корабля для обеспечения пожаро- и электробезопасности необходим непрерывный контроль сопротивления изоляции обмоток размагничивания, который заключается в измерении текущего значения сопротивления обмоток размагничивания относительно корпуса корабля, когда к обмоткам приложено постоянное или медленно меняющееся по величине и полярности рабочее напряжение постоянного тока, а в случае снижения сопротивления изоляции ниже нормы в дополнительном определении места этого нарушения по длине такой достаточно протяженной обмотки размагничивания.In the process of demagnetization of the ship’s hull to ensure fire and electrical safety, continuous monitoring of the insulation resistance of the demagnetization windings is required, which consists in measuring the current value of the resistance of the demagnetization windings relative to the ship’s hull when a constant or slowly varying DC voltage is applied to the windings, and in the case of a decrease in insulation resistance below normal in an additional determination of the location of this violation along the length of such sufficiently long demagnetizing winding.

Из современного уровня техники известен значительный ряд устройств, которые обеспечивают измерение сопротивления изоляции протяженных силовых электрических цепей, но, как правило, не позволяют определять место расположения участка электрической цепи, на котором произошло нарушение изоляции.A significant number of devices are known from the state of the art that provide measurement of the insulation resistance of extended power electrical circuits, but, as a rule, do not allow to determine the location of the portion of the electrical circuit where the insulation violation occurred.

Среди устройств, обеспечивающих возможность не только измерения сопротивления изоляции электрической цепи, но и определение участка цепи, на котором произошло нарушение изоляции, например, известно устройство для измерения электрических параметров и определения места повреждения кабельных линий (RU 19420 U1, 2001). Указанное известное устройство содержит последовательно соединенные источник испытательного напряжения, блок измерительных цепей с коммутатором, аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллер с панелью управления и индикатором, причем блок измерительных цепей содержит четыре коммутируемые цепи измерения емкости, электрического сопротивления изоляции, электрического сопротивления шлейфа и утечки тока кабеля.Among the devices that provide the opportunity not only to measure the insulation resistance of the electric circuit, but also to determine the portion of the circuit on which the insulation violation occurred, for example, a device is known for measuring electrical parameters and determining the location of damage to cable lines (RU 19420 U1, 2001). The specified known device contains a series-connected test voltage source, a block of measuring circuits with a switch, an analog-to-digital converter and a microcontroller with a control panel and indicator, and the block of measuring circuits contains four switched circuits for measuring capacitance, electrical insulation resistance, electric resistance of a loop, and cable current leakage .

Указанное известное устройство позволяет измерять сопротивление изоляции электрического кабеля и определять расстояние до участка кабеля, на котором произошло снижение сопротивления изоляции, но не обеспечивает возможности осуществления такого контроля электрических цепей, находящихся под действием рабочего напряжения, а также требует наличия источников напряжений постоянного и переменного тока.The specified known device allows you to measure the insulation resistance of an electric cable and determine the distance to the cable section at which there was a decrease in insulation resistance, but does not provide the possibility of such control of electrical circuits under the action of operating voltage, and also requires the presence of voltage sources of direct and alternating current.

Кроме того, указанное известное устройство характеризуется достаточно значительным временем, необходимым для выполнения измерений.In addition, the specified known device is characterized by a sufficiently significant time required to perform measurements.

Известно также устройство, которое позволяет осуществить известный способ определения сопротивления путей утечек тока на землю в электрических системах (RU 2010247 С1, 1994) и которое рассмотрено в описании изобретения к указанному патенту. Как отмечают авторы этого изобретения, указанные способ и устройство могут быть использованы при определении сопротивлений утечек тока через изоляцию на элементах батарей аккумуляторов, химических источников тока, на электролизерах электролизных батарей и, в том числе, для определения сопротивлений утечек тока через изоляцию на витках обмоток размагничивания кораблей.A device is also known that allows the known method to determine the resistance of current leakage paths to earth in electrical systems (RU 2010247 C1, 1994) and which is described in the description of the invention to the specified patent. As the authors of this invention note, the indicated method and device can be used to determine the resistance of current leakage through insulation on the elements of battery batteries, chemical current sources, on electrolytic cells of electrolysis batteries, and also to determine the resistance of leakage current through insulation on the turns of demagnetizing windings ships.

Упомянутое известное устройство содержит образцовый шунт, первый амперметр, второй амперметр, включенный последовательно с обмоткой размагничивания, вольтметр и блок коммутации, который выполнен и подключен с обеспечением следующих возможностей:Mentioned known device contains an exemplary shunt, a first ammeter, a second ammeter connected in series with a demagnetizing coil, a voltmeter and a switching unit, which is made and connected with the following features:

- параллельного подключения вольтметра поочередно к каждому витку обмотки размагничивания;- parallel connection of the voltmeter in turn to each coil of the demagnetization winding;

- поочередного подключения образцового шунта параллельно каждому витку обмотки размагничивания;- alternately connecting a model shunt parallel to each coil of the demagnetizing winding;

- подключения первого амперметра поочередного между одним и другим полюсом источника питания обмотки размагничивания и корпусом.- connecting the first ammeter alternately between one and the other pole of the power source of the demagnetization winding and the housing.

При функционировании указанного известного устройства первоначально блок коммутации поочередно подключает вольтметр параллельно каждому витку обмотки размагничивания. На основании результатов измерений тока в цепи обмотки размагничивания вторым амперметром и падений напряжения на витках обмотки размагничивания определяют сопротивления каждого витка обмотки размагничивания.When the specified known device is operating, initially the switching unit alternately connects a voltmeter parallel to each coil of the demagnetization winding. Based on the results of current measurements in the demagnetization winding circuit by the second ammeter and voltage drops on the turns of the demagnetization winding, the resistances of each turn of the demagnetization winding are determined.

Затем блок коммутации подключает первый амперметр между одним из полюсов источника питания и корпусом. При этом измеряют токи обоими амперметрами. Далее блок коммутации поочередно подключает образцовый шунт параллельно каждому витку обмотки размагничивания. При шунтировании каждого витка измеряют токи обоими амперметрами. Затем блок коммутации подключает первый амперметр между другим полюсом источника питания и корпусом. При этом вновь измеряют токи обоими амперметрами.Then, the switching unit connects the first ammeter between one of the poles of the power source and the housing. In this case, currents are measured by both ammeters. Further, the switching unit alternately connects a model shunt parallel to each coil of the demagnetization winding. When shunting each coil, currents are measured with both ammeters. Then, the switching unit connects the first ammeter between the other pole of the power source and the housing. In this case, the currents are again measured with both ammeters.

Перечисленные результаты измерений и вычислений сводят в систему линейных уравнений, решая которую получают значения сопротивлений изоляции каждого витка обмотки размагничивания относительно корпуса.The listed results of measurements and calculations are reduced to a system of linear equations, solving which they obtain the insulation resistance values of each coil of the demagnetization winding relative to the housing.

Использование указанного известного устройства, например, для определения сопротивлений утечек тока через изоляцию на элементах батарей аккумуляторов, количество которых существенно ограничено, по всей вероятности, не представляет технической сложности. Однако, в случае применения этого устройства для контроля многовитковых и достаточно протяженных обмоток размагничивания кораблей необходимость обеспечения возможности первоначального параллельного подключения вольтметра поочередно к каждому витку обмотки размагничивания и последующего поочередного подключения образцового шунта параллельно каждому витку обмотки размагничивания требует снабжения каждого витка обмотки размагничивания соответствующими выводами, что приводит к существенному усложнению конструкции как устройства-аналога, так и самих обмоток размагничивания, а также к снижению сопротивления изоляции последних. Поэтому использование указанного известного устройства для контроля сопротивления изоляции обмоток размагничивания кораблей нам представляется достаточно проблематичным.The use of this known device, for example, to determine the resistance of current leakage through the insulation on the battery cells of the batteries, the number of which is significantly limited, in all likelihood, does not represent a technical difficulty. However, in the case of using this device for monitoring multi-turn and sufficiently long windings of the demagnetization of ships, the need to ensure the possibility of the initial parallel connection of the voltmeter in turn to each turn of the demagnetization winding and subsequent alternate connection of a model shunt in parallel to each turn of the demagnetization winding requires supplying each turn of the demagnetization winding with the corresponding output leads to a significant complication of the design as devices a-analogue, and the demagnetization windings themselves, as well as to reduce the insulation resistance of the latter. Therefore, the use of this known device for monitoring the insulation resistance of the windings of the demagnetization of ships seems to us quite problematic.

Кроме того, использование последовательно во времени параллельного подключения вольтметра поочередно к каждому витку обмотки размагничивания, поочередного подключения образцового шунта параллельно каждому витку обмотки размагничивания и подключения первого амперметра поочередного между одним и другим полюсом источника питания обмотки размагничивания и корпусом существенно увеличивает время, необходимое для выполнения измерений.In addition, the use of a parallel connection of a voltmeter sequentially in time to each turn of the demagnetizing coil, alternately connecting a model shunt parallel to each turn of the demagnetizing coil and connecting the first ammeter alternately between one and the other pole of the demagnetizing coil power source and the housing significantly increases the time required for measurements .

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству для контроля сопротивления изоляции электрической цепи следует считать известное устройство измерения и контроля эквивалентного сопротивления изоляции изолированных от земли силовых электрических сетей постоянного тока под рабочим напряжением (RU 2460080 С1, 2012), которое предназначено для измерения и постоянно действующего контроля сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока на кораблях, судах, шахтах, метрополитене и там, где есть разветвленные отдельные сети постоянного тока.The closest in technical essence to the claimed device for monitoring the insulation resistance of an electric circuit should be considered a known device for measuring and monitoring the equivalent insulation resistance of isolated from the ground power DC electrical networks under operating voltage (RU 2460080 C1, 2012), which is designed to measure and continuously operating monitoring of insulation resistance of direct current electric networks on ships, ships, mines, underground and where there are branched separate DC network.

Указанное известное устройство, являющееся ближайшим аналогом, содержит резистивный шунт, подключенный одним выводом к корпусу, переключающий ключ, включенный между одним из полюсов контролируемой сети и резистивным шунтом, два ключа, включенных последовательно с коммутируемыми цепями переключающего ключа, блок управления и вычисления, блок сигнализации и блок индикации. При этом блок управления и вычисления содержит генератор импульсов, соединенный с управляющим входом переключающего ключа, формирователь импульсов, соединенный с управляющими входами ключей, два блока выборки и хранения аналогового сигнала, подключенные входами к ключам, и последовательно соединенные дифференциальный усилитель, электронный делитель напряжения и умножитель напряжения, выход которого подключен к блоку сигнализации и блоку индикации.The specified known device, which is the closest analogue, contains a resistive shunt connected by one output to the housing, a switching key connected between one of the poles of the monitored network and a resistive shunt, two keys connected in series with the switched circuits of the switching key, a control and calculation unit, an alarm unit and display unit. Moreover, the control and calculation unit comprises a pulse generator connected to the control input of the switching key, a pulse shaper connected to the control inputs of the keys, two blocks of sampling and storage of the analog signal, connected by inputs to the keys, and series-connected differential amplifier, electronic voltage divider and multiplier voltage, the output of which is connected to the alarm unit and the display unit.

При функционировании известное устройство, являющееся ближайшим аналогом, обеспечивает измерение напряжения U₁ относительно корпуса на одном полюсе контролируемой сети постоянного тока, шунтирование этого же полюса резистивным шунтом по отношению к корпусу, измерение напряжения U₂ на этом полюсе относительно корпуса после шунтирования и завершения переходного процесса, связанного с процессом шунтирования, определение эквивалентного сопротивления изоляции R_ИЗ контролируемой сети в соответствии с зависимостью R_ИЗ=R_Ш(U₁-U₂)/U₂, где R_Ш - сопротивление резистивного шунта, и отображение полученного значения эквивалентного сопротивления изоляции с помощью блока индикации.In operation, the known device, which is the closest analogue, provides the measurement of voltage U ₁ relative to the housing at one pole of the controlled DC network, shunting the same pole with a resistive shunt relative to the housing, measuring the voltage U ₂ at this pole relative to the housing after shunting and completion of the transition process associated with the process of grafting, the determination of the equivalent insulation resistance R _{of the} monitored network according to the relation _OUT = R R _W (U ₂ -U ₁₎ / U _2, where R - the resistance of the resistive shunt, and mapping the obtained values of the equivalent resistance of insulation via the display unit.

Поскольку при функционировании известного устройства, являющегося ближайшим аналогом, шунтирование осуществляется только одного полюса электрической сети, по сравнению с рассмотренным выше аналогом существенным образом снижается время, необходимое для выполнения измерений.Since when operating the known device, which is the closest analogue, only one pole of the electric network is bypassed, compared with the analogue discussed above, the time required to perform measurements is significantly reduced.

Однако, устройство, являющееся ближайшим аналогом, не обеспечивает возможности определения места расположения участка электрической цепи, на котором произошло нарушение изоляции.However, the device, which is the closest analogue, does not provide the ability to determine the location of the portion of the electrical circuit on which the insulation violation occurred.

Использование в устройстве, являющемся ближайшим аналогом, блока управления и вычисления на основе аналоговых вычислительных средств, которым, как известно, свойственен дрейф напряжений и токов, приводит к увеличению погрешности измерений.The use in the device, which is the closest analogue, of a control and calculation unit based on analog computing means, which, as is known, is characterized by a drift of voltages and currents, leads to an increase in measurement error.

Задачами настоящей полезной модели являются расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения места расположения участка электрической цепи, на котором произошло нарушение изоляции, повышение точности измерений сопротивления изоляции и расширения арсенала используемых технических средств, применяемых для контроля сопротивления изоляции.The objectives of this utility model are to expand the functionality by providing the ability to determine the location of the portion of the electrical circuit where the insulation is broken, improving the accuracy of measurements of insulation resistance and expanding the arsenal of used technical tools used to control insulation resistance.

Поставленная задача решена, согласно настоящей полезной модели, тем, что устройство для контроля сопротивления изоляции электрической цепи, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, переключающий ключ, шунт, вычислительный блок, управляющий выход которого подключен к управляющему входу переключающего ключа, и блок индикации, подключенный к информационному выходу вычислительного блока, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено датчиком тока, включенным последовательно с шунтом и коммутируемой цепью переключающего ключа и присоединенным к вычислительному блоку, а вычислительный блок выполнен на основе контроллера с аналого-цифровым преобразователем.The problem is solved, according to this utility model, in that a device for controlling the insulation resistance of an electric circuit, comprising, in accordance with the closest analogue, a switching key, a shunt, a computing unit, the control output of which is connected to the control input of the switching key, and an indication unit, connected to the information output of the computing unit, differs from the closest analogue in that it is equipped with a current sensor connected in series with the shunt and the switching circuit of the switching Lyucha and connected to the computing unit and computing unit is based on a controller with analog-to-digital converter.

При этом датчик тока выполнен на основе измерительного преобразователя малых токов типа ДМТ, снабженного нагрузочным резистором и амплитудным детектором на основе выпрямителя.The current sensor is made on the basis of a measuring transducer of small currents of the DMT type, equipped with a load resistor and an amplitude detector based on a rectifier.

При наилучшем осуществлении настоящей полезной модели устройство снабжено последовательно соединенными дополнительным шунтом и дополнительным ключом, подключенными параллельно шунту, а управляющий вход дополнительного ключа подключен к дополнительному управляющему выходу вычислительного блока.In the best implementation of the present utility model, the device is equipped with a series-connected additional shunt and an additional key connected in parallel with the shunt, and the control input of the additional key is connected to the additional control output of the computing unit.

Снабжение устройства для контроля сопротивления изоляции электрической цепи датчиком тока, включенным последовательно с шунтом и коммутируемой цепью переключающего ключа и присоединенным к вычислительному блоку, обеспечивает возможность, как будет показано ниже, не только измерения сопротивления изоляции находящейся под рабочим напряжением силовой электрической цепи постоянного тока, но и определения места расположения участка электрической цепи, на котором произошло нарушение изоляции, что приводит к расширению функциональных возможностей устройства.Providing a device for monitoring the insulation resistance of the electric circuit with a current sensor connected in series with the shunt and the switching circuit of the switching key and connected to the computing unit provides the possibility, as will be shown below, not only of measuring the insulation resistance of the DC power circuit operating under voltage, but and determining the location of the section of the electrical circuit on which the insulation violation occurred, which leads to the expansion of functional zmozhnostey device.

Выполнение вычислительного блока на основе контроллера с аналого-цифровым преобразователем, а не на основе, как в ближайшем аналоге, аналоговых вычислительных средств, которым свойственен дрейф напряжений и токов, обеспечивает повышение точности измерений сопротивления изоляции.The execution of the computing unit on the basis of a controller with an analog-to-digital converter, and not on the basis, as in the closest analogue, of the analog computing means, which are characterized by voltage and current drift, provides an increase in the accuracy of insulation resistance measurements.

Отмеченное свидетельствует о решении декларированных выше задач настоящей полезной модели благодаря наличию у устройства для контроля сопротивления изоляции электрической цепи перечисленных выше отличительных признаков.The aforementioned testifies to the solution of the declared tasks of the present utility model due to the presence of the above distinguishing features of the device for monitoring the insulation resistance of the electric circuit.

На чертеже показана структурная схема заявляемого устройства для контроля сопротивления изоляции электрической цепи, где 1 - датчик тока, 2 - шунт, 3 -дополнительный шунт, 4 - переключающий ключ, 5 - дополнительный ключ, 6 - аналого-цифровой преобразователь, 7 - контроллер, 8 - блок индикации, 9 - первый полюс контролируемой сети, 10 - второй полюс контролируемой сети, 11 - сопротивление изоляции первого полюса, 12 - сопротивление изоляции второго полюса, 13 - емкость первого полюса относительно корпуса и 14 - емкость второго полюса относительно корпуса.The drawing shows a structural diagram of the inventive device for monitoring the insulation resistance of an electric circuit, where 1 is a current sensor, 2 is a shunt, 3 is an additional shunt, 4 is a switching key, 5 is an additional key, 6 is an analog-to-digital converter, 7 is a controller, 8 - display unit, 9 - the first pole of the controlled network, 10 - the second pole of the controlled network, 11 - insulation resistance of the first pole, 12 - insulation resistance of the second pole, 13 - the capacity of the first pole relative to the housing and 14 - the capacity of the second pole relative to the housing.

Устройство для контроля сопротивления изоляции электрической цепи содержит последовательно соединенные шунт 2, датчик 1 тока и переключающий ключ 4, один из выводов которого выполнен с возможностью присоединения к первому полюсу 9 контролируемой сети, а второй - к корпусу. Нижний вывод (по расположению на чертеже) шунта 2 выполнен с возможностью присоединения ко второму полюсу 10 контролируемой сети. Устройство также содержит последовательно соединенные дополнительный шунт 3 и дополнительный ключ 5, которые подключены параллельно шунту 2. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 6, контроллер 7 и блок 8 индикации, выполненный с возможностью цифровой индикации результатов вычислений. В качестве аналого-цифрового преобразователя 6 и контроллера 7, образующих вычислительный блок, например, может быть использована микросхема 1986BE91T. Информационный вход контроллера 7 через аналого-цифровой преобразователь 6 соединен с выходом датчика 1 тока, а его управляющие выходы - с управляющими входами переключающего ключа 4 и дополнительного ключа 5. Датчик 1 тока выполнен на основе измерительного преобразователя малых токов типа ДМТ (производство ФГУП «Научно-исследовательский институт электромеханики», г. Истра Московской области), который содержит замкнутый магнитопровод с зазором, в котором установлен датчик Холла. На магнитопроводе установлены входная и компенсационная обмотки. Ток через компенсационную обмотку является также выходным током измерительного преобразователя малых токов, используемого в составе датчика 1 тока, что, с одной стороны, требует снабжения его нагрузочным резистором (на чертеже не показан), но, с другой стороны, обеспечивает гальваническую развязку между входной и выходной цепями датчика 1 тока, способствующую повышению пожаро- и электробезопасности. Для обеспечения возможности функционирования заявляемого устройства при изменяющейся полярности рабочего напряжения на полюсах контролируемой сети датчик 1 тока снабжен амплитудным детектором на основе выпрямителя (на чертеже не показан), включенным в выходную цепь измерительного преобразователя малых токов. Сопротивление входной обмотки измерительного преобразователя малых токов датчика 1 тока много меньше сопротивлений шунта 2 и дополнительного шунта 3.A device for monitoring the insulation resistance of an electric circuit contains a series-connected shunt 2, a current sensor 1 and a switching key 4, one of the terminals of which is configured to connect to the first pole 9 of the controlled network, and the second to the case. The lower terminal (according to the location in the drawing) of the shunt 2 is made with the possibility of connection to the second pole 10 of the monitored network. The device also contains a series-connected additional shunt 3 and an additional key 5, which are connected parallel to the shunt 2. In addition, the device contains a series-connected analog-to-digital converter 6, a controller 7 and an indication unit 8, configured to digitally indicate the calculation results. As an analog-to-digital Converter 6 and the controller 7, forming a computing unit, for example, can be used chip 1986BE91T. The information input of the controller 7 through an analog-to-digital converter 6 is connected to the output of the current sensor 1, and its control outputs are connected to the control inputs of the switching key 4 and additional key 5. The current sensor 1 is made on the basis of a small current measuring transducer of the DMT type (manufactured by FSUE Scientific Research Institute of Electromechanics ”, Istra, Moscow Region), which contains a closed magnetic circuit with a gap in which a Hall sensor is installed. The input and compensation windings are installed on the magnetic circuit. The current through the compensation winding is also the output current of the low current measuring transducer used as part of the current sensor 1, which, on the one hand, requires supplying it with a load resistor (not shown in the drawing), but, on the other hand, provides galvanic isolation between the input and output circuits of the current sensor 1, which contributes to increased fire and electrical safety. To ensure the operation of the inventive device with a changing polarity of the operating voltage at the poles of the controlled network, the current sensor 1 is equipped with an amplitude detector based on a rectifier (not shown in the drawing), included in the output circuit of the measuring transducer of low currents. The resistance of the input winding of the measuring transducer of small currents of the current sensor 1 is much less than the resistances of the shunt 2 and the additional shunt 3.

Устройство для контроля сопротивления изоляции электрической цепи подключают к контролируемой электрической цепи согласно схеме, приведенной на чертеже.A device for monitoring the insulation resistance of an electrical circuit is connected to a controlled electrical circuit according to the circuit shown in the drawing.

Когда образующие последовательную цепь шунт 2, датчик 1 тока и переключающий ключ 4 подключены между первым и вторым полюсами 9 и 10 контролируемой сети, через них протекает ток, а на нагрузочном резисторе измерительного преобразователя малых токов датчика 1 тока создается пропорциональное этому току падение напряжения, поступающее после амплитудного детектирования амплитудным детектором и преобразования аналого-цифровым преобразователем 6 в контроллер 7. Поскольку сопротивление входной обмотки измерительного преобразователя малых токов датчика 1 тока много меньше сопротивления шунта 2, на шунте 2 падает практически все напряжение, действующее между первым и вторым полюсами 9 и 10 контролируемой сети. С учетом известных номинальных значений сопротивления нагрузочного резистора, коэффициента передачи датчика 1 тока и сопротивления шунта 2 контроллер 7 вычисляет и заносит в запоминающее устройство значение падения напряжения на шунте 2, которое в этом случае оказывается практически равным мгновенному значению постоянного или медленно меняющегося напряжения U_C между первым и вторым полюсами 9 и 10 контролируемой сети.When the shunt 2 forming the serial circuit, the current sensor 1 and the switching switch 4 are connected between the first and second poles 9 and 10 of the controlled network, current flows through them, and a voltage drop proportional to this current is created at the load resistor of the measuring transducer of small currents of the current sensor 1, the incoming after amplitude detection by an amplitude detector and conversion by analog-to-digital converter 6 into controller 7. Since the resistance of the input winding of the measuring transducer is small current a current sensor 1 is much less than the resistance of the shunt 2, at the shunt 2 drops almost all the stress acting between said first and second poles 9 and 10 controlled by the network. Given the known nominal values of the resistance of the load resistor, the transfer coefficient of the current sensor 1 and the resistance of the shunt 2, the controller 7 calculates and stores the value of the voltage drop on the shunt 2, which in this case is almost equal to the instantaneous value of a constant or slowly changing voltage U _C between the first and second poles 9 and 10 of the controlled network.

Затем по управляющему сигналу с контроллера 7 переключается переключающий ключ 4, подключая датчик 1 тока к корпусу и, тем самым, шунтируя на корпус шунтом 2 второй полюс 10 контролируемой сети. В результате этого переключения напряжение на шунте 2 скачком уменьшится практически до значения напряжения между вторым полюсом 10 контролируемой сети и корпусом. По аналогии с рассмотренным выше, на основании сигнала, поступившего с датчика 1 тока, и с учетом известных номинальных значений сопротивления нагрузочного резистора, коэффициента передачи датчика 1 тока и сопротивления шунта 2 контроллер 7 вычисляет и заносит в запоминающее устройство значение падения напряжения на шунте 2, практически равное мгновенному значению постоянного или медленно меняющегося напряжения U_ПН между вторым полюсом 10 контролируемой сети и корпусом в момент переключения переключающего ключа 4.Then, according to the control signal from the controller 7, the switching key 4 is switched, connecting the current sensor 1 to the case and, thereby, shunting the second pole 10 of the controlled network to the case by shunt 2. As a result of this switching, the voltage on the shunt 2 abruptly decreases almost to the voltage value between the second pole 10 of the controlled network and the case. By analogy with the above, based on the signal received from the current sensor 1, and taking into account the known nominal values of the resistance of the load resistor, the transmission coefficient of the current sensor 1 and the resistance of the shunt 2, the controller 7 calculates and stores the value of the voltage drop across the shunt 2, almost equal to the instantaneous value of a constant or slowly changing voltage U _PN between the second pole 10 of the controlled network and the housing at the time of switching the switch key 4.

После указанного переключения происходит разряд емкости 14 второго полюса относительно корпуса, в результате чего падение напряжения на шунте начинает уменьшаться. По аналогии с рассмотренным выше, на основании сигнала, поступившего с датчика 1 тока, и с учетом известных номинальных значений сопротивления нагрузочного резистора, коэффициента передачи датчика 1 тока и сопротивления шунта 2 контроллер 7 продолжает вычислять с заданной дискретностью текущие значения уменьшающегося падения напряжения на шунте 2, вычислять разности между каждыми двумя соседними значениями падения напряжения на шунте 2 и сравнивать текущее значение этой разности с заданным значением. Когда указанная разность станет меньше заданного значения, что свидетельствует об окончании переходного процесса разряда емкости 14 второго полюса относительно корпуса, контроллер 7 заносит в запоминающее устройство значение падения напряжения на шунте 2, практически равное мгновенному значению постоянного или медленно меняющегося напряжения U_ПК между вторым полюсом 10 контролируемой сети и корпусом при окончании переходного процесса.After this switching, the capacitance 14 of the second pole relative to the housing is discharged, as a result of which the voltage drop across the shunt begins to decrease. By analogy with the above, based on the signal received from the current sensor 1, and taking into account the known nominal values of the resistance of the load resistor, the transfer coefficient of the current sensor 1 and the resistance of the shunt 2, the controller 7 continues to calculate with a given discreteness the current values of the decreasing voltage drop on the shunt 2 , calculate the difference between each two adjacent values of the voltage drop on the shunt 2 and compare the current value of this difference with a given value. When the specified difference becomes less than the specified value, which indicates the end of the transient discharge of the capacitance 14 of the second pole relative to the housing, the controller 7 stores the value of the voltage drop on the shunt 2 into the memory device, which is almost equal to the instantaneous value of a constant or slowly changing voltage U _PC between the second pole 10 controlled network and enclosure at the end of the transition process.

В случае, когда в конце переходного процесса напряжение U_ПК между вторым полюсом 10 контролируемой сети и корпусом оказывается слишком малым для используемого датчика 1 тока, что может привести к существенному увеличению погрешности измерений, по управляющему сигналу с контроллера 7 замыкается дополнительный ключ 5, подключающий параллельно шунту 2 дополнительный шунт 3, чем обеспечивается повышение точности измерений из-за изменения пределов измерения. В момент замыкания дополнительного ключа 5, из-за наличия в цепи емкостей 13 и 14 первого и второго полюсов относительно корпуса, напряжение на которых не может мгновенно измениться, ток через датчик тока 1 и параллельно соединенные шунт 2 и дополнительный шунт 3 скачком увеличивается, следовательно, и напряжение на выходе датчика 1 тока скачком увеличивается. Контроллер 7 аналогичным образом на основании возросшего сигнала, поступившего с датчика 1 тока, с учетом общего сопротивления параллельно соединенных шунта 2 и дополнительного шунта 3 вычисляет новое значение напряжения U_ПК между вторым полюсом 10 контролируемой сети и корпусом, которое в дальнейшем используется для вычислений.In the case when at the end of the transition process the voltage U _PC between the second pole 10 of the monitored network and the housing turns out to be too small for the current sensor 1 used, which can lead to a significant increase in the measurement error, an additional switch 5 is closed by the control signal from the controller 7, connecting in parallel shunt 2 additional shunt 3, thereby improving the accuracy of measurements due to changes in measurement limits. At the moment of closure of the additional switch 5, due to the presence of the first and second poles in the circuit of capacitors 13 and 14 with respect to the housing, the voltage at which cannot instantly change, the current through the current sensor 1 and parallel connected shunt 2 and additional shunt 3 jumps, therefore , and the voltage at the output of the current sensor 1 jumps. Controller 7 similarly, based on the increased signal from the current sensor 1, taking into account the total resistance of the parallel connected shunt 2 and additional shunt 3, calculates a new value of the _PC voltage U between the second pole 10 of the controlled network and the case, which is then used for calculations.

Далее контроллер 7 вычисляет следующие значения:Next, the controller 7 calculates the following values:

- значение сопротивления изоляции первого полюса 9 электрической сети относительно корпуса в соответствии с выражением: R_ИЗ1=R_ШU_С(U_ПНU-U_ПК)/U_ПК/(U_С-U_ПН). где R_Ш - сопротивление шунта 2, если значение напряжения U_ПК было получено при разомкнутом дополнительном ключе 5, или общее сопротивление параллельно соединенных шунта 2 и дополнительного шунта 3, если значение напряжения U_ПК было получено при замкнутом дополнительном ключе 5;- the value of the insulation resistance of the first pole 9 of the electrical network relative to the housing in accordance with the expression: R _IZ1 = R _W U _S (U _PN UU _PC ) / U _PC / (U _C -U _PN ). where R _W is the resistance of the shunt 2, if the voltage U _PC was obtained with the auxiliary key 5 open, or the total resistance of the parallel connected shunt 2 and the additional shunt 3, if the voltage U _PC was obtained with the closed additional key 5;

- значение сопротивления изоляции второго полюса 10 электрической сети относительно корпуса в соответствии с выражением: R_ИЗ2=R_ШU_С(U_ПН-U_ПК)/U_ПК/U_ПН;- the value of the insulation resistance of the second pole 10 of the electrical network relative to the housing in accordance with the expression: R _IZ2 = R _W U _S (U _Mon- U _PC ) / U _PC / U _Mon ;

- эквивалентное сопротивление изоляции электрической сети относительно корпуса в соответствии с зависимостью: R_ЭКВ=R_ИЗ1R_ИЗ2/(R_ИЗ1+R_ИЗ2)=R_Ш(U_ПН-U_ПК)/U_ПК.- equivalent insulation resistance of the electrical network relative to the housing in accordance with the dependence: R _ECV = R _IZ1 R _IZ2 / (R _IZ1 + R _IZ2 ) = R _W (U _PN -U _PC ) / U _PC .

Полученные значения сопротивления изоляции контроллер 7 сравнивает с заданными допустимыми значениями. В случае, когда полученные значения оказываются меньше заданных допустимых значений, что свидетельствует о нарушении изоляции, для определения места нарушения изоляции контроллер 7 вычисляет длину L₁ участка контролируемой электрической сети от места ее присоединения к первому полюсу 9 контролируемой сети до места повреждения изоляции согласно выражения: L₁=LU_ПН/U_С где L - длина электрической сети, например, обмотки размагничивания корабля.The controller 7 compares the obtained insulation resistance values with the set permissible values. In the case when the obtained values are less than the specified permissible values, which indicates a violation of insulation, to determine the location of the insulation failure, the controller 7 calculates the length L _{1 of the} section of the controlled electric network from the point of its connection to the first pole 9 of the controlled network to the place of insulation damage according to the expression: L ₁ = LU _ПН / U _С where L is the length of the electric network, for example, the winding of the demagnetization of a ship.

Полученные значения поступают из контроллера 7 в блок 8 индикации, который отображает эти значения оператору.The obtained values are received from the controller 7 in the display unit 8, which displays these values to the operator.

Таким образом, полезная модель обеспечивает расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения места расположения участка электрической цепи, на котором произошло нарушение изоляции, повышение точности измерений сопротивления изоляции и расширения арсенала используемых средств, применяемых для контроля сопротивления изоляции.Thus, the utility model provides the expansion of functionality by providing the ability to determine the location of the section of the electrical circuit where the insulation violation occurred, improving the accuracy of insulation resistance measurements and expanding the arsenal of tools used to control insulation resistance.

Claims

1. A device for controlling the insulation resistance of an electric circuit containing a switching key, a shunt, a computing unit, the control output of which is connected to the control input of the switching key, and an indication unit connected to the information output of the computing unit, characterized in that it is equipped with a current sensor included in series with the shunt and the switching circuit of the switching key and connected to the computing unit, and the computing unit is made on the basis of a controller with analog-to-digital conversion ovatelem.

2. The device according to claim 1, characterized in that its current sensor is made on the basis of a small current measuring transducer of the DMT type, equipped with a load resistor and an amplitude detector based on a rectifier.

3. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional shunt and an additional key connected in parallel, connected in parallel with the shunt, and the control input of the additional key is connected to the additional control output of the computing unit.