RU223706U1

RU223706U1 - Устройство контроля сопротивлений изоляции сети постоянного тока

Info

Publication number: RU223706U1
Application number: RU2023130505U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Доронин; Анастасия Сергеевна Гусева; Аркадий Владимирович Джаникян
Original assignee: Акционерное общество "Рязанское конструкторское бюро "Глобус" (АО "РКБ "Глобус")
Filing date: 2023-11-21
Publication date: 2024-02-29

Abstract

Полезная модель относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам релейной защиты систем электроснабжения электротранспортного средства, и может быть использована для обеспечения безопасности в процессе его работы. Устройство контроля сопротивления изоляции сети постоянного тока содержит в себе внутренний источник питания, два переключаемых делителя напряжения, аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллер, с помощью которого производится расчет сопротивлений изоляции. Напряжение от внутреннего источника подается на контролируемую сеть и входы измерительной цепи, с целью провести измерение сопротивления изоляции в системе электропитания при отсутствии высокого напряжения на полюсах контролируемой сети.

Технический результат полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет контроля сопротивлений изоляции при отсутствии высокого напряжения на полюсах контролируемой сети, что позволяет обеспечить должный уровень безопасности при эксплуатации электротранспорта.

Description

Полезная модель относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам релейной защиты системы электроснабжения электротранспортного средства, и может быть использована для обеспечения его безопасной работы.

Известно устройство измерения сопротивления изоляции двухпроводных сетей постоянного тока (патент SU №1041958, МПК G01R 27/18) содержащее в себе конденсатор, разрядные резисторы и средства для измерения и контроля параметров. Принцип работы данного устройства заключается в фиксации напряжения между контролируемой шиной питания и «землей», фиксации тока, протекающего через подключаемый конденсатор и расчета сопротивления изоляции контролируемой шины питания. Данное устройство не позволяет осуществлять оперативный контроль сопротивления изоляции относительно каждого полюса в рабочем режиме с требуемой точностью при наличии колебаний питающего напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ контроля сопротивлений изоляции сети постоянного тока и устройство для его осуществления (патент №2670722, МПК G01R 27/18), который основан на измерении напряжения между полюсами изолированной сети постоянного тока и «землей» при подключенных измерительных резистивных элементах между каждым полюсом и «землей» и вычислении значений сопротивлений изоляции. Устройство, описанное в патенте, содержит в себе два резистивных элемента, которые представляют собой переключаемые делители напряжения, аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллер, с помощью которого производится расчет сопротивлений изоляции. Данное устройство предназначено для измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока только при наличии на ее полюсах высокого напряжения, что не позволяет провести оценку возможного ухудшения сопротивления изоляции системы электропитания при отсутствии высокого напряжения. Следовательно, заявленное устройство не способно обеспечить безопасное функционирование электротранспортного средства, поскольку не учитывает требования условий безопасности.

Технический результат полезной модели направлен на расширение функциональных возможностей устройства за счет контроля сопротивления изоляции при отсутствии высокого напряжения в контролируемой сети постоянного тока, что позволяет обеспечить должный уровень безопасности при работе электротранспортного средства.

Технический результат достигается тем, что устройство контроля сопротивлений изоляции сети постоянного тока содержит измерительную цепь, состоящую из двух переключаемых делителей напряжения, аналого-цифровой преобразователь, входы которого соединены с выходами переключаемых делителей напряжения, и микроконтроллер, входы которого соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, а его выходы соединены с входами переключаемых делителей напряжения. Устройство отличается тем, что в него введен внутренний источник питания и два защитных высоковольтных диода, при этом выходы внутреннего источника питания подключены к контролируемой сети постоянного тока через защитные высоковольтные диоды, каждый из которых соединен с соответствующим переключаемым делителем напряжения, при этом устройство выполнено с возможностью осуществления функции контроля сопротивлений изоляции в сети постоянного тока при отсутствии высокого напряжения на полюсах контролируемой сети.

На чертеже представлена структурная схема устройства, включающего в себя следующие элементы: контролируемую сеть постоянного тока, защитные высоковольтные диоды 1 и 2, внутренний источник питания 3, переключаемые делители напряжения 4 и 5, аналого-цифровой преобразователь 6 и микроконтроллер 7.

Принцип работы устройства заключается в подаче напряжения от внутреннего источника 3, выходы которого подключены к сети постоянного тока через защитные высоковольтные диоды 1 и 2 на контролируемую сеть и входы измерительной цепи.

Измерительная цепь, в свою очередь, состоит из переключаемых делителей напряжения 4 и 5, которые представляют собой последовательно соединенные резисторы и ключи, управляемые микроконтроллером 7. В зависимости от положения ключа делители могут быть в двух состояниях. В первом состоянии общее сопротивление первого делителя должно быть меньше, чем у второго делителя, а во втором состоянии общее сопротивление первого делителя должно быть больше, чем у второго, при этом коэффициент деления каждого делителя должен оставаться неизменным. В обоих состояниях с помощью аналого-цифрового преобразователя 6, входы которого подключены к выходам переключаемых делителей 4 и 5, а выходы подключены к входам микроконтроллера 7, проводят измерение напряжения на положительном и на отрицательном полюсах относительно «земли». Значения сопротивлений изоляции вычисляются микроконтроллером 7 на основании измеренного напряжения. Пока значение напряжения на полюсах контролируемой сети равно напряжению внутреннего источника, измерение сопротивлений изоляции производится относительно внутреннего источника 3. При появлении на полюсах контролируемой сети высокого напряжения защитные диоды 1 и 2 блокируют внутренний источник, исключая его из цепи измерения, и процесс оперативного контроля сопротивлений изоляции продолжается в стандартном режиме.

Таким образом, заявленное устройство контроля сопротивлений изоляции позволяет измерять сопротивление изоляции до появления в контролируемой сети высокого напряжения, что расширяет функциональные возможности устройства и позволяет обеспечить безопасную эксплуатацию электротранспортных средств. Такого вида измерения требуют стандарты безопасности различных технологических процессов при работе электротранспортных средств.

Claims

Устройство контроля сопротивлений изоляции сети постоянного тока, содержащее измерительную цепь, состоящую из двух переключаемых делителей напряжения, аналого-цифровой преобразователь, входы которого соединены с выходами переключаемых делителей напряжения, и микроконтроллер, входы которого соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, а его выходы соединены с входами переключаемых делителей напряжения, отличающееся тем, что введен внутренний источник питания и два защитных высоковольтных диода, при этом выходы внутреннего источника питания подключены к контролируемой сети постоянного тока через защитные высоковольтные диоды, каждый из которых соединен с соответствующим переключаемым делителем напряжения, при этом устройство выполнено с возможностью осуществления функции контроля сопротивлений изоляции в сети постоянного тока при отсутствии высокого напряжения на полюсах контролируемой сети.