RU2334335C2 - System of distribution of electric power - Google Patents

System of distribution of electric power Download PDF

Info

Publication number
RU2334335C2
RU2334335C2 RU2006116530/09A RU2006116530A RU2334335C2 RU 2334335 C2 RU2334335 C2 RU 2334335C2 RU 2006116530/09 A RU2006116530/09 A RU 2006116530/09A RU 2006116530 A RU2006116530 A RU 2006116530A RU 2334335 C2 RU2334335 C2 RU 2334335C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistors
insulation resistance
power supply
power
ground
Prior art date
Application number
RU2006116530/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006116530A (en
Inventor
Алексей Александрович Федосов (RU)
Алексей Александрович Федосов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2006116530/09A priority Critical patent/RU2334335C2/en
Publication of RU2006116530A publication Critical patent/RU2006116530A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2334335C2 publication Critical patent/RU2334335C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: system contains a power unit, connected to its output lines of the switchboards of circuits of the feed circuits of instruments and the control unit of the switchboards, the additional switchboards, connected to the output lines of the power unit, which through the first and second resistors with identical ratings are connected with the first input of the control-measuring equipment and on the case ("ground") of the article, and through the third and fourth resistors with identical ratings - with the second input of control-measuring equipment, the simulator of insulation resistance of the inputs is connected to the outputs of additional switchboards, and by a common point is connected to the case ("ground") of the article, thus the simulator is executed in the form of additional resistors whose first outputs are connected to its inputs, and the second outputs are connected to its common point.
EFFECT: increase in the operational reliability of the distribution system of electric power by guaranteeing of reliable control of insulation resistance of the system and the equipment fed by it.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах распределения электроэнергии, например, в составе самолета, корабля или космического аппарата (КА).The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in power distribution systems, for example, as part of an airplane, ship or spacecraft (SC).

Системы распределения электроэнергии в аппаратуре КА обычно выполняются с использованием шин питания, полностью изолированных от корпуса изделия, например, [1]. Изолированной от корпуса в части первичных цепей распределения электроэнергии выполняется и иная аппаратура КА. При таком построении системы распределения электроэнергии замыкание на корпус любой шины питания или любой цепи внутри питаемых приборов не приводит к возникновению аварийных ситуаций, в отличие от того, когда одна из шин питания соединена с корпусом изделия («заземлена») штатно, а в цепи второй шины питания появляется дефект. В этом случае возможен полный разряд бортовых источников питания типа аккумуляторных батарей либо возникновение пожароопасной ситуации. Контроль изоляции шин питания от корпуса («земли») изделия во время эксплуатации является одной из мер по обеспечению надежности различных систем распределения электроэнергии и систем управления КА в целом в течение заданного срока службы.Electric power distribution systems in spacecraft equipment are usually performed using power buses that are completely isolated from the body of the product, for example, [1]. Other spacecraft equipment is also isolated from the hull in terms of primary power distribution circuits. With this construction of the power distribution system, a short circuit to the chassis of any power bus or any circuit inside the powered devices does not lead to emergency situations, in contrast to when one of the power buses is connected to the product’s chassis (“grounded”) normally, and in the second circuit power bus defect appears. In this case, a complete discharge of on-board power sources such as batteries or a fire hazard is possible. Monitoring the insulation of power buses from the body (“ground”) of the product during operation is one of the measures to ensure the reliability of various power distribution systems and spacecraft control systems as a whole over a given service life.

Известна система распределения электроэнергии [2], содержащая блок питания, подключенные к его выходным шинам коммутаторы шин питания приборов и блок управления коммутаторами шин питания (входная шина управления).A known power distribution system [2], comprising a power supply unit, switchboards for power supply lines of devices connected to its output buses, and a control unit for power supply line switches (input control bus).

Однако, как и в любой системе распределения электроэнергии, в ней по мере эксплуатации ухудшается изоляция, со временем возможен даже пробой изоляции на корпус, особенно в цепях и приборах, находящихся в открытом космосе под воздействием радиационных излучений космического пространства или в составе обитаемых отсеков от воздействия агрессивных составляющих атмосферы. При нарушении изоляции ухудшается информационный обмен, возрастает вероятность возникновения ложных включений аппаратуры, неисполнения или формирования несанкционированных команд и т.п. Обнаружение факта нарушения изоляции позволяет своевременно отключить подозрительную аппаратуру или перейти на резервные каналы управления.However, as in any power distribution system, insulation deteriorates during operation, with time, even a breakdown of insulation on the case is possible, especially in circuits and devices in outer space under the influence of radiation from outer space or as part of inhabited compartments from exposure aggressive components of the atmosphere. In case of violation of isolation, information exchange deteriorates, the likelihood of false power-ups of the equipment, non-execution or formation of unauthorized commands, etc. increases. Detection of the fact of isolation violation allows timely shutdown of suspicious equipment or switch to backup control channels.

Для контроля сопротивления изоляции шин питания в совокупности с подключаемыми к ним цепями питания приборов КА применяется аппаратура контроля, подключающая поочередно шины питания системы через эталонную цепь к корпусу изделия и контролирующая напряжения на шинах относительно корпуса изделия и протекающие через эту цепь токи. Аналог, выполненный по такому принципу, может быть проиллюстрирован примером технического решения из описания к патенту [3].To control the insulation resistance of the power buses, in conjunction with the power supply circuits of the spacecraft instruments connected to them, control equipment is used that connects the system power buses alternately through the reference circuit to the product body and monitors the voltage on the tires relative to the product body and the currents flowing through this circuit. An analogue made by this principle can be illustrated by an example of a technical solution from the description of the patent [3].

Однако в системе распределения электроэнергии с импульсным опросом сопротивления изоляции на корпус («землю») изделия возникают помехи и электромагнитная несовместимость некоторых приборов. Поэтому такая проверка системы распределения электроэнергии может использоваться только при наземных испытаниях изделия и то не во всех режимах работы, а в полете не может использоваться вообще, тем более для непрерывного контроля состояния изоляции. Вместе с тем, контроль сопротивления изоляции (токов утечки) в системе распределения электроэнергии и в питаемой аппаратуре и его достоверность может помочь принятию превентивных мер предупреждения нештатных ситуаций на борту в процессе многолетней эксплуатации КА.However, in a power distribution system with a pulse interrogation of the insulation resistance on the body ("ground") of the product, interference and electromagnetic incompatibility of some devices occur. Therefore, such a check of the power distribution system can only be used for ground testing of the product, and then not in all operating modes, and in flight it cannot be used at all, especially for continuous monitoring of the insulation state. At the same time, monitoring the insulation resistance (leakage currents) in the power distribution system and in the powered equipment and its reliability can help take preventive measures to prevent abnormal situations on board during the long-term operation of the spacecraft.

Следует особо отметить, что контроль сопротивления изоляции в непрерывном режиме тоже имеет недостатки, в частности, если устройство для проверки сопротивления изоляции шин питания относительно корпуса КА вышло из строя само, либо существенно изменились его метрологические характеристики, то его показания могут «свидетельствовать» о хорошей изоляции относительно корпуса даже в том случае, если произойдет замыкание любой шины питания на корпус изделия, либо выдаст ложную информацию о появлении утечек на корпус в цепях питания. Понятно, что такая ситуация снижает достоверность контроля.It should be specially noted that monitoring the insulation resistance in the continuous mode also has drawbacks, in particular, if the device for checking the insulation resistance of the power buses relative to the spacecraft’s body failed, or its metrological characteristics changed significantly, then its readings may indicate a good insulation relative to the case, even if any power bus is shorted to the product case, or gives false information about leaks on the case in the power circuits. It is clear that this situation reduces the reliability of the control.

В качестве наиболее близкого аналога предлагаемой системе рассматривается упомянутое выше устройство [2], содержащее максимальное количество признаков данной системы распределения электроэнергии, а именно блок питания, подключенные к его выходным шинам коммутаторы цепей питания приборов и блок управления коммутаторами цепей питания приборов.As the closest analogue to the proposed system, the aforementioned device [2] is considered containing the maximum number of features of this power distribution system, namely a power supply unit, switchboards for power supply circuits connected to its output buses and a control unit for controllers switchboard power supply circuits.

Задача предложения - увеличение эксплуатационной надежности системы распределения электроэнергии путем обеспечения достоверности контроля сопротивления изоляции системы распределения электроэнергии и питаемой ею аппаратуры, что обеспечит своевременный переход на резерв в случае обнаружения недопустимого снижения сопротивления изоляции.The objective of the proposal is to increase the operational reliability of the power distribution system by ensuring the reliability of monitoring the insulation resistance of the power distribution system and the equipment it feeds, which will ensure timely transition to the reserve in case of detection of an unacceptable decrease in insulation resistance.

Эта задача решается тем, что в систему распределения электроэнергии, содержащую блок питания, подключенные к его выходным шинам коммутаторы цепей питания приборов и блок управления коммутаторами цепей питания приборов, введены четыре резистора, контрольно-измерительный прибор, дополнительные коммутаторы, подключенные к выходным шинам блока питания, и имитатор сопротивления изоляции, причем шины блока питания через первый и второй резисторы соединены с первым входом контрольно-измерительного прибора и корпусом («землей») изделия, а через третий и четвертый резисторы соединены со вторым входом контрольно-измерительного прибора, имитатор сопротивления изоляции входами подключен к выходам дополнительных коммутаторов, а общей точкой подключен к корпусу («земле») изделия, при этом имитатор сопротивления изоляции выполнен в виде эталонных резисторов, первые выводы которых соединены с входами имитатора сопротивления изоляции, а вторые выводы соединены с его общей точкой. Кроме того, первый и второй резисторы системы распределения электроэнергии могут быть выполнены с возможностью их одновременного изменения, например, с помощью сигналов контрольно-измерительного прибора.This problem is solved by the fact that four resistors, a control and measuring device, additional switches connected to the output buses of the power supply unit are introduced into the power distribution system containing the power supply unit, the switchboards for the instrument power supply circuits and the control unit for the switchboard for the instrument power circuits , and a simulator of insulation resistance, moreover, the buses of the power supply unit are connected through the first and second resistors to the first input of the measuring instrument and the housing ("ground") of the product, and Without the third and fourth resistors connected to the second input of the measuring instrument, the insulation resistance simulator is connected to the outputs of additional switches, and the common point is connected to the body ("ground") of the product, while the insulation resistance simulator is made in the form of reference resistors, the first conclusions which are connected to the inputs of the simulator of insulation resistance, and the second conclusions are connected to its common point. In addition, the first and second resistors of the power distribution system can be made with the possibility of their simultaneous change, for example, using the signals of the measuring instrument.

На фиг.1 приведена блок-схема предложенной системы распределения электроэнергии,Figure 1 shows a block diagram of the proposed power distribution system,

где обозначены:where are indicated:

1 - блок питания;1 - power supply;

2 - блок управления;2 - control unit;

3, 4 - приборы;3, 4 - devices;

5 - контрольно-измерительный прибор;5 - instrumentation;

6 - имитатор сопротивления изоляции;6 - simulator of insulation resistance;

7, 8, 9 и 10 - цепи питания приборов;7, 8, 9 and 10 - power supply circuits of devices;

11, 12 - сопротивление приборов 3, 4 (обычно низкоомное и комплексное);11, 12 - resistance of devices 3, 4 (usually low-impedance and complex);

13, 14 - сопротивления изоляции шин питания;13, 14 - insulation resistance of power buses;

15, 16, 17, 18 - сопротивления изоляции цепей питания приборов 3.15, 16, 17, 18 - insulation resistance of power circuits of devices 3.

На блоке питания 1 знаками «+» и «-» обозначены шины питания системы распределения электроэнергии, Е - выходное напряжение блока питания 1;On the power supply unit 1, the signs “+” and “-” indicate the power supply system distribution busbars, E - the output voltage of the power supply 1;

K1, K2, К3, К4 - коммутаторы цепей питания приборов (релейные и/или электронные);K1, K2, K3, K4 - switches of devices power circuits (relay and / or electronic);

К5, К6 - дополнительные коммутаторы;K5, K6 - additional switches;

R1-R4 - резисторы;R1-R4 - resistors;

R5, R6 - эталонные резисторы.R5, R6 - reference resistors.

На фиг.2 приведен в качестве примера вариант исполнения резисторов R1 и R2 с возможным изменением их сопротивления с помощью переключателя SA и резисторов R7, R9, R8 и R10.Figure 2 shows as an example an embodiment of resistors R1 and R2 with a possible change in their resistance using the switch SA and resistors R7, R9, R8 and R10.

Выполнена система распределения электроэнергии (фиг.1) следующим образом.A power distribution system (Fig. 1) is implemented as follows.

Выходные шины «+» и «-» блока питания 1 с напряжением Е подключены к блоку управления 2 и к входам коммутаторов K1, K2, К3, К4, К5, К6, к выходам которых подключаются соответствующие приборы 3, 4 бортовой аппаратуры КА, а также имитатор сопротивления изоляции 6. Блок управления 2 осуществляет управление всеми коммутаторами (показано стрелками). Такое построение системы распределения электроэнергии обеспечивает двухполярную коммутацию цепей питания 7, 8, 9 и 10 приборов 3, 4 и имитатора сопротивления изоляции 6. Шины «+» и «-» блока питания 1 через резисторы R1 и R2 с одинаковыми номиналами соединены с корпусом («землей») изделия. Один вход контрольно-измерительного прибора 5 (левый по схеме) также соединен с корпусом («землей») изделия, второй вход контрольно-измерительного прибора 5 через резисторы R3 и R4 с одинаковыми номиналами (не обязательно равными номиналам резисторов R1 и R2) также соединен с шинами питания системы распределения электроэнергии. Коммутаторы К1-К4, а также К5 и К6, могут быть выполнены как на контактах реле, так и на полевых транзисторах. На чертеже показаны оба варианта. Не принципиальны назначение, типы, количество приборов 3, 4 и их сопротивление 11, 12. Имитатор сопротивления изоляции 6 состоит из эталонных резисторов (на фиг.1 показаны два резистора R5 и R6, при необходимости их может быть больше с соответствующим увеличением количества входов имитатора сопротивления утечки), первыми выводами подключенных к входам имитатора сопротивления изоляции, а вторым - к его общей точке. Резисторы имитатора должны имитировать определенное максимальное сопротивление изоляции, чтобы проверить работоспособность и чувствительность контрольно-измерительного прибора 5, при необходимости на разных пределах измерения, если он многопредельный, минимально допустимое сопротивление изоляции, чтобы проверить в этих условиях работоспособность аппаратуры КА, задействованной на данном этапе.The output buses “+” and “-” of the power supply unit 1 with voltage E are connected to the control unit 2 and to the inputs of the switches K1, K2, K3, K4, K5, K6, to the outputs of which the corresponding devices 3, 4 of the spacecraft’s onboard equipment are connected, and also a simulator of insulation resistance 6. The control unit 2 controls all switches (shown by arrows). Such a construction of the power distribution system provides bipolar switching of the power supply circuits 7, 8, 9 and 10 of devices 3, 4 and the insulation resistance simulator 6. The “+” and “-” buses of the power supply unit 1 are connected through the resistors R1 and R2 with the same ratings ( "Ground") products. One input of the measuring instrument 5 (left according to the diagram) is also connected to the body ("ground") of the product, the second input of the measuring instrument 5 through resistors R3 and R4 with the same ratings (not necessarily equal to the values of the resistors R1 and R2) is also connected with power distribution system power buses. Switches K1-K4, as well as K5 and K6, can be made both on the relay contacts, and on field-effect transistors. The drawing shows both options. The purpose, types, number of devices 3, 4 and their resistance 11, 12 are not fundamental. The insulation resistance simulator 6 consists of reference resistors (Fig. 1 shows two resistors R5 and R6, if necessary, there can be more with a corresponding increase in the number of simulator inputs leakage resistance), the first conclusions connected to the inputs of the simulator of insulation resistance, and the second - to its common point. The simulator resistors must imitate a certain maximum insulation resistance in order to check the operability and sensitivity of the measuring instrument 5, if necessary at different measurement ranges, if it is a multi-limit, minimum permissible insulation resistance, in order to check the operability of the spacecraft equipment involved at this stage.

Резисторы 13, 14, 15 и 16, 17 и 18, показанные пунктиром на фиг.1, являются соответственно сопротивлениями изоляции шин питания системы распределения электроэнергии в целом и цепей питания приборов 3, 4. При этом уменьшение сопротивления изоляции может произойти как внутри приборов (сопротивления изоляции показаны в приборе 3), так и за их пределами (как показано для прибора 4).The resistors 13, 14, 15 and 16, 17 and 18, shown by the dotted line in FIG. 1, are respectively the insulation resistances of the power buses of the power distribution system as a whole and the power supply circuits of devices 3, 4. In this case, a decrease in insulation resistance can occur both inside the devices ( insulation resistances are shown in the device 3) and beyond (as shown for device 4).

На фиг.2 показан пример выполнения резисторов R1 и R2 с возможным изменением их номиналов с помощью переключателя SA и резисторов R7, R9, R8 и R10 за счет команд контрольно-измерительного прибора 5. Изменение номиналов резисторов может быть также выполнено с помощью внешних команд либо вручную.Figure 2 shows an example of the execution of resistors R1 and R2 with a possible change in their values using the switch SA and resistors R7, R9, R8 and R10 due to the commands of the measuring instrument 5. Changing the values of the resistors can also be performed using external commands or manually.

Система распределения электроэнергии, показанная на фиг.1, работает следующим образом.The power distribution system shown in FIG. 1 operates as follows.

Еще до включения блока питания через резисторы R1 и R2 обеспечивается стекание зарядов с шин питания. Это исключает образование высоких потенциалов на них и возможность электрического пробоя изоляции.Even before the power supply is turned on, resistors R1 and R2 ensure that charges are drained from the power buses. This eliminates the formation of high potentials on them and the possibility of electrical breakdown of insulation.

После включения блока питания 1 система распределения электроэнергии бортовой аппаратуры изделия сразу встает под контроль в части изоляции цепей питания относительно корпуса («земли») изделия. При этом одинаковые номиналы резисторов R1 и R2 образуют заземленную среднюю точку: шины блока питания 1 принимают потенциалы относительно корпуса («земли») изделия, равные половине напряжения питания Е, а именно +Е/2 - на шине «+» и -Е/2 - на шине «-». Резисторы R3 и R4 образуют свою независимую среднюю точку, «плавающий» потенциал которой относительно корпуса («земли») изделия также равен нулю в силу равенства номиналов этих сопротивлений. При этом предполагается, что шины питания не имеют утечки на корпус или имеющиеся реально утечки на корпус («землю») пренебрежимо малы (сопротивления 13 и 14 имеют значения много больше сопротивлений резисторов R1 и R2). При этом контрольно-измерительный прибор 5, отградуированный соответствующим образом, показывает ноль тока утечки или бесконечное сопротивление изоляции (мост, образованный резисторами R1-R4 сбалансирован). При появлении и по мере увеличения тока утечки с одной из шин питания на корпус («землю») изделия, например, при уменьшении сопротивления изоляции 13, вплоть до короткого замыкания при пробое или повреждении изоляции, происходит разбалансировка моста R1-R4 за счет того, что сопротивление изоляции 13 шунтирует сопротивление R1, уменьшая тем самым потенциал шины «+» относительно корпуса (вплоть до нуля вольт при коротком замыкании). За счет разбалансировки моста контрольно-измерительный прибор 5, имеющий шкалу со средней точкой, фиксирует уменьшение сопротивления изоляции именно с шины «+» на корпус («землю») изделия. Контрольно-измерительный прибор 5, снабженный пороговым устройством, при определенном сопротивлении изоляции может выдать световой или звуковой сигнал - предупреждение о его недопустимом уменьшении, передать эту информацию по каналам связи на землю и т.д. Конкретная конструкция, состав, электрическая схема контрольно-измерительного прибора 5 не входят в объем притязаний, поэтому в материалах данной заявки подробно не рассматриваются.After turning on the power supply 1, the power distribution system of the on-board equipment of the product immediately gets under control in terms of isolation of the power circuits relative to the body ("ground") of the product. In this case, the same values of the resistors R1 and R2 form a grounded midpoint: the busbars of the power supply 1 take potentials relative to the body ("ground") of the product, equal to half the supply voltage E, namely + E / 2 - on the bus "+" and -Е / 2 - on the bus "-". Resistors R3 and R4 form their independent midpoint, the "floating" potential of which relative to the body ("ground") of the product is also equal to zero due to the equality of the nominal values of these resistances. At the same time, it is assumed that the power buses do not have a leak to the case or the actual leakage to the case ("ground") is negligible (the resistances 13 and 14 have values much greater than the resistances of the resistors R1 and R2). In this case, the control device 5, properly calibrated, shows zero leakage current or infinite insulation resistance (the bridge formed by the resistors R1-R4 is balanced). When a leakage current appears from one of the supply lines to the chassis (ground) of the product, for example, when the insulation resistance 13 decreases, up to a short circuit due to breakdown or damage to the insulation, the R1-R4 bridge is unbalanced due to that the insulation resistance 13 shunts the resistance R1, thereby reducing the potential of the “+” bus relative to the chassis (up to zero volts during a short circuit). Due to the imbalance of the bridge, the measuring instrument 5, having a scale with a midpoint, detects a decrease in insulation resistance precisely from the “+” bus to the body (“ground”) of the product. The control device 5, equipped with a threshold device, with a certain insulation resistance can give a light or sound signal - a warning about its unacceptable reduction, transmit this information via communication channels to the ground, etc. The specific design, composition, electrical circuit of the measuring instrument 5 are not included in the scope of claims, therefore, the materials of this application are not considered in detail.

До включения бортовых приборов 3, 4 их сопротивления изоляции 15 и 16, 17 и 18 цепей питания недоступны для контроля, поскольку коммутаторы этих приборов выключены. Вместе с тем контроль этих сопротивлений может быть осуществлен в «фоновом режиме» без включения прибора в рабочий режим. Для этого достаточно с помощью блока управления 2 включить только один коммутатор, например коммутатор К1, при проверке сопротивления изоляции прибора 3. Поскольку сопротивления изоляции 15 и 16 оказываются подключенными параллельно резистору R1, то по изменению показаний контрольно-измерительного прибора 5 можно определить эквивалентное значение этих сопротивлений. Включая коммутатор К2 вместо К1, по показаниям контрольно-измерительного прибора 5 можно получить подтверждение предыдущих результатов либо получить дополнительную информацию. При штатном включении любого прибора 3, 4 уменьшение сопротивления изоляции приведет к разбалансу моста и по показаниям контрольно-измерительного прибора 5 будет определена шина питания, с которой появился ток утечки на корпус («землю») изделия.Before the onboard devices 3, 4 are turned on, their insulation resistance 15 and 16, 17 and 18 of the power supply circuits are not accessible for monitoring, since the switches of these devices are turned off. At the same time, control of these resistances can be carried out in the "background mode" without turning the device on in the operating mode. To do this, using the control unit 2, it is enough to turn on only one switch, for example, switch K1, when checking the insulation resistance of device 3. Since the insulation resistance 15 and 16 are connected in parallel to the resistor R1, it is possible to determine the equivalent value of these values by changing the readings of the measuring instrument 5 resistances. Including the switch K2 instead of K1, according to the testimony 5, you can obtain confirmation of previous results or obtain additional information. With the standard inclusion of any device 3, 4, a decrease in the insulation resistance will lead to an unbalance of the bridge, and according to the testimony of the measuring and measuring device 5, the power bus with which the leakage current to the case ("ground") of the product appears.

При наземных испытаниях системы распределения электроэнергии и аппаратуры КА выявление ухудшения изоляции на корпус («землю») изделия требует принятия мер по обнаружению и устранению дефекта. При штатной эксплуатации КА факт появления такого дефекта должен быть зафиксирован контрольно-измерительным прибором 5, передан через его интерфейс в систему сбора и обработки информации (на чертеже не показано, поскольку не входит в объем притязаний по данному изобретению), по радиоканалу передан на контрольно-измерительный пункт (или в центр управления полетом), здесь проанализирован с «привязкой» к ситуации на борту КА по иной телеметрической информации, поступившей в это же время от других приборов, и по нему приняты меры. Ситуации ухудшения изоляции в системах распределения электроэнергии аппаратуры КА чаще всего возникают «внезапно» при включении приборов или при формировании ими некоторых выходных команд. В этом случае анализ неисправности существенно облегчается, поскольку момент появления дефекта «связан» во времени с определенными операциями на изделии, и цепи, причастные к возникновению дефекта, могут быть немедленно локализованы.During ground-based tests of the power distribution system and spacecraft equipment, the identification of insulation deterioration on the body ("ground") of a product requires taking measures to detect and eliminate the defect. During normal operation of the spacecraft, the occurrence of such a defect should be recorded by the measuring instrument 5, transmitted through its interface to the information collection and processing system (not shown in the drawing, since it is not included in the scope of the claims of this invention), and transmitted to the monitoring the measuring point (or the flight control center), here is analyzed with a “reference” to the situation on board the spacecraft according to other telemetry information received at the same time from other devices, and measures have been taken. Situations of insulation deterioration in the power distribution systems of spacecraft equipment most often occur “suddenly” when the devices are turned on or when they form some output commands. In this case, the analysis of the malfunction is significantly facilitated, since the moment of occurrence of the defect is “connected” in time with certain operations on the product, and the circuits involved in the occurrence of the defect can be immediately localized.

Сигнал на выходе контрольно-измерительного прибора 5 в простейшем случае свидетельствует о том, в норме ли сопротивление изоляции на корпус («землю») изделия или нет. Вместе с тем в течение длительного срока службы КА изменение сопротивления изоляции (ее деградация) происходит постепенно, но неуклонно. При этом изменение сопротивления изоляции происходит «в разы» и даже на порядки, например, в условиях открытого космического пространства - от воздействия космической радиации, а в обитаемых отсеках - от различных активных компонентов в составе атмосферы отсеков. В реальных условиях сопротивление изоляции изменяется от десятков-сотен МОм до единиц кОм, поэтому понятие «норма» в части сопротивления изоляции со временем претерпевает изменения.The signal at the output of the measuring instrument 5 in the simplest case indicates whether the insulation resistance to the body ("ground") of the product is normal or not. However, over a long spacecraft life, a change in insulation resistance (its degradation) occurs gradually, but steadily. In this case, the change in insulation resistance occurs "at times" and even by orders of magnitude, for example, in open space - from exposure to cosmic radiation, and in inhabited compartments - from various active components in the atmosphere of the compartments. In real conditions, the insulation resistance varies from tens to hundreds of megohms to units of kOhm, so the concept of “norm” in terms of insulation resistance undergoes changes over time.

Для расширения диапазона измерения сопротивлений изоляции сопротивления резисторов R1 и R2 должны иметь несколько значений, например по 10, 100 и 1000 кОм (фиг.2). Одновременное переключение номиналов этих резисторов (автоматически тем же контрольно-измерительным прибором 5 по внешней команде или вручную; при этом переключение номиналов резисторов R3 и R4 практически не требуется) позволяет расширить диапазон измерения сопротивлений изоляции, что, в свою очередь, позволит проследить деградацию изоляции (порядка от 100 МОм до десятков Ом), поможет спрогнозировать последствия этой деградации и принять необходимые меры по ее нейтрализации. Более того, такое решение позволяет выполнить долговременные эксперименты по количественному измерению изменения сопротивления изоляции тех или иных новых изоляционных материалов в условиях полета. Вместе с тем следует иметь в виду, что для достижения высокой точности измерения сопротивления изоляции контрольно-измерительный прибор 5 должен периодически подвергаться метрологической поверке или корректировке. Это требуется даже в том случае, когда его точность не подвергается сомнению. А вызвано это тем, что мост из резисторов R1-R4 подключен непосредственно к выходным шинам блока питания, напряжение питания Е которого на практике имеет значительные отклонения от номинала, что неминуемо приведет к изменению показаний контрольно-измерительного прибора 5 пропорционально изменению напряжения питания Е при неизменном сопротивлении изоляции. В этом случае с помощью блока управления 2 можно включить коммутатор К5 или Кб, подключить к одной из шин питания один из эталонных резисторов R5 или R6 имитатора сопротивления изоляции 6 и по разности показаний контрольно-измерительного прибора 5 до и после подключения эталонного резистора даже без знания текущего значения напряжения Е можно произвести корректировку его показаний. Такие операции позволят подтвердить достоверность показаний контрольно-измерительного прибора 5.To expand the range of measurement of insulation resistances, the resistances of the resistors R1 and R2 should have several values, for example, 10, 100 and 1000 kOhm (figure 2). Simultaneous switching of the values of these resistors (automatically by the same control device 5 by an external command or manually; at the same time, switching the values of the resistors R3 and R4 is practically not required) allows you to expand the range of measurement of insulation resistances, which, in turn, will make it possible to trace insulation degradation ( order from 100 MΩ to tens of Ohms), will help to predict the consequences of this degradation and take the necessary measures to neutralize it. Moreover, this solution allows you to perform long-term experiments on the quantitative measurement of changes in the insulation resistance of various new insulation materials in flight conditions. However, it should be borne in mind that in order to achieve high accuracy in measuring the insulation resistance, the control and measuring device 5 must be periodically subjected to metrological verification or adjustment. This is required even when its accuracy is not in doubt. And this is due to the fact that the bridge of resistors R1-R4 is connected directly to the output buses of the power supply, the supply voltage E of which in practice has significant deviations from the nominal value, which will inevitably lead to a change in the readings of the measuring instrument 5 in proportion to the change in the supply voltage E at a constant insulation resistance. In this case, using the control unit 2, you can turn on the K5 or Kb switch, connect one of the reference resistors R5 or R6 of the insulation resistance simulator 6 to one of the power buses and, by the difference in the readings of the measuring instrument 5, before and after connecting the reference resistor even without knowledge the current value of voltage E, you can adjust its readings. Such operations will confirm the accuracy of the test instrument 5.

Что касается импульсных помех, влияющих на электромагнитную совместимость некоторых приборов, то в предложенной системе они полностью исключены, в отличие от существующей системы распределения электроэнергии, оснащенной импульсным устройством для контроля изоляции, в которой импульсные помехи при ее работе неизбежны.As for the impulse noise affecting the electromagnetic compatibility of some devices, they are completely excluded in the proposed system, in contrast to the existing power distribution system equipped with a pulse device for controlling insulation, in which impulse noise is unavoidable during its operation.

Совокупность признаков, подобная рассмотренной в данном предложении, не встречалась ранее для решения поставленной задачи и не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".A set of features, similar to that considered in this proposal, has not been met before to solve the problem and does not follow explicitly from the prior art, which allows us to conclude that the technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Изобретение предполагается использовать на изделиях предприятия в составе систем распределения электроэнергии.The invention is intended to be used on enterprise products as part of power distribution systems.

В настоящее время предложенная концепция построения системы распределения электроэнергии с контролем изоляции на корпус («землю») изделия рассматривается на предмет включения ее в техническое задание.Currently, the proposed concept of building a power distribution system with insulation control on the body ("ground") of the product is being considered for inclusion in the terms of reference.

Использованная литератураReferences

1. Пинигин Н.Я., Болдырев В.И. Система распределения электроэнергии на постоянном токе от шин общего источника. Патент РФ № 2201645, H02J 1/00.1. Pinigin N.Ya., Boldyrev V.I. DC power distribution system from common source buses. RF patent No. 2201645, H02J 1/00.

2. Леденев Г.Я., Федосов А.А. Многоканальный коммутатор напряжения. Патент РФ № 2214041, Н03К 17/08.2. Ledenev G.Ya., Fedosov A.A. Multichannel voltage switch. RF patent No. 2214041, Н03К 17/08.

3. Бородянский М.Е., Бородянский И.М. Способ измерения электрического сопротивления изоляции. Патент РФ № 2200329, G01R 27/16.3. Borodyansky M.E., Borodyansky I.M. A method of measuring electrical insulation resistance. RF patent No. 2200329, G01R 27/16.

Claims (2)

1. Система распределения электроэнергии, содержащая блок питания, подключенные к его выходным шинам коммутаторы цепей питания приборов и блок управления коммутаторами цепей питания приборов, отличающаяся тем, что в нее введены четыре резистора, контрольно-измерительный прибор, дополнительные коммутаторы, подключенные к выходным шинам блока питания, и имитатор сопротивления изоляции, причем выходные шины блока питания, через первый и второй резисторы с одинаковыми номиналами соединены с первым входом контрольно-измерительного прибора и корпусом («землей») изделия, а через третий и четвертый резисторы с одинаковыми номиналами соединены со вторым входом контрольно-измерительного прибора, имитатор сопротивления изоляции входами подключен к выходам дополнительных коммутаторов, а общей точкой подключен к корпусу («земле») изделия, при этом имитатор сопротивления изоляции выполнен в виде дополнительных резисторов, первые выводы которых соединены с его входами, а вторые выводы соединены с общей точкой имитатора сопротивления изоляции.1. An electric power distribution system comprising a power supply unit, switchboards for power supply circuits connected to its output buses and a control unit for switchboard power supply circuits for devices, characterized in that four resistors, a control and measuring device, additional switches connected to the output buses of the unit are introduced into it power supply, and a simulator of insulation resistance, and the output buses of the power supply, through the first and second resistors with the same ratings, are connected to the first input of the measuring instrument and the case ("ground") of the product, and through the third and fourth resistors with the same ratings are connected to the second input of the measuring instrument, the insulation resistance simulator is connected to the outputs of the additional switches, and the common point is connected to the case ("ground") of the product, wherein the insulation resistance simulator is made in the form of additional resistors, the first conclusions of which are connected to its inputs, and the second conclusions are connected to a common point of the insulation resistance simulator. 2. Система распределения электроэнергии по п.1, отличающаяся тем, что первый и второй резисторы выполнены с возможностью их одновременного изменения, например, с помощью сигналов контрольно-измерительного прибора.2. The power distribution system according to claim 1, characterized in that the first and second resistors are configured to simultaneously change them, for example, using the signals of the control instrument.
RU2006116530/09A 2006-05-16 2006-05-16 System of distribution of electric power RU2334335C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116530/09A RU2334335C2 (en) 2006-05-16 2006-05-16 System of distribution of electric power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116530/09A RU2334335C2 (en) 2006-05-16 2006-05-16 System of distribution of electric power

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006116530A RU2006116530A (en) 2007-11-27
RU2334335C2 true RU2334335C2 (en) 2008-09-20

Family

ID=38959945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006116530/09A RU2334335C2 (en) 2006-05-16 2006-05-16 System of distribution of electric power

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334335C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814592C1 (en) * 2023-06-07 2024-03-01 Акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (АО "УКБП") Power distribution device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814592C1 (en) * 2023-06-07 2024-03-01 Акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (АО "УКБП") Power distribution device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006116530A (en) 2007-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3294159B2 (en) Sensor diagnostic device and sensor failure diagnostic method
US7928744B2 (en) Monitoring circuit having a self test function
US9658268B2 (en) Device for diagnosing a circuit arrangement
GB2260416A (en) Measuring resistance
WO2017158375A1 (en) Battery system and method
JP2006343267A (en) Insulation resistance measuring instrument of dc circuit, electrostatic capacitance measuring instrument, insulation resistance measuring method and electrostatic capacitance measuring method
CN111551865B (en) Apparatus and method for monitoring reliability of cell impedance measurements of battery cells
CN109143032B (en) Circuit board self-detection system
NL2016321B1 (en) System and method for testing insulated joints in track systems.
US11353486B2 (en) Circuit arrangement having an active measuring voltage for determining an insulation resistance against ground potential in an ungrounded power supply system
US20100289499A1 (en) Monitoring device for monitoring a terminal of a terminal component
US20230396095A1 (en) Current Distribution Device Comprising A Load Detection Unit For Measuring A Detection Voltage
US11124138B2 (en) Device for supplying power to a control unit and method for monitoring a power supply
US10371735B2 (en) Method and system for monitoring electrical isolation
US9658267B2 (en) Analog signal input circuit to process analog input signals for the safety of a process
US20080068027A1 (en) Power line surge arrestor monitoring system
WO2022162686A1 (en) An automatic wiring harness tester
RU2334335C2 (en) System of distribution of electric power
JP2004347563A (en) Measuring apparatus for discharge characteristic of storage battery
US5382912A (en) Resistance monitors
RU2331958C2 (en) Electric power distribution system
JP2007028709A (en) Electric power station equipment integrating system
KR20170029260A (en) Apparatus and method of internal balance inspection for wind tunnel testing
RU2436108C2 (en) Complex of board cable networks monitoring
CN110262611B (en) Circuit for providing stress test voltage

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110517