SU1323983A1 - Устройство дл измерени сопротивлени изол ции электрических сетей посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам дл  измерени  (контрол ) сопротивлени  изол ции изолированных от земли электрических сетей посто нного тока с измен ющимс  рабочим напр жением. Может быть использовано при контроле изол ции систем автоматического управлени , контрол  и защиты , получающих питание от аккумул торных батарей или других источников посто нного тока с измен ющимс  напр жением . Цель изобретени  - повышение надежности - достигаетс  путем исключени  из схемы подвижных механических элементов (переменного резистора и электродвигател ) и применени  вместо них стандартных элементов микросхемотехники. В устройстве исключена дополнительна  погрешность измерений при изменении величины рабочего напр жени  контролируемой сети. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. SS (Л со to со ;о 00 оо

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам дл  измерени  (контрол ) сопротивлени  изол ции изолированных от земли (корпуса автономного объекта) электрических сетей посто нного тока с измен ющимс  рабочим напр жением, и может быть использовано при контроле изол ции систем автоматического управлени , контрол  и защиты, получающих питание от аккумул торных баУстройство работает следующим образом.

По команде первого коммутатора 3 дополнительный резистор 2 поочередно через определенные интервалы времени подключаетс  к одному или другому полюсу конт- ролируемой сети. При этом по экспоненте измен етс  напр жение полюсов сети относительно земли. С делител  4 напр жени  это напр жение поступает на вход измерител -накопител  6, с выхода которого через

тарей или других источников посто нного 10 второй коммутатор 7, фильтр 8 и контакт тока с измен ющимс  напр женим.3.2 или 3.4 первого коммутатора 3 - на соотЦель изобретени  - повыпление надеж-ветствующий блок 9 или 10 пам ти. Наности путем исключени  из схемы подвиж-пр жени  с выходов блоков 9 и 10 паных механических элементов (переменногом ти суммируютс  в измерительном блоке

резистора и электродвигател ) и примене-П. Сумма напр жений полюсов сети отнони  взамен них стардартных элементов - сительно земли при данном значении R дополнительного резистора 2 есть однозначна  функци  эквивалентного сопротивлени  изол ции сети R и рабочего напр жени  U

Нд

микросхемотехники.

На фиг. 1 и 2 изображены блок-схемы устройства и вход щего в него блока компенсации колебаний напр жени ; на фиг. 3 - 20 графики напр жений, по сн ющие работу блоков.

Через блок 1 обозначена контроируема  сеть с рабочим напр жением Ue, содержаща  сопротивлени  изол ции Ri и Ra и емUi + U2 и,R .+R

Напр жение U может измен тьс  в значительном диапазоне. Например, при пита НИИ систем автоматики от аккумул торных

кости Ci и С2 полюсов относительно земли. 25 батарей при номинальном напр жении Устройство контрол  сопротивлени  изол - UcH 24В напр жение Uc Uc6 17; 37 В . ции состоит из дополнительного резистора 2,Такие колебани  напр жени  привод т к

первого коммутатора 3 с двум  замыкаю- больщой погрещности измерений. В устрой- щими 3.1 и 3.2 и двум  размыкающими 3.3 стве эта дополнительна  погрещность из- и 3.4 контактами, делител  4 напр жени  мерений уменьшаетс  за счет применени  в блока 5 компенсации колебаний напр же- схеме блока 5 компенсации колебаний напр жений , второго коммутатора 7 и фильтни , измерител -накопител  6, второго ком- мтутора 7, фильтра 8, блоков 9 и 10 пам ти и измерительного органа 11.

Дополнительный резистор 2 одним полюсом подключен к заземлителю, а другим пора 8.

Блок 5 компенсации колебаний напр жени  служит дл  преобразовани  величины отклонени  рабочего напр жени  сети от

люсом через контакты 3.1 и 3.3 первого номинального значени  в величину скваж- коммутатора 3 соедин етс  с полюсами контности импульсов, управл ющих работой второго коммутатора 7.

Схема работает следующим образом.

Измен ющеес  напр жение сети Uc постуролируемой сети. Делитель 4 напр жени ,

собранный на резисторах п -Гг, подключен

к полюсам контролируемой сети, выход его

подключен к, входу блока 5 компенсации 40 повторител  12 напр жени  сети на

колебаний напр жени . Делитель имеет двевход сумматора 15. На второй вход сумматора 15 поступает напр жение Uon с выхода блока 13 опорного напр жени , при этом

средние точки; первую - между резисторами Г2 и гз и вторую - между резисторами ГБ и Гб, причем перва  средн   точка подключена к дополнительному резистору 2,

Uoii UuH. На третий вход сумматора 15 поступает пилообразное напр жение Um с

а втора  - к заземлителю через вход из ме- выхода генератора 14. Напр жение LJv на

выходе сумматора 15 равно

Jy и с- Uo,.-f Urn

и представл ет собой пилообразное напр жение , смещенное относительно нулевого

рител -накопител  6. Выходы блока 5 мо- пенсации колебаний напр жени  и измерите- л -наокпител  6 подключены к входу второго коммутатора 7, выход которого через фильтр 8 и контакты 3.2 и 3.4 первого коммутатора 3 подключаетс  к входам блоков потенциала на величину отклонени  рабо- 9 и 10 пам ти. Выходы блоков 9 и 10 па-чего напр жени  сети от номинального знам ти св заны с входами измерительногочени . Это напр жение поступает на вход

блока 11. Блок 5 компенсации колебанийзадатчика 16 скважности импульсов, на вынапр жени  сети состоит из повторител  которого образуетс  последовательнапр жени  сети, блока 13 опорного на- 55

пр жени  и генератора 14 пилообразного напр жени , выходы которых подключены к суматору 15, св занному с входом задатчика 16 скважности ИМПУЛЬСОВ.

ность управл ющих импульсов равной ампли- дуты. Длительность импульсов равна длительности отрицательных значений в кривой напр жени  на выходе сумматора 15. Работа блока 5 по сн етс  семействами граУстройство работает следующим образом.

По команде первого коммутатора 3 дополнительный резистор 2 поочередно через определенные интервалы времени подключаетс  к одному или другому полюсу конт- ролируемой сети. При этом по экспоненте измен етс  напр жение полюсов сети относительно земли. С делител  4 напр жени  это напр жение поступает на вход измерител -накопител  6, с выхода которого через

Нд

Ui + U2 и,R .+R

ра 8.

Бл ни  с откло

Схема работает следующим образом.

Измен ющеес  напр жение сети Uc постуUoii UuH. На третий вход сумматора 15 поступает пилообразное напр жение Um с

выхода генератора 14. Напр жение LJv на

Jy и с- Uo,.-f Urn

и представл ет собой пилообразное напр жение , смещенное относительно нулевого

потенциала на величину отклонени  рабо- чего напр жени  сети от номинального знаность управл ющих импульсов равной ампли- дуты. Длительность импульсов равна длительности отрицательных значений в кривой напр жени  на выходе сумматора 15. Работа блока 5 по сн етс  семействами графиков на фиг. 3, составленными дл  трех вариантов значений рабочего напр жени  сети: равного номинальному (фиг. За), меньше номинального (фиг. 36) и больше номинального (фиг. Зв) при этом и том же значении сопротивлени  изол ции. В первом случае Uc-Uon О и на выходе сумматора 15 крива  напр жени  Uj Um не имеет смеш.ени  относительно оси абсцисс. Так как положительные и отрицательные полупериоды имеют здесь равную длительность, то скважность управл ющих импульсов Q, образующихс  на выходе блока 16, равна 2. Во втором случае крива  напр жени  Uj; смещена в отрицательную область относительно оси абсцисс. Здесь длительность отрицательных значений больше длительности положительных значений. Поэтому управл ющие импульсы имеют больщую длительность , чем в первом случае (). Когда величина напр жени  сети больше номинального значени , крива  напр жени  Uj; смещена в области положительных значений, при этом длительность отрицательных значений становитс  меньше, и соответственно уменьшаетс  длительность управл ющих импульсов на выходе блока 16 ().

Управл ющие импульсы Ууи, следующие из блока 16, управл ют работой коммутатора 7, на второй вход которого поступает напр жение UHH с измерител -накопител  6. Последнее имеет форму экспоненты с асимптотой , завис щей от величины рабочего напр жени  сети и сопротивлений изол ции полюсов сети относительно земли (фиг. 3), На выходе коммутатора 7 образуетс  последовательность импульсов UK, амплитуда которых ограничена кривой напр жени  UHH, а длительность соответствует длительности управл ющих импульсов Uyn (фиг. 3). Эта последовательность импульсов поступает на сглаживающий фильтр 8, напр жение U/ на выходе которого зависит от амплитуды и скважности импульсов UK, поступающих на вход. Так как при изменении рабочего напр жени  амплитуда импульсов UK уменьшаетс , а длительность их увеличиваетс  по сравнению с режимом U UCH, а при увеличении рабочего напр жени  амплитуда импульсов увеличиваетс , но сокращаетс  их длительность, то напр жение U/ на выходе фильтра 8 оказываетс  независимым от напр жени  сети. Это напр жение зависит только от величин сопротивлений изол ции RI и и сопротивлени  Кд дополнительного резистора 2.

В результате устройство оказываетс  свободным от дополнительной погрещно0

сти измерений при изменении величины рабочего напр жени  контролируемой сети, т.е. напр жение на входе измерительного блока 11 независимо от величины напр жени  сети однозначно определ етс  величиной сопротивлени  изол ции

и, +U, f(R):

При этом дл  индикации измер емой ве- 0 личины R достаточно применить вольтметр, заранее проградуированный в единицах сопротивлени , а дл  целей автоматического контрол  - стандартные пороговые блоки.

Claims (2)

1.Устройство дл  измерени  сопротивлени  изол ции электрических сетей посто нного тока, содержащее коммутатор, дополнительный резистор, один полюс которого соединен с общей шиной, а второй через замыкающий и размыкающий контакты коммутатора - с полюсами контролируемой сети, измерительный блок, измеритель- накопитель и два блока пам ти, входы которых соединены в общую точку через замыкаю5 щий и размыкающий контакты коммутатора , а выходы подключены к измерительному блоку, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, в него введены делитель напр жени  с двум  средними выводами , включенный между полюсами конт0 ролируемой сети, блок компенсации колебаний напр жени , второй коммутатор и сглаживающий фильтр, причем один средний вывод делител  напр жени  соединен с дополнительным резистором, второй средний вывол через вход измерител -накопител 

5 соединен с заземлителем, а выход делител  напр жени  соединен с входом блока компенсации колебаний напр жени  сети, выход которого и выход измерител -накопител  подключены к входам второго коммутатора,

д выход которого через сглаживающий фильтр соединен с общим входом блоков пам ти.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок компенсации колебаний напр жени  содержит повторитель напр жени  сети, вход которого  вл етс  входом блока, блок

5 опорного напр жени , генераторр пилообразного напр жени , сумматор и генератор управл ющих импульсов, причем выходы повторител  напр жени  сети, генератора пилообразного напр жени  и блока опорного напр жени  подключены к входам сум0 матора, выход которого соединен с выходом блока компенсации колебаний напр жени  через генератор управл ющих импульсов.

из 5/7Off а 4а . Uc UcM

Uon

Upf7 l/Cf/

В

Uc - Uorr.

Urn

.

/w

л

л

II

X

:n