SU1402971A2

SU1402971A2 - Device for measuring leak current

Info

Publication number: SU1402971A2
Application number: SU864105160A
Authority: SU
Inventors: Владимир Филиппович Веклич; Эдуард Израилевич Викутан; Григорий Филиппович Витер; Иосиф Григорьевич Ланда
Original assignee: Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Городского Хозяйства
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1988-06-15

Abstract

Изобретение может быть использовано дл измерени тока утечки изол ции электрооборудовани посто нного тока. Цель изобретени - упрощение операции контрол и расширение функциональных возможностей устройства . Устройство содержит высоковольтный транзистор 1, транзисторы (Т) 4,5 и 8, резисторы (Р) 3, 6, 7, 9, 10, 11, 13, 15, 17, 20, 22, 25, 26, 27, диоды 12 и 18 и источник 14 питани . Дл повышени надежности работы схемы защиты параллельно Т1 установлен Р2. Таким образом, несмотр на запирание Т1, суммарный ток, протекающий через Р2, возрастает, обеспечива запирание Т1. Зависимость тока коррекции от абсолютного значени тока утечки обеспечиваетс ув зкой величины тока коррекции с величиной сопротивлени изол ции злектро- оборудовани посредством каскада на Т23. В устройство введен Т16, величина протекающего через него тока пропорциональна напр жению на зажимах 24 и 28. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. i СThe invention can be used to measure the leakage current of an insulation of direct current electrical equipment. The purpose of the invention is to simplify the control operation and expand the functionality of the device. The device contains a high-voltage transistor 1, transistors (T) 4,5 and 8, resistors (P) 3, 6, 7, 9, 10, 11, 13, 15, 17, 20, 22, 25, 26, 27, diodes 12 and 18 and a power source 14. To increase the reliability of the protection circuit in parallel, T1 has P2 installed. Thus, despite the blocking of T1, the total current flowing through P2 increases, providing the blocking of T1. The dependence of the correction current on the absolute value of the leakage current is provided by linking the magnitude of the correction current with the insulation resistance value of the electrical equipment by means of a cascade on T23. T16 is introduced into the device, the current flowing through it is proportional to the voltage at terminals 24 and 28. 1 Cp f-ly. 1 il. i С

Description

4 О to СО4 About to CO

: Изобретение относитс к измери- . ( ельной технике и молсет быть исполь- $овано дл измерени тока утечки изол ции электрооборудовани посто нно- it o тока, в частности высоковольтного оборудовани троллейбуса,: The invention relates to measurement-. (the technical equipment and the molset should be used to measure the leakage current of the insulation of electrical equipment of constant-current current, in particular the high-voltage equipment of the trolleybus,

Целью изобретени вл етс упроще гше операции контрол тока утечки утгм компенсации колебанют напр же- Ш питающей сети, повышение надежности cxeivifai защиты и расширение 0/ункц1;-гональных возможностей,The aim of the invention is to simplify the operation of controlling the leakage current of the compensation circuit to fluctuate the voltage of the supply mains, increase the reliability of protection and extend 0 / unc1;

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл защиты электро- Измерительных приборов дополнительно веден двухтранзисторный усилитель- ф1й каскад и целитель напр лсени , г сдклюгтенный к источнику питани электрооборудовани ,The goal is achieved by the addition of a two-transistor amplifier and cascade healer to the device for protection of electrical measuring instruments, which is connected to the electrical power supply source,

На чертеже представлена электрическа : схема устройства дл измерени тока утечкн.The drawing shows an electrical: circuit diagram for measuring leakage current.

Устройство содержит высоковольтный транзистор 1э преобразователь тЬк - напр жение, выполненньш в виде резистора 2, включенного в цепь эмит- TiEpa высоковольтного транзистора 1, резистор 3,, подключенный свош- ги вы- зода йИ к коллектору и эмиттеру -вы- сЬково.пьтного транзистра 1 транзис тЬр 4, коллектор которого соединен с бЕзой высоковольтного транзистора 1 , т|занзнстор 5 , коллектор которого через Р03КСТОР 6 соединен с базой транзисторе 4, а через резистор 7 подключен к коллектору высоковольтного транзистору 15 транзистор 8, переход эмиттер - база которого через резистор 9 подключе к выводам резистора 2 преобразовате- лА ток - напр жение, а коллектор через резистор 10 соединен 2 базой тфанзистора 5„ к кохшектору которого подключен резистор 11, последовательКФ с которьЦ ; включен диод 12, причем агзод диода 12 через резистор 13 подсоединен к базе высоковольтного транзистора 1, Устройство содержит источник 14 питани , пололсительный полюс которого соединен с анодом диода 12 и через резистор 15 с колле1чтором транзистора 8, а отрицательный полюс -источника питани присоединен к эмит- тара-:м транзисторов 1s4 и 5, Устройство Содержит также транзистор 16, эмкттер которого подключен к положительному полюсу источника 14 питани .The device contains a high-voltage transistor 1e converter tkb - voltage, made in the form of a resistor 2, connected to the emitter circuit TiEpa of the high-voltage transistor 1, resistor 3 ,, connected to its collector and emitter - high voltage transistor 1 trans lp 4, the collector of which is connected to the high voltage transistor 1, t | zanzstor 5, the collector of which through the Р03КСТОР 6 is connected to the base transistor 4, and through the resistor 7 is connected to the collector of the high voltage transistor 15 transistor 8, the emitter - ba junction and through the resistor 9 it is connected to the terminal resistor converters 2 nA current - voltage and whose collector is connected via a resistor 10 tfanzistora 2 base 5 'to which is connected a resistor 11 kohshektoru, posledovatelKF with kotorTs; The diode 12 is turned on, and the diode 12 of the diode 12 is connected via a resistor 13 to the base of a high-voltage transistor 1, the device contains a power source 14, the polarizing pole of which is connected to the anode of the diode 12 and the resistor 15 through a resistor 15, and the negative pole of the power supply is connected to the emitter - tara-: m transistors 1s4 and 5, the device also contains a transistor 16, the emctter of which is connected to the positive pole of the power source 14.

а коллектор через резисторand the collector through a resistor

р диодp diode

цепочке, состо щей из паралg chain consisting of

5 050

5 Q „ 5 Q „

5five

00

лельно включенных измерительного прибора 19 и резистора 20, включенных между коллектором высоковольтного транзистора 1 и входным зажимом 21, который через резистор 22 .подключен к базе транзистора 23, эмиттер которого соединен с входным зажимом 24, выводом резистора 2 и одн.им концом делител на резисторах 25,26j коллектор - со средней точкой этого делител и через резистор 27 - с базой транзистора I6j причем другой конец этого .делител подключен к выходному заж1-1му 28 и через сопротивление 29 утечки изол ции электрооборудовани - к входному зажиму 21, переход эмиттер - база транзистора 23 шунтирован резистором 30,of the measuring device 19 and the resistor 20 connected between the collector of the high-voltage transistor 1 and the input terminal 21, which is connected through the resistor 22 to the base of the transistor 23, the emitter of which is connected to the input terminal 24, the output of the resistor 2 and one end of the divider on the resistors 25,26j collector - with the midpoint of this divider and through a resistor 27 - with the base of the transistor I6j and the other end of this divider is connected to the output terminal 1-1 28 and through the resistance leakage of electrical equipment 29 to the input terminal 21 , the emitter junction - the base of the transistor 23 is shunted by the resistor 30,

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Рассмотрим нормальный режим работы , то есть режим, при котором напр жение питани электрооборудовани равно максимально возможному напр жению , а ток утечки существенно меньше предельно допустимого. В этом режиме открытое состо ние высоковольтного транзистора 1 обеспечиваетс резистором 135 подключенным к положительному полюсу источника 14 питани . Таким образом, цепь измерени тока утечки состоит из параллельно соединенных измерительного прибора (миллиамперметр) 19 и резистора 20, включенных последовательно с переходом коллектор - эмиттер высоковольтного транзистора 1, сопротивление которого при насыщенном транзисторе 1 весьма невелико, и резистором 2. Транзистор 8 находитс при этом в запертом состо нии, поскольку падение напр лсени на резисторе 2 мало, В то же врем ток, поступающий через резисторы 10 и 15 в базу транзистора 5, обеспечивает его открытое состо ние. При этом коллекторный ток транзистора 5 протекает по цепи, образованной диодом 12 и резистором 11, В результате транзистор 4 находитс в закрытом состо нии и не р змен ет состо ни транзистора 1 . IConsider the normal mode of operation, i.e., the mode in which the voltage of the power supply of electrical equipment is equal to the maximum possible voltage, and the leakage current is significantly less than the maximum allowable. In this mode, the open state of the high voltage transistor 1 is provided by a resistor 135 connected to the positive pole of the power source 14. Thus, the leakage current measurement circuit consists of a parallel-connected measuring device (milliammeter) 19 and a resistor 20 connected in series with the collector-emitter junction of the high-voltage transistor 1, whose resistance with a saturated transistor 1 is very small, and with resistor 2. Transistor 8 is in the locked state, since the voltage drop across resistor 2 is small. At the same time, the current flowing through resistors 10 and 15 into the base of transistor 5 ensures its open state. In this case, the collector current of the transistor 5 flows through the circuit formed by the diode 12 and the resistor 11. As a result, the transistor 4 is in the closed state and does not control the state of the transistor 1. I

При работе в этом режиме транзистор 16 закрываетс напр жением, снимаемым со средней точки делител , собранного на резисторах 25,26 и подключенного к входным зажимам устрой- стваоWhen operating in this mode, the transistor 16 is closed by the voltage taken from the midpoint of the divider assembled on the resistors 25,26 and connected to the input terminals of the device

314314

Величина шунтирующего миллиамперметр резистора 20 выбираетс такой, чтобы в этом режиме через прибор протекал ток, соответствующий фактическому значению тока утечки.The magnitude of the shunt milliammeter resistor 20 is chosen such that in this mode the current flowing through the device corresponds to the actual value of the leakage current.

При уменьшении величины напр жени питани электрооборудовани уменьшаетс ток, протекающий через сопротивление 29 утечки изол ции и миллиамперметр 5 хот в действительности сопротивление 29 не увеличилосьDecreasing the electrical supply voltage decreases the current flowing through the insulation leakage resistance 29 and milliammeter 5, although in reality the resistance 29 does not increase

Одновременно при этом уменьшаетс величина напр жени запирани на базе транзистора 16, что приводит к отпи- ранию этого транзистора и возникновению дополнительного тока, протекающего от положительного полюса источника 14 питани через транзистор 16J резистор 17, диод 18, параллель- но включенные измерительный прибор 19 и резистор 20, высоковольтный транзистор 1 к отрицательному полюсу источника питани .At the same time, the locking voltage at the base of transistor 16 decreases, which leads to the opening of this transistor and the occurrence of additional current flowing from the positive pole of power supply 14 through transistor 16J resistor 17, diode 18, parallel measuring device 19 and resistor 20, high voltage transistor 1 to the negative pole of the power source.

Чем больше напр жение на 24 и 28 отклон етс от максимального значени , тем больший ток протекает через транзистор 16.The more the voltage is 24 and 28 deviates from the maximum value, the more current flows through the transistor 16.

Такое управление обеспечивает линейную (в определенных пределах) корректировку измер емого тока в зависимости от единственного перемен- ного параметра - величина напр жени питани электрооборудовани . Ток коррекции при этом зависит только от на пр жени , не св зан с величиной тока утечки и при определенных услови х может даже превысить его. На самом деле величина тока коррекции должна зависеть от абсолютного значени тока утечки, т.е. от величины R изол ции .Such control provides a linear (within certain limits) adjustment of the measured current depending on a single variable parameter — the magnitude of the power supply voltage of the electrical equipment. The correction current in this case depends only on the voltage, is not related to the magnitude of the leakage current, and under certain conditions may even exceed it. In fact, the magnitude of the correction current should depend on the absolute value of the leakage current, i.e. on the value of R isolation.

Дл устранени этого йедостатка следует ув зать величину тока коррекции (I; Т16) с величиной второго пере менного параметра - сопротивлени изол ции электрооборудовани . Эту функцию в предлагаемом устройстве выполн ет каскад на транзисторе 23. С увеличением тока утечки увеличиваетс ток базы транзистора 23 - цепь: вывод 28 - сопротивление 29 утечки - вывод 21 - резистор 22 - переход база-эмиттер транзистора 23 - вывод 24,возрастает коллекторньй ток транзистора 23 и, соответственно, транзистора 16, увеличиваетс дополнительный корректирующий ток через измерительный прибор 19 и шунтирующий резистор 20. СIn order to eliminate this residual, the correction current (I; T16) should be related to the value of the second variable parameter, electrical insulation resistance. This function in the proposed device performs a cascade on the transistor 23. With increasing leakage current, the base current of transistor 23 increases - circuit: pin 28 - leakage resistance 29 - pin 21 - resistor 22 - base-emitter junction of transistor 23 - pin 24, the collector current increases the transistor 23 and, accordingly, the transistor 16, the additional correction current through the measuring device 19 and the shunt resistor 20 increases.

Q Q

g о g o

5 five

Q Q

5five

00

5five

1one

увеличением сопротивлени 29 утечкиincreasing leakage resistance 29

корректирующий ток уменьшаетс .the correction current is reduced.

Таким образок, в приведенной схеме осуществл етс полна коррекци показаний прибора.Thus, in the diagram above, the instrument is completely corrected.

Рассмотрим случай дальнейшего уменьшени сопротивлени утечки, соответствующий ухудшен1Ж} качества изол ции нижа определенного уровн . Увеличекие тока утечки приводит к росту падени напр жени на резисторе 2, что приводит к отпиранию транзистора 8. При этом начинает закрыватьс транзистор 5, что вызывает увеличение базового тока транзистора 4. Транзистор 4 начинает оказывать шунтирующее действие на переход эмиттер - база высоковольтного транзистора 1, вывод его из состо ни насьпдени . Высоковольтный транзистор 1, наход сь в активном режиме , ограничивает ток в контролируемой цепи. При дальнейшем увеличении тока происходит еще большее запира- . ние транзистора 1. При этом транзистор 1, запира сь, вызывает уменьшение тока в, контролируемой цепи.Consider the case of a further decrease in leakage resistance, corresponding to a deterioration of the insulation quality below a certain level. Increasing the leakage current leads to an increase in the voltage drop across the resistor 2, which causes the transistor 8 to open. At the same time, the transistor 5 starts to close, causing the base current of the transistor 4 to increase. bringing it out of the state. The high voltage transistor 1, being in active mode, limits the current in the controlled circuit. With a further increase in current, even more locking occurs. the transistor 1. In this case, the transistor 1, locked, causes a decrease in the current in the controlled circuit.

Дл повышени надежности работы схемы защиты в схеме параллельно транзистору 1 установлен резистор 3, Таким образом, несмотр на запирание транзистора 1 5, сугф арный ток, протекающий через резистор 2, продолжает возрастать, обеспечива дальнейшее запирание транзистора 1.In order to increase the reliability of the protection circuit in the circuit parallel to the transistor 1, a resistor 3 is installed. Thus, despite the locking of the transistor 1 5, the sugary current flowing through the resistor 2 continues to increase, providing further locking of the transistor 1.

При значительном увеличении напр жени и тока в контролиремой цепи происходит глубокое насьш ение транзистора 4 за счет протекани тока через резисторы 6 и 7 и переход эмиттер - база транзистора 4. При этом открытый переход коллектор - эмиттер транзистора 4 шунтирует переход эмиттер - база высоковольтного транзистора 1, обеспечива его надежное запираниеWith a significant increase in voltage and current in the control circuit, transistor 4 is deeply absorbed due to current flowing through resistors 6 and 7 and the emitter-to-base transition of transistor 4. At the same time, an open collector-emitter junction of the transistor 4 shunts the emitter-to-base transistor of the high-voltage transistor 1 , ensuring its reliable locking

Claims

1. Device for measuring leakage current according to auth. No. 1150587, about the slice, that, in order to simplify the control operation of the leakage current and enhance the functionality, a cascade on the fifth and sixth transistors was added to it, p. 1, than the emitter of the fifth transistor smoked to a positive

The source of the measuring power source, its base through the ninth resistor is connected to the collector of the sixth transistor and to the common point of the divider on the tenth and eleventh resistors, and the collector is connected in series to the twelfth resistor and the second diode to the measuring input of the device; of the device and the thirteenth resistor and through the fourteenth resistor to the base of the sixth transistor; and to the fifteenth resistor, connected to the base parallel to the junction — the junction switch the second transistor output, the tenth resistor is connected to the positive pole of the electrical equipment power source, and the second output of the eleventh resistor is connected to the negative pole of the electrical equipment power source, the emitter of the sixth transistor is connected to the negative pole of the electrical power supply source and the fourth transistor, the second transistor meter, device and the thirteenth resistor connected to the collector of the high-voltage transistor.

I

2. The device according to claim 1, of which is, in order to increase the reliability of the protection circuit, the transition emitter-collector of the high-voltage transistor is shunted by an additional resistor.