SU828117A1

SU828117A1 - Device for measuring dc electric network insulation resistance

Info

Publication number: SU828117A1
Application number: SU792733504A
Authority: SU
Inventors: Леонид Наумович Карпиловский
Original assignee: Предприятие П/Я В-2156
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1981-05-07

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнике, в частности к контролю состо ни сопротивлени изол ции электрических сетей, наход щихс под рабочим напр жением.The invention relates to electrical engineering, in particular, to monitoring the state of the insulation resistance of electrical networks that are under operating voltage.

Известно устройство дл измерени сопротивлени изол ции сетей посто нного тока, содержащее уравновешенный мост посто нного тока, образованный сопротивлени ми изол ции и компенсационным резистором , переключатель, источник оперативного посто нного тока, датчик тока, измеритель напр жени , вход которого непосредственно св зан с датчиком тока, а через переключатель - с корпусом, контролируемым объектом, источником оперативного тока и датчиком тока, а выход - с индикатором 1.A device for measuring the insulation resistance of DC networks, comprising a balanced DC bridge formed by insulation resistances and a compensation resistor, a switch, a source of operational DC current sensor, a voltage meter, whose input is directly connected to the sensor, is known. current, and through the switch - with the case, controlled object, source of operating current and current sensor, and output - with indicator 1.

Недостатком известного устройства вл етс то, что при проведении непрерывных или многократных измерений будет иметь место частое периодическое уменьшение сопротивлени изол ции полюса и всей сети относительно корпуса. С одной стороны это вызывает возникновение переходных процессов в сети и, естественно, возрастание количества и уровн помех, с другой стороны происходит интенсивный расход моторесурса устройства.A disadvantage of the known device is that during continuous or repeated measurements there will be a frequent periodic decrease in the insulation resistance of the pole and the entire network relative to the housing. On the one hand, this causes the occurrence of transients in the network and, of course, an increase in the number and level of interference, on the other hand, there is an intensive consumption of the service life of the device.

Наиболее близко к предлагаемому устройство дл измерени сопротивлени изол ции сетей посто нного тока, содержащее мост, два плеча которого образованы сопротивлени ми изол ции каждого полюса относительно корпуса, а два других - переменными резисторами, последовательно соединенные индикатор, переключатель и источник напр жени посто нного тока, а также дифференцирующий элемент, инвертор , пороговый элемент, элемент задержки,Closest to the proposed device for measuring the insulation resistance of DC networks, containing a bridge, the two arms of which are formed by the insulation resistances of each pole relative to the housing, and the other two by variable resistors connected in series with an indicator, a switch, and a source of DC voltage , as well as differentiating element, inverter, threshold element, delay element,

ключ, элемент ИЛИ и два канала, каждый из которых состоит из ключа, элемента ИЛИ, триггера и элемента задержки 2.a key, an OR element, and two channels, each of which consists of a key, an OR element, a trigger, and a delay element 2.

Недостаток прототипа заключаетс в том, что частое возникновение переходных процессов и увеличение количества помех в сети, вызываемых процессом измерени , ведет к ухудшению работы спецпотребителей электроэнергии, требует улучшени помехозащищенности электронных схем и снижаетThe disadvantage of the prototype lies in the fact that the frequent occurrence of transients and an increase in the amount of interference in the network caused by the measurement process leads to a deterioration of the work of special consumers of electricity, requires an improvement in the noise immunity of electronic circuits and reduces

помехозащищенность объектов, на которых расположена сеть. Кроме того, частое искусственное понижение сопротивлени изол ции сети ухудшает электробезопасность обслуживающего персонала, так как повыщает веро тность поражени током человека, коснувшегос другого полюса сети в момент шунтировани сопротивлени изол ции выбранного полюса. Целью изобретени вл етс повышениеnoise immunity of objects on which the network is located. In addition, frequent artificial lowering of the insulation resistance of the network impairs the electrical safety of the staff, as it increases the likelihood of a person hitting another pole of the network at the moment of shunting the insulation resistance of the selected pole. The aim of the invention is to increase

электробезопасности при измерении, уменьшение количества и уровн помех, вносимых в контролируемую сеть измерительным устройством.electrical safety measurement, reducing the number and level of interference introduced into the controlled network by a measuring device.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени сопротивлени изол ции электрических сетей посто нного тока, содержащее мост, два плеча которого образованы сопротивлени ми изол ции каждого полюса сети относительно корпуса, а два других - плечами потенциометра, датчик тока, источник оперативного напр женн , два ключа, пороговый элемент, элемент ИЛИ, переключатель, первый выход которого подключен к корпусу, а вход - к первому входу измерител напр жени , к выходу которого подключен индикатор, дифференцирующий блок, выход которого соединен со входом инвертора пол рности. блок управлени , четыре выхода которого подключены к управл емым входам двух ключей, переключател и к среднему выводу потенциометра, введены второй дифференцирующий блок, второй пороговый элемент , элемент И, таймер, причем к среднему выводу потенциометра подключены второй выход переключател и вход датчика тока, выход которого соединен со вторым входом измерител напр жени и с первым выходом источника оперативного напр жени , второй выход которого через первый ключ соединен с первым выходом переключател , выход инвертора пол рности соединен со входом первого порогового элемента, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход элемента И соединен с выходом второго порогового элемента , вход которого соединен с выходом второго дифференцирующего блока, вход последнего подключен к верщине моста, образованной первым плечом потенциометра и сопротивлением изол ции первого полюса сети относительно корпуса, вход первого дчфференцирующего блока подключен к вершине моста, образованной вторым плечом потенциометра и сопротивлением изол ции второго полюса сети относительно корпуса , выход элемента И соединен с входом второго ключа, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом блока управлени , а второй вход - с выходом таймера, два входа которого соединены с п тым и шестым выходами блока управлени . На чертеже представлена функциональна схема устройства дл измерени сопротивлени изол ции электрических сетей посто нного тока. Устройство содержит потенциометр 1, датчик тока 2, измеритель напр жени 3, индикатор 4, источник оперативного напр жени 5, ключ 6, переключатель 7, дифференцирующие блоки 8, 9, инвертор пол рности 10, пороговые элементы II и 12, логический элемент И 13, блок управлени 14, This goal is achieved by the fact that the device for measuring the insulation resistance of electrical DC networks contains a bridge, the two arms of which are formed by the insulation resistances of each network pole relative to the housing, and the other two by the potentiometer arms, current sensor, source of operational voltage. , two keys, a threshold element, an OR element, a switch, the first output of which is connected to the housing, and the input - to the first input of a voltage meter, to the output of which an indicator is connected, a differentiating unit, output D which is connected to the input of the polarity inverter. control unit, four outputs of which are connected to controllable inputs of two keys, a switch and to the middle terminal of a potentiometer, a second differentiation unit, a second threshold element, element I, and a timer are entered, the second output of the switch and the current sensor input, output are connected to the middle terminal of the potentiometer which is connected to the second input of the voltage meter and to the first output of the operating voltage source, the second output of which through the first switch is connected to the first output of the switch, the output of the inverter is polar ti is connected to the input of the first threshold element, the output of which is connected to the first input of the element And, the second input of the element And is connected to the output of the second threshold element, the input of which is connected to the output of the second differentiating unit, the input of the last connected to the bridge vertex formed by the first arm of the potentiometer and resistance isolating the first pole of the network relative to the housing; the input of the first dchferentiing unit is connected to the top of the bridge formed by the second arm of the potentiometer and the insulation resistance of the second n The network voltage relative to the housing, the output of the AND element is connected to the input of the second key, the output of which is connected to the first input of the OR element, the output of which is connected to the input of the control unit, and the second input to the timer output, two inputs of which are connected to the fifth and sixth outputs of the unit management The drawing shows a functional diagram of a device for measuring the insulation resistance of DC electric networks. The device contains a potentiometer 1, a current sensor 2, a voltage meter 3, an indicator 4, a source of operational voltage 5, a key 6, a switch 7, differentiating units 8, 9, a polarity inverter 10, threshold elements II and 12, a logic element AND 13 , control unit 14,

таймер 15, логический элемент ИЛИ 16 и ключ 17.timer 15, logical element OR 16 and key 17.

Работа происходит следующим образом.The work is as follows.

После подключени устройства к контролируемой сети с помощью блока управлени 14 ключ 6 и переключатель 7 устанавливаютс в полол ение, обеснечивающее включение в диагональ моста, образованного плечами потенциометра 1 и сопротивлени ми изол ции полюсов сети относительно корпуса, измерител напр жени 3. Затем изменением величин плеч потенциометра 1 с помощью блока управлени 14 производитс балансировка моста до уравнивани величин напр жени в вершинах моста, образованных общей точкой плеч потенциометра 1 и корпусом. После этого по сигналу с блока управлени 14 на управл емые входы ключа 6 и переключател 7 в указанную диагональ моста вместо измерител нанр жени 3 подключаетс источник оперативного напр жени 5, а измеритель напр жени 3 подключаетс к выходу датчика тока 2. Величина падени напр жени на датчике тока 2 от тока источника оперативного напр жени 5 однозначно св зана с величиной сопротивлени изол ции сети, котора и индицируетс на индикаторе 4. Одновременно и после измерени величины напр жений на полюсах сети дифференцируютс блоками 8 и 9. Однако на этапе балансировки моста и измерени выход элемента И 13 с помощью ключа 17 отключен от входа блока управлени 14, и поэтому никакой информации от совместной работы дифференцирующих блоков 8 и 9 на вход блока управлени 14 не поступает. После завершени измерени по сигналу от блока управлени 14 замыкаетс ключ 17 и запускаетс таймер 15. Начинаетс режим слелсени за неизменностью состо ни сопротивлени изол ции полюсов сети. Если напр жепие на полюсах сети остаетс неизменным или мен етс одновременно в одну сторону (например, одновременно повышаетс либо понижаетс ), это значит , что величины сопротивлений изол ции полюсов остаютс неизменными, так как изменение напр жени вызвано либо изменением нагрузки либо какими-то другими причинами, не св занными с состо нием изол ции. В этом случае проводить следующее очередное измерение не имеет смысла и можно пользоватьс результатом предшествующего измерени , Если же дифференцирующие блоки 8 и 9 зафиксируют изменение напр жени на полюсах сети и установ т, что это изменение происходит в разных направлени х (на одном полюсе напр жение повышаетс , а на другом понижаетс по отношению к корпусу ), то разнопол рные сигналы с выходом блоков 8 и 9 с помощью инвертора пол рности 10 делаютс однопол рными и вызывают срабатывание обоих пороговых элементов 11 и 12, а с выхода элемента И 13 поступает сигнал на блок управлени 14 на проведение очередного измерени .After connecting the device to the monitored network using the control unit 14, the key 6 and the switch 7 are installed in the polarization, which provides for the inclusion of a bridge formed by the shoulders of potentiometer 1 and the insulation resistance of the poles of the network relative to the housing, and the voltage meter 3 in the diagonal. potentiometer 1 using the control unit 14 balances the bridge to equalize the voltage values at the vertices of the bridge, formed by the common point of the shoulders of potentiometer 1 and the housing. After that, the signal from the control unit 14 to the controlled inputs of the key 6 and the switch 7 in the diagonal of the bridge instead of the meter 3 connects the source of the operating voltage 5, and the meter 3 is connected to the output of the current sensor 2. The magnitude of the voltage drop The current sensor 2 is uniquely related to the current isolation voltage source 5, which is indicated on the indicator 4. At the same time, after measuring the magnitude of the voltages at the poles of the network, the blocks are differentiated and 8 and 9. However, at the stage of balancing the bridge and measuring the output of the element 13 by means of the key 17 is disconnected from the input of the control unit 14, and therefore no information from the joint operation of the differentiating units 8 and 9 to the input of the control unit 14 is received. After the measurement is completed, the signal from the control unit 14 closes the key 17 and the timer 15 is started. The connection mode starts following the constant state of the insulation resistance of the poles of the network. If the voltage at the poles of the network remains unchanged or changes simultaneously in one direction (for example, increases or decreases simultaneously), this means that the values of the insulation resistance of the poles remain unchanged, since the change in voltage is caused either by a change in load or by some other reasons not related to the state of isolation. In this case, the next measurement does not make sense and you can use the result of the previous measurement. If the differentiating units 8 and 9 fix the voltage change at the poles of the network and determine that this change occurs in different directions (at one pole the voltage rises and on the other decreases with respect to the housing), the opposite signals with the output of blocks 8 and 9 using the polarity inverter 10 are made unipolar and cause the triggering of both threshold elements 11 and 12, and from the output lementa AND 13 receives a signal to the control unit 14 to conduct the next measurement.

Только в одном единственном случае, когда одновременно уменьшаютс или увеличиваютс сопротивлени изол ции обоих полюсов сети относительно корпуса на одну и ту же величину, изменени напр жений на полюсах сети не происходит.Only in one single case, when the insulation resistances of both poles of the network relative to the case are simultaneously reduced or increased by the same amount, does the voltage change at the poles of the network not occur.

Это маловеро тный случай, однако, чтобы исключить даже его пропуск, а также исключить случай нереагировани на чрезвычайно медленное изменение величины сопротивлени изол ции, при котором скорость изменени напр жени на полюсах сети будет крайне незначительной, предусмотрен после каждого очередного измерени запуск таймера 15, который выдает в блок управлени 14 сигнал истечени времени максимальной паузы между измерени ми .This is an unlikely case, however, in order to exclude even its omission, as well as to exclude the case of unresponsiveness to an extremely slow change in the value of the insulation resistance, at which the rate of change of voltage at the poles of the network is extremely insignificant, after each next measurement timer 15 is started issues to the control unit 14 a signal for the expiration of the maximum pause between measurements.

Если же за врем паузы, определ емой таймером 15, на блок управлени 14 поступит сигнал элемента И 13 о необходимости внеочередного измерени , по сигналу с блока управлени 14 таймер 15 возвращаетс в исходное состо ние и будет запущен вновь только после этого измерени .If, during the pause time determined by timer 15, the control unit 14 receives the signal of the AND 13 element about the need for extraordinary measurement, the signal from the control unit 14 returns the timer 15 to the initial state and will be restarted only after this measurement.

Таким образом обеспечиваетс резкое уменьшение количества измерений и, как следствие, возмущающих воздействий в контролируемой сети от измерительных устройств.Thus, a sharp decrease in the number of measurements and, as a result, disturbing influences in the controlled network from measuring devices is provided.

Claims

1. USSR author's certificate number 468193, cl. G 01R 27/18, 1973.

2. USSR author's certificate number 606143, cl. G 01R 27/18, 1975 (prototype).