UA12112U

UA12112U - Device for preliminarily checking insulation resistance

Info

Publication number: UA12112U
Application number: UAU200507724U
Authority: UA
Inventors: Vitalii Serafymovych Dziuban; Volodymyr Andriiovych Korsun; Viktor Romanovych Biezhok; Myron Izrailovych Rymar
Original assignee: Vitalii Serafymovych Dziuban; Volodymyr Andriiovych Korsun; Viktor Romanovych Biezhok; Myron Izrailovych Rymar
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2006-01-16

Abstract

The proposed device for preliminarily checking the insulation resistance of a power line contains a measuring circuit with a measuring direct current source and elements that are designed for inserting the current source between the phase conductor of the line and the ground connection point, a unit for comparing current in the measuring circuit with the reference current, an amplifier, and an actuating relay with a coil that is inserted in the output circuit of the amplifier. The elements that elements that are designed for connecting the current source are a resistor and a rectifier connected in series.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Пристрій відноситься до електротехніки і, зокрема до пристроїв попереднього контролю ізоляції приєднань, 2 що відходять від комутаційних апаратів, при виключеному положенні згаданих апаратів, тобто при відсутності силової напруги на контрольованому приєднанні.The device refers to electrical engineering and, in particular, to devices for preliminary control of the isolation of connections, 2 coming from switching devices, when the mentioned devices are switched off, that is, when there is no power voltage on the controlled connection.

Відомі пристрої попереднього контролю ізоляції, що містять джерело живлення, випрямляч, вимірювальне реле, обмотка якого включена послідовно з ланцюгом приєднання пристрою до контрольованої мережі і заземлювачу |1). Недоліком таких пристроїв є значна зміна уставок, викликана нестабільністю характеристик 70 вимірювальних реле і неможливість контролю ізоляції високого опору як це потрібно для високовольтних мереж.Known devices for preliminary control of insulation, containing a power source, a rectifier, a measuring relay, the winding of which is connected in series with the circuit connecting the device to the controlled network and the grounding |1). The disadvantage of such devices is a significant change in settings caused by the instability of the characteristics of the 70 measuring relays and the impossibility of controlling high-resistance insulation as required for high-voltage networks.

Відомі також пристрої попереднього контролю ізоляції, обрані як прототип, що містять джерело вимірювального струму, КС-ланцюг, приєднаний, принаймні, до однієї з фаз контрольованої мережі і заземлювачу, ланцюг порівняння вимірювального струму з еталонним, приєднаний паралельно конденсаторові згаданого КС-ланцюга, підсилювач і виконавче реле, котушка електромагніта якого включена в ланцюг 715 навантаження підсилювача, вхід якого підключений до ланцюга порівняння |21.Also known are devices for preliminary control of insulation, chosen as a prototype, containing a source of measuring current, a CS circuit connected to at least one of the phases of the controlled network and a grounding device, a circuit for comparing the measuring current with the reference one, connected in parallel to the capacitor of the mentioned CS circuit, an amplifier and an executive relay, the coil of which is included in the circuit 715 of the load of the amplifier, the input of which is connected to the comparison circuit |21.

Недоліками таких пристроїв є значний розкид уставок і помилкові спрацьовування за рахунок дії ЕРС приєднаних електродвигунів, що переходять у генераторний режим при їхньому відключенні. Розкид уставок пристрою обумовлений тою обставиною, що електролітичні конденсатори, включені в зазначені КС-ланцюги приєднання, мають низькі і температурно нестабільні опори витоку, а їхня заміна іншими типами, наприклад, металопапіровими, приводить до неприйнятного росту габаритів пристрою.The disadvantages of such devices are a significant spread of settings and false alarms due to the action of the EMF of the connected electric motors, which switch to generator mode when they are turned off. The spread of the settings of the device is due to the fact that the electrolytic capacitors included in the specified KS connection circuits have low and temperature-unstable leakage resistances, and their replacement with other types, for example, metal-paper ones, leads to an unacceptable increase in the dimensions of the device.

Запропонований пристрій вілен від зазначених недоліків. Він містить джерело постійного вимірювального струму, що складає з перших діода і конденсатора і приєднаний до заземлювача через перший резистор, ланцюг приєднання пристрою до фаз мережі, що складає з послідовно включених другого діода (стабілітрона), другого резистора і допоміжних контактів силового комутаційного апарата, схему порівняння вимірювального струму, 22 приєднану через третій резистор до точки з'єднання других резистора і діода, включеного зустрічно згаданому -о джерелу вимірювального струму, з еталонним струмом, що протікає зустрічно вимірювальному струмові через напівпровідниковий елемент, приєднаний до входу першого каскаду підсилювача, виконавче реле, котушка електромагніта якого включена в ланцюг навантаження другого каскаду згаданого підсилювача, стабілітрон і конденсатор, приєднані паралельно входові другого каскаду підсилювача, точка з'єднання яких приєднана через с четвертий резистор до виходу першого каскаду підсилювача. «--The proposed device is free from the mentioned shortcomings. It contains a source of constant measuring current consisting of the first diode and capacitor and connected to the grounding device through the first resistor, a circuit for connecting the device to the phases of the network, consisting of a second diode (stabilizer) connected in series, a second resistor and auxiliary contacts of the power switching device, a circuit comparison of the measuring current, 22 connected through the third resistor to the point of connection of the second resistor and the diode, turned on opposite to the source of the measuring current, with the reference current flowing opposite to the measuring current through the semiconductor element connected to the input of the first stage of the amplifier, the executive relay , the electromagnet coil of which is included in the load circuit of the second stage of the mentioned amplifier, a zener diode and a capacitor connected in parallel to the input of the second stage of the amplifier, the connection point of which is connected through the fourth resistor to the output of the first stage of the amplifier. "--

На фіг1 приведена принципова електрична схема запропонованого пристрою. Він містить джерело постійного вимірювального струму, що складає з перших діода 1 і конденсатора 2, приєднане до заземлювача (77 через перший резистор З, ланцюг приєднання пристрою до фаз мережі і заземлювачу, що складає зпослідовно су включених другого діода (стабілітрона) 4, другого резистора 5 і допоміжних контактів 6 силового комутаційного 3о апарата 7, схему порівняння вимірювального струму з еталонним на транзисторі (діоді) 9, приєднану до -- додаткового джерела живлення, що складає з діода 10 і конденсатора 11, резистора 12, через який вхід транзистора 9 з'єднаний з вказаним додатковим джерелом живлення, що створює еталонний струм, підсилювач, вхід першого каскаду якого (транзистор 13), з'єднаний зі згаданою схемою порівняння і через резистор 8 - із « точкою з'єднання других діода 4 і резистора 5 ланцюга приєднання, другий каскад підсилювача (транзистор 14), З 70 виконавче реле 15, котушка електромагніта якого включена в ланцюг згаданого другого каскаду підсилювача, с вхід якого через зустрічно включений стабілітрон 16 і резистор 17 з'єднаний з виходом першого каскадуFigure 1 shows the basic electrical diagram of the proposed device. It contains a source of constant measuring current, consisting of the first diode 1 and capacitor 2, connected to the grounding device (77 through the first resistor C, the circuit connecting the device to the phases of the network and the grounding device, consisting of the series connected second diode (zener diode) 4, the second resistor 5 and auxiliary contacts 6 of the power switching device 7, a circuit for comparing the measuring current with the reference current on the transistor (diode) 9, connected to -- an additional power source consisting of a diode 10 and a capacitor 11, a resistor 12, through which the input of the transistor 9 with connected to the specified additional power source that creates a reference current, the amplifier, the input of the first stage of which (transistor 13), is connected to the mentioned comparison circuit and through resistor 8 - to the connection point of the second diode 4 and resistor 5 of the connection circuit , the second stage of the amplifier (transistor 14), with 70 executive relay 15, the coil of the electromagnet of which is included in the circuit of the mentioned second stage of the amplifier, the input of which through the oppositely connected zener diode 16 and resistor 17 is connected to the output of the first stage

Із» підсилювача 13, і конденсатор 18, приєднаний до точки з'єднання стабілітрона 16 і резистора17, паралельно входові другого каскаду підсилювача.From" of the amplifier 13, and the capacitor 18, connected to the connection point of the zener diode 16 and the resistor 17, parallel to the input of the second stage of the amplifier.

Пристрій працює в такий спосіб. Від джерела постійного вимірювального струму (діод 1, конденсатор 2) вимірювальний струм протікає через резистор 3, заземлювач, землю, опір ізоляції контрольованого приєднання - (показано пунктиром), замкнуті контакти б, резистори 5 і 8, через схему порівняння. Зустрічно йому Через ка резистор 12 протікає еталонний струм від додаткового джерела живлення на діоді 10 і конденсаторі 11. При високому опорі ізоляції вимірювальний струм менше еталонного і тому він замикається через колектор - базовий - перехід транзистора 9, минаючи вхід першого каскаду підсилювача 13. У цьому режимі транзистор 13 замкнений, - 0 а транзистор 14 відкритий, тому що через його вхід протікає струм через опір 19навантаження транзистора 13, резистор 17 і стабілітрон 16, а реле 15 включено. В міру зниження опору ізоляції вимірювальний струм із збільшується і коли він стає більшим еталонного струму, то різницевий між ними струм потече через вхід першого каскаду підсилювача 13. Він відкривається і закорочує вхід транзистора 14, що веде до його запирання і відключення реле 15. 29 Відразу після відключення вимикача 7 у мережі протягом декількох секунд може залишатися значна напруга, с що може обумовити періодичне відкривання і закривання транзистора 13. У цьому випадку конденсатор 18 буде заряджатися через резистори 17 і 19 при закритому транзисторі 13 і розряджатися через резистор 17 відкритий транзистор 13. Параметри схеми вибирають так, щоб постійна часу заряду конденсатора 18 була більше, а розряду менше в кілька разів (у 3-4 рази) тривалості напівперіоду перемінної складової перешкоди. У цьому 60 випадку конденсатор 18 не встигає заряджатися до значення напруги пробою стабілітрона 16, протягом часу коли транзистор 13 закритий і цілком розряджається при відкритому транзисторі 13. У цьому режимі транзистор 14 постійно закритий, реле 15 відключено і блокує вимикач 7 від включення поки перешкода не зникне. Наявність у ланцюзі приєднання не конденсатора, а діода 4, що має незмірно більший зворотні опір чим в електролітичного конденсатора, дозволяє істотно знизити розкид уставок і підвищити величину контрольованого опору ізоляції, а бо застосування замість діода 4 стабілітрона - знизити імпульси перенапруг, що впливають на вхід пристрою.The device works in the following way. From the source of constant measuring current (diode 1, capacitor 2), the measuring current flows through resistor 3, grounding device, ground, insulation resistance of the controlled connection - (shown in dashed line), closed contacts b, resistors 5 and 8, through the comparison circuit. In contrast to it, the reference current flows from the additional power source on the diode 10 and the capacitor 11 through the ka resistor 12. With high insulation resistance, the measuring current is less than the reference current, and therefore it is closed through the collector - base - transition of the transistor 9, bypassing the input of the first stage of the amplifier 13. In this mode, transistor 13 is closed, - 0 and transistor 14 is open, because current flows through its input through resistance 19 of the load of transistor 13, resistor 17 and zener diode 16, and relay 15 is turned on. As the insulation resistance decreases, the measuring current increases and when it becomes greater than the reference current, the differential current between them will flow through the input of the first stage of the amplifier 13. It opens and short-circuits the input of the transistor 14, which leads to its blocking and disconnection of the relay 15. 29 Immediately after disconnecting the circuit breaker 7, a significant voltage may remain in the network for several seconds, which can cause the periodic opening and closing of the transistor 13. In this case, the capacitor 18 will be charged through the resistors 17 and 19 when the transistor 13 is closed and discharged through the resistor 17 when the transistor 13 is open. The parameters of the circuit are chosen so that the time constant of the charge of the capacitor 18 is greater, and the discharge is less than several times (3-4 times) the duration of the half-period of the variable component of the interference. In this 60 case, the capacitor 18 does not have time to charge to the value of the breakdown voltage of the zener diode 16, during the time when the transistor 13 is closed and completely discharges when the transistor 13 is open. In this mode, the transistor 14 is permanently closed, the relay 15 is disconnected and blocks the switch 7 from turning on until the obstacle will disappear The presence in the connection circuit of not a capacitor, but diode 4, which has an immeasurably higher reverse resistance than that of an electrolytic capacitor, allows you to significantly reduce the spread of settings and increase the value of the controlled insulation resistance, and because the use of a zener diode instead of diode 4 - to reduce overvoltage pulses that affect the input device.

Література: 1. В.С.Literature: 1. V.S.

Дзюбан, Я.С.Dzyuban, Ya.S.

Ріман, А.К Маслій "Довідник енергетика вугільної шахти" М.Riman, A.K. Maslii "Coal mine energy handbook" M.

Надра, 1983. 2. А.С. 918897 "Блокувальний пристрій контролю опору ізоляції" Дзюбан В.С., Гришин В.А., Сажин А.Д. (Бюлетень 1982. Мо 13)Nadra, 1983. 2. A.S. 918897 "Locking device for monitoring insulation resistance" Dzyuban V.S., Grishin V.A., Sazhyn A.D. (Bulletin 1982. Mo. 13)

Claims

Formula of the invention 70 A device for preliminary control of insulation, containing a source of constant measuring current, a connection circuit of the specified source between at least one phase of the controlled network and a grounding device, a circuit for comparing the measuring current with the reference one, an amplifier and an executive relay, the winding of the electromagnet of which is included in the load circuit of the mentioned amplifier, which differs in that the connection circuit is made in the form of a resistor connected in series and a semiconductor rectifier connected oppositely to /5 One clamp of the mentioned measuring current source and a grounding device, the connection point of the specified rectifier with the resistor of the connection circuit is connected to the mentioned comparison circuit and with the input of the first stage of the amplifier, and the input of the second stage of the amplifier is shunted against this input with a zener diode connected and a capacitor connected in series with it, and the point of connection of the specified capacitor and zener diode is connected to the output of the first through a resistor stage of the amplifier, and the common point of the comparison circuit and both stages of the amplifier is connected to the second clamp of the source of the measuring current. that 2 s "- "- s e

- and? - ime) - - 70 Ko) 60 b5