Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока

Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее разделительный вондеисатор, генератор Юъшульсов, щ ограмг ный блок, блок фиксации уровня и низкоомный резистор, причем один выход программного %лока через генератор импульсов соединен с одной обвладкой разделительного конде сатора, другая обкладка которого со& , динена с входным зажимом устройства, другой входной зажим соединен с ни 1ФОМНЫМ резистором и одним входом блока фиксации уровня, другой вход которого соединен с другим выходом программного блока, а низкоомный резистор заземлен, отли.чающеес я тем, что, с целью повышения точнности , в него введены элемент НЕ в последовательно соединенные блок тания, компаратор напряжения формиро ватель импульсов, элемент И и мноткн тельно-делительный блок, причем выход блока фиксации уровня соедввен с BTIVрым входом множителькогделительного с блока и первым входом блсжа вычитания, « второй вход которого соединен с входом (Л С блока фиксации уровня, кахоа комп атора напряжения через элемент НЕ соединен с другим входом эпвме№ра И, а выход множительно-делительногр блока является Ш1ХОДОМ устфойства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 511 Сг 01 Ц 27/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3444704/18-21 (22) 24.05.82 (46) 15.10. 83. Бюл. № 38 (72) В. А. Редькин, E. П. Угрюмов, В. И. Машенков и К. В. Петров (53) 621.317. 333 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

¹ 386351, кл. (Зг 01 g 27/16, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 761939, кл; Cj 01 Я 27/18, 1980 (прототиц). (54)(57) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ИЗМЕРЕ. НИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЭЭЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее разделительный конденсатор, генератор жмпульсов, программный блок, блок фик° сации уровня и низкоомный резистор, причем один выход программного Ълока иерез генератор импульсов соединен с одной обкладкой разделительного конден.сатора, другая обкладка которого сое

„„SU„„1048426 А динена с входным зажимом устройства, другой входной зажим соединен с maкоомным резистором и одним входом блока фиксации уровня, другой вход которого соединен с другим выходом программного блока, е низкоомный резистор заземлен, о т л и.ч а ю щ е ес я тем, . что, с целью повышения точности, в него введены элемент НЕ и последовательно соединенные блок вычи тания, компаратор напряжения формирое ватель импульсов, элемент И и множи тельно-делительный блок, причем выход

6IIoKi9 фиксации &Hfdf соединен с вторым входом множительно-делительного блока и первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с входом блока фиксации уровня, выход компаратора напряжения через элемент НЕ соединен с другим входом элемента И, а выход, множительнс-делительного блока является выходом устройства.

1048426

Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к измерениям сопротивления изоляции сетей постоянного тока с большими емкостями полюсов сети относительно корпуса. 5

Известно устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного абака с значительными емкостями полюсов сети относительно корпуса (земли} Сопротивления полюсов сети nooseредно шунтируЮтся при осуществлении периодических коммутациф в схеме. При . этом среднее значение юока за период коммутации обратно пропорционально ве», личине измеряемого сопротивления изоляции Щ

Недостатком устройства является зависимость выходного сигнала от величины напряжения в сети, что вызывает по. зление значительных дополнительных . погрешностей измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерении сопрое тивления изоляции сетей постоянного тока (СИСПТ), содержащее цоследовательно соединенные генератор импульсов, ниэкоомный резистор и разделительный конденсатор, а также блок фиксации уровня, программный блок, блок деления, причем вход блока фиксации уровня под- 30 ключен к ниэкоомному резистору, а его выход подсоединен ко входу блока деления, выходы программного блока подключены ко входу генератора и к управляющему входу блока фиксации уровня (2

Недостатком HGBecTHQPo устройства является необходимость применять разделительную емкость много больше мако мально возможной емкости сети (Cp C )

Зтосоотношение выполнимо в низковольт-"" 40 ных сетях (до 50B). При контроле сопротивления изоляции высоковольтных сетей выполнить это соотношение в достаточной степени затруднительно, так как ток утечки набора высоковольтных раз- 45 делительных конденсаторов, включенных параллельно (для обеспечения указанного соотношения), определяет. малое входное сопротивление измерительной схемы по постоянному току. Такая цепь, ° подключенная к полюсу сети снижает сопротивление полюсов сети относительно земли, что часто бывает неприемлимо. Кроме того, значительный суммар« . ный ток утечки может вывести схему из 55 рабочего режима. Обьем разделительной емкости может во много раз превышать объем самой измерительной схемы. В си лу указанных причин для контроля сопротивления изоляции силовых сетей с рабо-. ° чим напряжением до 1000 В используются разделительные конденсаторы, превышающие максимальную емкость сети лишь в четыре раза. При этом допол» нительная емкостная погрешность достигает + 10%.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная: цель достигается тем,. что в устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока, содержащее разделительный конденсатор, . генератор импульсов, программный. блок, блок фиксации уровня и ниэкоомный резистор, причем один выход программного блока через генератор импульсов соединен с одной обкладкой разделительного конденсатора, другая обкладка которого соединена с входным зажимом устройся ва, другой входной зажим соединен с низкоомным резистором и одним входом блока фиксации уровня, другой вход которого соединен с, другим выходом прот раммного блока, а низкоомный резистор заземлен, введены элемент НЕ и последовательно соединенные блок вычитания, компаратор напряжения, формирова.тель импульсов, элемент И и множительно-делнтельный блок, причем выход блока фиксации уровня соединен с вторым входом множнтельно делительного блока и первым входом блока вычитания, второй выход которого соединен с входом блока фиксации уровня, выход компаратора напряжения через элемент НЕ соединен с другим входом элемента И . а выход множительно-делительного блока является выходом устройства. .На фиг. 1 приведена блоксхема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, низкоомный резистор 2, разделительный конденсатор 3, измеряемое сопротивление 4 изоляции, шунтируюшую емкость Gсети,,информационный вход блока 6 фиксации уровня, прото рам лный блок 7, блок 8 вычитания, компаратор 9 напряжения, логический элемент НЕ 10 и формирователь импульсов 11, логический элемент И 12, мно». жительно-делительный блок 13, Устройство работает следующим образом.

С программного блока 7 на вход генератора 1 подаются синхроимпульсы,7

Сб

Я+— с

7 (" ЯГ и затем этот сигнал подается на один из входов множнтельно-делительного блока в качестве множителя. На второй вход этого блока поступает напржкение с блока фиксации уровня 6, соответс2 вующее выражению (2}.

В результате умножения на tJ g u деления на Ц (4 ) на выходе множитель- но-делительного блока 13 получаем

: (коэффициент, зависящий от емкости се.ти, при умножении сокращается): вь!}E = К Rq

Где К = Е1 R2 - постоянный коэффициент.

Компенсирующий множитель 0 g получа ют в виде последовательности импульсов, длительность которых пронорциональна требуемой величине

Д Ф с, с>

7 (+ —, )

"g(4) - Е„ех р - t

С Я

1 —

С5

СЗ (2) Допустимф коэффициент передачи блока фиксации уровня равен 1. Фактически бпок 8 вычитания в положительные полу55 периоды работы генератора убирает ин-, формативную составляющую сигнала (пер»вый член правой части выражения (1) ) и оставляет быстрозатухающий экспонен

3 1048 (фиг. 2а), а на управляющий вход бло.ка 6 фиксации уровня подак7тся синхроимпульсы II (фиг. 2.б), Одновременно с входными синхроимпульсами I на выходе генератора 1 формируются выходные сигналы (фиг. 2в). Положительный вы» ходной сигнал формируется при наличии на входе синхроимпульса 1 (интервал1 ...), отрицательный сигнал » нри отсутствии синхроимпульса 1 (ин- О тервал (-t ) . В результате в основной измерительной ветви схемы, состоя» щей из последовательно соединенных генератора 1, ниэкоомного резистора 2, разделительного конденсатора 3 и изме 35ряемого сопротивления 4, зашунтированного емкостью 5 сети, образуются им» пульсы тоМа (фиг..2г). Ток, npmemuoщий через низкоомный резистор 2„ вызывает появление на нем импульсов напря- 20 жения, мгновенное значение которых при выполнении неравенства R q» Rg и использовании резделительной емкости много больше максимально возможной емкости сети (С » C var. ), удовлет 25 воряет выражению (для области малых

meeMMeeHH): i C5. R+ 5

0„„.,,„„„,() (1} гз 5 2 где 7; — - . постоянная времени с (1 ф ) экспоненциального

G3 3спада;

E » амплитуда импульсов оператив-. 35 ного напряжения (фиг.2в).

Выражение (1) справедливо уже при равенстве разделительной емкости С р и емкости сети С е

Если измерять напряжение на низко 4О омном резисторе 2, периодически пода. вая на управляющий вход блока 6 фиксации синхроимпульсы Il (фиг.2б) с програм много блока 7, то в момент времени 1 ,при интервале 4q -, равном 8-6 с, напря7кение, определяемое вторым членом уравнения (1), можно приближенно считать равным нулю. На выходе блока фиксации уровня 6 появляется сигнал

E,Ì вЂ” :,) с (")

Ковффяяяент — — — мвняеивя нри иеС 12 — менении емкости с,) сети и устройство

426 4 будет давать значительную погрешность при изменении величины этой емкости.

Для того, чтобы скомпенсировать влияние этого коэффициента йа выходное напряжение, формируется сигнал U к на выходе элемента И 12, пропорциональ ный величине коэффициента а затем осуществляют умножение напряжения с блока фиксации на последователь ность этих временных интервалов (импульсов}. В устройстве это осуществляется следующим образом.

Нацряжение на выходе блока 8 вычитания равно разности между напряжением на выходе блока 6 фиксации U (t) (1) и напряжением на низкоомном резисторе 2 0 (1 )(2). Для положительных полупериодов работы генератора 1

1048426 . б с использовать в качестве компенсирующе» го множителя. С помощью формирователя 11 и логических элементов 10 и 12 в устройстве выделяются импульсы, длительность которых связана с величиной 4 ц указанной зависимостью. Передними фронтами выходных импульсов компа.ратора 9 запускается формирователь 11 и выдает импульсы с постоянными длительностями 4 qq g пропорциональными л величине з (фиг.2ж). С помощью ло

Ъ гических элементов 10 и 12 реализующих функции НЕ, И, выделяются временные интервалы. (имйульсы) с длительноо- циальный вплеск (фиг.2д),, Компаратор 9 формирует последовательность им»пульсов с длительностями 1й пропорциональными постоянной времени спада этих импульсов

<5

С (4)

1ц=

С582

Длительность импульсов определяется величиной емкости сети C5 s сооТВ Тс вии с (4).

Если выразить величину емкости сетй С 5 через длительность 1ц из выражения (4), а затем определить значение

15 компенсирующего члена

С5

Я в

Сэ через 1 ., то получается величина пропорциональная значению нужного ком. пенсирующего множителя 0 как функция от длительности 4м. импульсов на выходе компаратора 9. Эта функция с достаточной степенью точности апроксимируеч» ся линейной зависимостью 0 q = а- Ь, где g и Ъ постоянные величины. Очевид30 но, ч1 о в схеме достаточно получить сигнал, связанный с длительностями импульсов tq на выходе компаратора 9 линейной зависимостью вида g..= =О-И., где о - значение информативного параметра этого сигнала, а затем, его можно З5 тями п

4я Ь ц, Эти импульсы йодаются на вход блока 13

me умножают на постоянную величину Ъ, при этом получается импульсная послед довательность с длительностями с g = 0-И

Далее в блоке 13 эти импульсы используются как компенсирующий множитель.

Одновременно блок 13 осуществляет деление на сигнал с блока 6. При этом компенсируе гся влияние коэффициента, определяющего влиняние на выходной сигнал величины емкости сети (сокращается при умножении).

Предлагаемое устройство раситиряет диапазон емкостей контролируемых сетей в 4-5 раз,. одновременно уменьшая дополнительную погрешность, определяемую величиной емкости сети в 2-3 раза.

1048426

Заказ 7926/52 Тираж 71О

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж36, Раушскаи наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель О. Панчерников

Редактор К. Волощук Техред М.Тепер Корректор Г. Решетник