Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции сетей постоянного тока

Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции сетей постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

НИЕ

ОП ИСА

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (») 482694

Сей а Советоких

С.-.„ иаяиотичооких

Ре ;:,"„36ëèê (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13,08.73 (21) 1952663/18-10 с присоединением заявки № (51) М. Кл. G 01г 27 18

Гоордаротвеннык комитет (23) г1риоритет

Совета Миннстрие СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.333 (088.8) Опубликовано 30.08.75. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 02.12.75 (72) Авторы изобретения И. К. Биндюков, В. С. Куропаткин, Б. Г. Магаршак, П. Г. Мещеряков, А. И. Митников, А. С. Судаков и Б. В. Синицын (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПОСТОЯННОГО TOKA

Изобретение относится к приборам для измерения, контроля и сигнализации о снижении сопротивления изоляции сетей постоянного тока ниже нормы и используется для измерения и контроля сопротивления изоляций сетей постоянного тока на судах (как силовых, так и сетей питания спецпотребителей), в самолетах, шахтах, метрополитене, на нефтепромыслах и т. д.

Известен сигнализатор понижения сопротивления изоляции сетей постоянного тока, который предназначен для постоянного включения в одну, две или три независимые судовые сети постоянного тока. Сигнализатор содержит три измерительных блока, блок программных реле, три блока знаковых индикаторов и блок блокировки. Во время работы сигнализатора осуществляются три цикла: балансировка моста (3 мин), перезарядка емкостей контролируемой линии (20 сек) и измерение (20 сек).

Для такого сигнализатора характерны невысокая надежность из-за наличия подвижных и контактных элементов, значительная сложность электрической и кинематической схем, большой вес и габариты, влияние емкости контролируемой сети на работу устройства, а также невозможность определения полюса с пониженной изоляцией. Кроме того, время измерения составляет не более 10 /о общего цикла, а время балансировки моста

80 0/

Цель изобретения — ускорение процесса и повышение точности измерений.

5 Это достигается тем, что предлагаемое устройство для автоматического контроля coIIpoтивлсния изоляции сетей постоянного тока, содержащее мост постоянного тока, два плсча которого представляют сопротивления пзо10 ляции каждого полюса контролируемой сстп, а два других — включенные потепциомстрпчески сопротивления, следящу|о и регистрирующую системы, а также индикатор с измерительным источником и сигнальным сопро15 тивленисм, снабжено двумя кестко связанными между собой кл1очами с H0рма I!>Ho замкнутыми и нормально разомкнутымп ко»тактами и источником света, который черсз усилитель следящей системы и нормально

20 замкнутые контакты указанных ключей подсоединен к потенциометрпчески включенным сопротивлениям, выполненным в виде резистивного делителя пз постоянного сопротивления и переменного управляемого сопротив25 ления, например фоторезистора, а индикатор подключен через усилитель регистрирующей системы и нормально p330ìêï Tbli . контакты ключей к сигнальному сопротпвлепи.о.

Для определения полюса с пониженным соЗО противлением изоляции в устройство введеR, 7

R(1) R)—

Рф—

R+, R где

3 пы дополнительный резистор и указатель полюса с исполнительным элементом. Источник света связан световым потоком с дополпительпым фоторезистором, включенным в цепь управления исполнительного элемента указателя полюса.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Сопротивления 1 и 2 изоляции контролируемой сети постоянного тока, постоянное сопротивление 3 и управляемое бесконтактное сопротивление — фоторезистор 4 образуют уравновешенный мост. B диагональ моста с помощью переключателей 5 и 6, работающих синхронно, подключаются поочередно либо параллельно включенное сигнальное сопротивление 7 и вход усилителя 8 следящей системы, либо сопротивление 7 последовательно с измерительным источником 9 и вход усилителя 10 регистрирующей системы.

В некоторый момент параллельно сигнальному сопротивлению 7 включен вход усилителя 8 (переключатели 5 и 6 находятся в положении а), между незаземленным входом и выходом которого подключен конденсатор 11.

К другому выходу усилителя 8 включен источник 12 света. В положении б переключателей в диагональ моста включается источник

9 последовательно с сопротивлением 7, параллели ио которому подключен вход усилителя 10 регистрирующей системы, шунтированный конденсатором 13. На выходе усилителя 10 включен индикатор 14 (измеритель).

Переключение контактов переключателей 5 и

6 осуществляет реле 15 времени. Световой поток источника света воздействует на фоторезисторы 4 и 16. Фоторезистор 16 связан с указателем 17 полюса с пониженной изоляцией.

Устройство работает следующим образом.

В случае, когда мост уравновешен, напряжение между точками А и Б равно нулю. Напряжение контролируемой сети не оказывает влияния на равновесие моста независимо от изменения его по величине или по полярности. Так как ток в диагонали равен нулю, то падение напряжения на сопротивлении 7 также равно нулю, и сигнал на входе усилителя

8 отсутствует. Усилитель 8 обеспечивает такой режим работы источника света, при котором уровень его яркости равен 50% номинального (среднее смещение) .

При изменении сопротивления изоляции равновесие моста нарушается, и на входе усилителя 8 появляется сигнал рассогласования.

Усилитель, воздействуя на величину тока, пепеходящего через источник света изменяет световой поток, что приводит к пропорциональному измерению величины сопротивления фоторезисторов 4 и 16, В результате изменения сопротивления фоторезистора 4 восстанавливается равновесие моста, так как, например, при уменьшении величины сопротивления 1 потенциал каждого полюса контролируемой сети относительно земли (точка Б) меняется, а относительно

Зо

4 точки Л остается неизменным (т. е. в этот момент мост еще разбалансирован). На входе усилителя 8 появляется отрицательный потенциал (сигнал) . Это приводит к уменьшению тока через источник света, а следовательно и его светового потока и к повышению величины сопротивлений фоторезисторов

4 и 16, значение сопротивления фоторезисзсра 4 увеличивается до тех IIop, пока IIoTEBHIIал точки А не станет равным потенциалу точ. ки Б, т. е. пока мост не придет в состояние равновесия. Таким образом, в положении переключателей 5 и 6, показанном на чертеже, следящая система непрерывно удерживает мост в состоянии равновесия, т. е. величина постоянного сопротивления 3, величина сопротивления фоторезистора 4, соответственно величина сопротивления 1 и 2 изоляции.

Увеличение сопротивления фоторезистора

16 используется как сигнал, указывающий на то, что уменьшилась величина сопротивления

1 в положительном полюсе сети. Фоторезистор 16 включен во входную цепь указателя полюса с пониженной изоляцией, состоящего, например, из реле максимального и минимального тока.

При уменьшении величины сопротивления

2 (или увеличении сопротивления 1) на входе усилителя 8 появляется положительный потенциал, в результате чего увеличивается ток через источник света и уменьшается величина сопротивления фоторезисторов 4 и 16.

Сопротивление фоторезистора уменьшается до тех пор, пока мост не придет в состояние равновесия. Уменьшение сопротивления фоторе"-истора 16 указывает, что величина сопротивления 2 меньше, чем в положительном полюсе.

По истечении некоторого времени реле времени переключает контакты переключателей в положение б. При этом вход усилителя

8 отключается от диагонали моста, а конденсатор 11 обеспечивает запоминание сигнала на выходе усилителя, удерживая таким образом в течение необходимого времени световой поток источника 12 практически неизменным.

Это объясняется тем, что заряд конденсатора

11 происходит при положении а переключателей 5 и 6 по низкоомной цепи, а разряд его— в положении б переключателей через высокое внутреннее сопротивление усилителя 8 (его вход отключен) . Вследствие того, что коэффициент усиления усилителя 8 не равен единице, запоминающую емкость целесообразно подключить не параллельно входу усилителя

8, а по схеме интегратора между незаземленным входом и выходом, что позволяет увели482694

20

Е изм (R> + R ) (R4, + R ) Кс +

Я,+Я +Яф+Я у изм изм

ŠŠ— Rè.э

Я +Я

R„.R

Ли.э—

Я -1- Д

60 чить постоянную времени усилителя и обеспечивает лучшее «запоминание» выходного сигнала, так как входом и выходом, что позволяет увеличить постоянную времени усилителя и обеспечивает лучшее «запоминание» выходного сигнала, так как трэзрС1 — RBz К CIr где R» — входное сопротивление усилителя;

К вЂ” коэффициент усиления усилителя;

C> — емкость конденсатора 11.

Следовательно величина сопротивления фоторезистора 4 и при отключенном усилителе следящей системы остается неизменной. Одновременно переключатель 5 включает в диагональ моста измерительный источник 9 с последовательно включенным сопротивлением 7, ток через которое определяется выражением где R„— величина сопротивления 7.

Так как сопротивления Ri, R<1, и R более, чем на порядок меньше сопротивлений изоляции R+ и R, то ими можно пренебречь.

Тогда

Е,.„„, — напряжение источника 9;

R„., — эквивалентное сопротивление изоляции.

Следовательно при неизменном значении напряжения источника 9 ток 1 пропорционален эквивалентному сопротивлению изоляции

RH., всегда меньше сопротивления изоляции любого из полюсов R+ или R, Так как величина сопротивления 7 постоянна, то падение напряжения на нем IR находится в линейной зависимости от сопротивления изоляции RÄ.э. Сигнал с сопротивления 7 подается на вход усилителя 10 (повторителя) с коэффициентом усиления меньшим или равным единице, и высоким входным сопротивлением.

К входу усилителя 10 подключен измеритель 14, следовательно ток через измеритель пропорционален току через сопротивление 7 и величине эквивалентного сопротивления R„ .

Зо

В положении б переключателей 5 и 6 осуществляются измерение и контроль сопротивления изоляции. При очередном переключении переключателей в положение а вход усилителя 10 отключается, однако индикатор не изменяет своих показаний до начала следующего цикла измерения за счет подключенного параллельно входу усилителя 10 конденсатора 13, разряд которого происходит через высокое входное сопротивление усилителя.

Таким образом, весь процесс измерения и контроля сопротивления изоляции разделен на два цикла: цикл уравновешивания моста, определяемый временем перезарядки емкостей, и цикл измерения.

Вместо отдельных источников света и фоторезистора может быть использован оптоэлектронный элемент.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции сетей постоянного тока, содержащее мост постоянного тока, два плеча которого представляют сопротивления изоляции каждого полюса контролируемой сети относительно земли, а два других— включенные потенциометрически сопротивления, следящую систему с усилителем, а также регистрирующую систему, состоящую из усилителя, индикатора и включенных в диагональ упомянутого моста измерительного источника и сигнального сопротивления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса и повышения точности измерений, оно снабжено двумя жестко связанными между собой ключами с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами и источником света, которьш через усилитель следящей системы и нормально замкнутые контакты указанных ключей подсоединен к потенциометрически включенным сопротивлениям, выполненным в виде резистивного делителя из постоянного сопротивления и переменного управляемого сопротивления, например фоторезистора, а индикатор подключен через усилитель регистрирующей системы и нормально разомкнутые контакты ключей к сигнальному сопротивлению.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью определения полюса с пониженным сопротивлением изоляции, оно снабжено дополнительным фоторезистором и указателем полюса с исполнительным элементом, при этом источник света связан световым потоком с дополнительным фоторезистором, включенным в цепь управления исполнительного элемента указателя пол1оса.

482694

Составитель В. Скоробогатова

Редактор Т. Рыбалова Техред 3. Тараненко Корректоры; T. Фисенко и О. Тюрина

Заказ 2907/12 Изд. № 1776 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2