Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока

Номер патента: 1142804

Авторы: Агрест, Угрюмов, Машенков, Петров, Редькин, Иванов

Скачать ZIP архив.

Текст

(46) 28.02.85. Бюл. В 8 (72) В.А.Редькин. Е.П.У В.М.Иашенков, К.В.ПетроАА Иан юмов, Р.И.А е ледов итель лектр Ульян еха СССР 1. 78. льство8 01 ОЙСТВЗОЛЯавт.(54)(57) УС ПРОТИВЛЕНИЯ НОГО ТОКА п о т л и ч а целью повьпп при коммута компаратора вибратор, р Вь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетеВ 761939, кл. С 01 К 27/ Р О ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОИ ЦИИ СЕТЕЙ ПОСТОЯНсв. В 761939, ю щ е е с я тем, что, с ния помехозащищенности циях в сети, введены два напряжения, ждущий мультиле,источник опорного наЯО 1142804 пряжения, фильтр низкой частоты, однополупериодный выпрямитель на операционном усилителе, причем выход блокаделения подключен к входам первогокомпаратора напряжения и фильтра низкой частоты, выход первого компаратора напряжения подключен к входу ждущего мультивибратора и к одному извыводов обмотки реле, вь.ход ждущегомультивибратора подключен к входувторого компаратора напряжения, выходкоторого соединен с другим выводомобмотки реле, один из нормальноразомкнутых контактов которого соединен с выходной клеммой устройства,другой из нормально разомкнутьм контактов реле соединен с первым выходом источника опорного напряжения,выход фильтра низкой частоты черезоднополупериодный выпрямитель нсоперационном усилителе соединен свыходной клеммой устройства, второй,выход источника опорного напряжениясоединен с корпусом (землей).1 11428Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствамдля измерения сопротивления изоляциисетей постоянного тока под рабочимнапряжением.По основному авт. св. 9 761939известно устройство для измерения со.противления изоляции сетей постоянного тока, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов,низкоомный резистор и разделительныйконденсатор, блок фиксации уровня,программный блок, блок деления, причем один иэ выходов программного блока подключен к входу генератора импульсов, а другой - к управляющемувходу блока фиксации уровня, информационные входы которого подключены квыводам ниэкоомного резистора, выходблока фиксации уровня соединен с вхо.дом блока деления. Устройство позволяет измерять сопротивление изоляции сетей постоянного тока со значительными емкостями полюсов сети относительно земли 11 .Однако в этом устройстве при коммутациях в контролируемой сети(особенно для случаев, когда коммутациисовпадают с моментами выборки устройством информативного сигнала с низ 30коомного резистора) возможны провалывыходного сигнала до нуля, при этомустройство измерения сигнализируето коротком замыкании полюса сети наземлю, что может привести к ложнымсрабатываниям системы аварийной ав- З 5томатики, отключению питающего напряжения и выходу из строя всей контролируемой системы, т.е. данное устройство обладает недостаточной по-мехозащищенностью при контроле разветвленных сетей,Цель изобретения - павышение помехозащищ."нности устройства при коммутациях в сети,Поставленная цель достигается тем,45что в устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянноготока дополнительно введены два компаратора напряжения, ждущий мультивибратор, реле, источник опорного на пряжения, фильтр низкой частоты, одно"полупериодный выпрямитель на операционном усилителе, причем выход блока деления подключен к входам, первого компаратора напряжения и фильтра ,55низкой частоты,выход первого компаратора напряжения подключен квходу ждущего мультивибратора и к 04 2 одному из выводов обмотки реле, выход ждущего мультивибратора подключен к входу второго компаратора на- пряжения, выход которого соединен с другим выводом обмотки реле, один из нормально разомкнутых контактов которого соединен с выходной клеммой устройства, другой из нормально разомкнутых конТактов реле соединен с первым выходом источника опорного напряжения,выход фильтра низкой частоты через однополупериодный выпрямитель на операционном усилителе соединен с выходной клеммой устройства, второй выход источника опорного напряжения соединен с корпусом (землей).На фиг. 1 изображено устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока;на фиг. 2- временные диаграммы его работы.Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, подключенный через низкоомный резистор 2 и разделительный конденсатор 3 к полюсу контролируемой сети, изображенной в виде параллельно соединенных сопротивления 4 и емкости 5 полюсов сети относительно земли а также эквивалентного источника б рабочего напряжения, блок 7 фиксации уровня, под,- ключенный к,низкоомному резистору 2, управляющий вход которого соединен с выходом программного блока 8, второй выход программного блока 8 соединен с входом генератора 1 прямоугольных импульсов, выход блока 7 фиксации соединен с входом блока 9. деления, а выход последнего соединен с входами фильтра 10 низкой частоты и первого компаратора 11 напряжения, выход компаратора 11 соединен с одним из выводов обмотки реле, входом ждущего мультивибратора 12, выход которого подключен к входу второго компаратора 13 напряжения, выход которого соединен с другим выводом обмотки реле 14, к одному из нормальноразомкнутых контактов реле 14 подключен источник 15 опорного напряжения, выход фильтра 10 подключен к вхо . ду однополупериодного выпрямителя1 б, содержащего операционный усилитель 17, выход которого соеринен скатодом диода 18, анод диода 18 соединен с первым выводом резистора19, второй вывод которого подключенк инвертирующему входу операционногоусилителя 17 и к одному иэ выводоврезистора 20, второй вывод которого804 4где К - коэффициент, определяющийкоэффициент передачи блока 9деления,К=1 К, - постоянная величина, аКККНа выходе блока 9 деления получаем сигнал, линейно связанный с измеряемым сопротивлением изоляции.Этот сигнал проходит через фильтр 10и выпрямитель на операционном усилителе 17, напряжение на выходе которого изменяется от 0 до -Нн, где Ин -напряжение насыщения усилителя 17.В том случае, когд входной сигнал блока 9 деления лежит в пределахрабочего диапазона от 1,;р до 0,(Фиг. 2),а . - 130, блок 9 деле 1ния работоспособен и на его выходеприсутствует сигнал (результат деления). Если входной сигнал блока 9 деления выходит из указанных границ,происходит срыв работы блока деления и его выходной сигнал падает донуля. Предположим, что в момент времени(фиг. 22) произошла коммутация,в контролируемой сети, что привело к появлению достаточно сильноговсплеска напряжения 24 на резисторе2 (фиг. 22). На выходе блока 7 фиксации появляется напряжение О (фиг.2), которое больше Н,д. При этомпроисходит срыв работы блока 9. деления и напряжение на его выходе с постоянной времени С,определяемой инерционностью блока 9 деления, экспоненциально уменьшается до нуля (фи".2 е).Выходное напряжение (фиг. 2) также понижается в этот отрезок времени,но с постоянной,определяемой инер 2 фционностью фильтра 1 О. Причем выбирается Т 2)С . В момент временинапряжение на выходе блока 9 деления достигает уровня 1срабатываниякомпаратора 11 напряженйя (фиг. 26),на его выходе Формируется ступенчатыйперепад напряжения, который воздействует на обмотку реле 14 и эамыка. ет контакты. На выходе устройствапоявляется напряжение от (дополнительного) источника 15 (Фиг. 2). Еговеличина 0выбирается больше, чемнапряжение насыщения усилителя 17,и диод 18 при этом заперт. Выходноенапряжение остается неизменным доследующего момента выборки 1 . На вы.ходе блока 7 фиксации уровня в моментустанавливается напряжение,где У - амплитуда оперативного сигнала,В момент времени 1 (фиг. 26) с программного блока 8 на управляющий входблока 7 фиксации поступают синхроимпульсы 23 (фиг. 25). Входное напря-жение блока 7 фиксации при этом рав.ЪК35,но БВ.4 Так как переходной процесс, обусловленный перезарядом максимально возможной емкости сети к моменту выборки (т) можно считать почти полнос 1тью законченным, значение второго чле. на правой части уравнения, отражающего этот процесс в этот момент близко к нулю, Напряжение на выходе блока 7 Фиксации устанавливается равным напряжению на резисторе 2 в момент ( 1,) и остается неизменным до следующего момента выборки в момент времени 2. Сигнал с блока 7 фиксации поступает на вход блока 9 деления в качестве делителя. Блок 9 деления осуществляет деление, в результате на его выходе получают 55 лЧ- - = - й = - 04=К 4Ч 2 Ч 4 х, 4 3 1142 подключен к выходу фильтра 10 низкой частоты, второй из нормально разомкнутых контактов реле 14 и анод диода 18 подключены к выходной клемме 21 устройства.5Устройство работает следующим образом.На выходе генератора 1 формируется двухполярное прямоугольное напряжение (фиг. 25). Положительный сигнал совпадает с поступающими на вход генера.тора 1 синхроимпульсами 22 (фиг.2 д) с программного блока 8. На низкоомном резисторе 2 при этом возникают всплески напряжения 24 (фиг. 22), которые в положительный полупериод работы генератора 1, йри выборе емкости С Э С 5 (С - максимально возможная емвахкость для данной сети), а также при к 2 (с К где К 4 минимально до 20пирпустимое сопротивление изоляции полюсов сети относительна земли, с достаточной степенью точности, удовлетво. ряют выражению1142 лежащее в интервале от Ою,п до Ощр. Блок 9 деления приходит в рабочее состояние, на его выходе с постоянной 1 л начинает нарастать сигнал 25(Фиг, 28). Как только его величина достигнет уровня срабатывания компаратора 11 напряжения (1) , на выходе компаратора 11 Формируется ступенчатый перепад 26 .(Фиг. 2 ж). При этом реле 14 не размыкает контактов. Компаратор 11 зайускает задним Фронтом ждущий мультивибратор 12(Фиг, 2 К). От мультивибратора срабатывает компаратор 13 напряжения(Фиг. 2,и), что не дает разомкнутьсяконтактам реле 14.Только после Формирования заднего фронта импульса на выходе компаратора 13 контакты реле 14 размыкаются и на выходе устройства появ р ляется сигнал 27 с операционного уси. лителя 17 (Фиг. 2. Задержка, определяемая длительностью импульса мультивибратора 12, должна бытьбольше интервала 1 - 1 (Фиг. 2 е). д Это время, в течение которого сигнал на выходе блока 9 деления поднимается от нуля до величины, соответствующей напряжению нижней аварийнойуставки ОА (Фиг2 е) . Уровень ц м 3 О определяется минимально допустимым сопротивлением изоляции.Задержка (Фиг, 28) дает возможность напряжению на выходе фильтра10 достигнуть величины, равной напряжению на выходе блока 9 деления,35 которая определяется величиной измеряемого сопротивления изоляции. При изменении величины измеряемогосопротивления от 0 до Н ц,р(йщ рсоответствует напряжению Она входе блока деления 9) устройство работает аналогично известному устройству, обесь ечивая линейное преобразование измеряемого сопротивления в45выходное напряжение постоянного тока, Только при выходе напряжения с блока7 фиксации из границ рабочего диапазона (от щдо 0,р ) срабатывает компаратор 11, предотвращая появ 0ление на выходах устройства напряжения, равного нулю.1Устройство может быть реализовано следующим образом.В состав программного блока 8 входит автоколебательный мультивибра. 55 804 6тор на микросхеме 153 УД 2, делительчастоты на микросхеме 133 ВН 5, логические схемы, выделяющие микроимпульсы из совокупности сигналов на выходеделителя частоты (133 ЛИ 1, 133 ЛАЗ).Генератор 1 является компаратором напряжения.на микросхеме 153 УД 1Блок 7 фиксации уровнядифференциальньпл каскад на операционном усилителе (153 УД 2).Блок 9 деления включает интегратор на микросхеме 153 УД 2, компаратор(153 УД 2, формирователь логическогоуровня для управления ключом 133 ЛАЗ,ключ 143 КТ 1, генератор пилообразногонапряжения на транзисторе 2 Т 203 А, автоколебательный мультивибратор натранзисторах 2 Т 203 А.Фильтр 10-активный Фильтр первогопорядка на микросхеме 544 УД 1 А, компаратор 11 - компаратор напряженияна операционном усилителе 153 УД 2.Ждущий мультивибратор 12 построенна операционном усилителе 153 УД 2.Компаратор 13 - компаратор напряжения на операционном усилителе153 УД 2,Реле 14 - реле РЭС 64 А в совокупности с логическим элементом ИЛИ,объединяющим управляющие сигналыобоих входов.Источник 15 опорного напряженияпитающее напряжение в 15 В со стабилллзатрра 142 ЕН 2.Однополупериодныи выпрямитель 16построен на операционном усилителе153 УД 2.Предлагаемое устройство имеет значительную практическую ценность именно как датчик сигнала для системы.аварийной автоматики. Оно не даетсрывов выходного напряжения до нуляпри контроле сопротивления изоляциивысоковольтных сетей, имеющих разветвленную структуру в рабочем режиме, который предполагает включениеи выключение рабочего напряженияконтролируемой сети, подключение источников питания, резкое изменениевеличины нагрузки, подключение и отключение дополнительных цепей к конт.ролируемой сети. Высокая помехозащищенность устройства обеспечивает возможность его широкого применения дляконтроля сопротивления изоляции силовых сетей постоянного тока.1142804 е Составитель Л.фомиРедактор М.Келемеш Техред Т,фанта ор О,Била о Заказ 732/40 Тираж 748 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наПодписи дилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,

Смотреть

Заявка

3653728, 18.10.1983

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, ЛЕНИНГРАДСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА

РЕДЬКИН ВАДИМ АЛЕКСАНДРОВИЧ, УГРЮМОВ ЕВГЕНИЙ ПАВЛОВИЧ, МАШЕНКОВ ВАЛЕРИЙ МИХАЙЛОВИЧ, ПЕТРОВ КОНСТАНТИН ВАСИЛЬЕВИЧ, АГРЕСТ РОМАН ИОСИФОВИЧ, ИВАНОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 27/18

Метки: сопротивления, постоянного, изоляции, сетей

Опубликовано: 28.02.1985

Код ссылки

<a href="http://patents.su/6-1142804-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-soprotivleniya-izolyacii-setejj-postoyannogo-toka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока</a>

Похожие патенты