Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

ОП ИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистицескихРесщблик 661415 аС". ) .- -, о(61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 15.07.76 (21) 2385111/18-21 с присоединением заявки2396854/18-21 Кл601 К 27/18 Государственный комет СССР оо делам нзооретеннй н открытий.3 (088.8) юллетеньата опубликования описания 15.05.7 2) Авторн изобретения иловский и С. И. Раскин(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ/Изобретение относится к электроизмерениям, в частности, к устройствам для измерения сопротивления изоляции, может быть использовано для измерения сопротивления изоляции судовых сетей, находяшихся под 5 напряжением или обесточенных, а также электрических сетей подземных шахт, рудников и во всех других случаях, где эксплуатируются электрические сети с изолированной нейтралью.Известно устроиство для измерения со10 противления, содержащее измерительный мост, в одно из плеч которого включено измеряемое сопротивление, а в другое - компенсируюсций резистор, источник переменного тока, сравнивающий блок, блок управления, индикатор, причем источник переменного тока включен во входную диагональ моста, а в выходную диагональ включен сравниваюший блок, выход которого через блок управления соединен с управляемым входом компенсирующего резистора и 20 с индикатором 11.Это устройство не пригодно для измерения сопротивления изоляции электрических сетей попостоянного тока, находящихся под напряжением.Известно также устройство для измерехния сопротивления и шунтирующей его емкости, содержащее измерительный мост, в одно из плеч которого включены измеряемое сопротивление изоляции и шунтируюгцая его емкость, в смежное плечо - компенсирующий резистори шунтирующий его конденсатор, во входную диагональ моста включен источник напряжения переменного тока, а в выходную диагональ - сравниваюший блок переменного тока, сигнал с которого при введении блока управления может управлять изменением величины компенсирующих резистора и конденсатора, а искомая величина сопротивления может индицироваться индикатором,Недостатком данного устройства является недостаточная точность измерения при компенсации больших емкостей сети, связанная с уменьшением сигнала рассогласования в зоне равновесия моста.Цель изобретения: повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для измерения сопротивленияизоляции электрических сетей, содержащееизмерительный мост, в одно из плеч которого включено сопротивление изоляции ишунтирующая его емкость сети относительно корпуса, в смежное плечо включены компенсирующий резистор и шунтируюший егокомпенсирующий конденсатор, во входнуюдиагональ которого включен источник переменного тока, а в выходную диагональ - 10сравнивающий блок переменного тока, выход которого соединен со входом блока управления, причем первый выход блока управления соединен с управляющим входомкомпенсирующего резистора и с индикатором, второи выход, - с управляюшим вхоО15дом компенсирующего конденсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным блоком управления и пороговым элементом, вход которого связан с вершиной вы Оходной диагонали моста со стороны компецсйрующйХ резйстора и конденсатора, а выход через дополнительный блок управленияподключен к управляюшему входу источйика переменного тока.Дополнительный блок управления содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, элемент И - НЕ,блок памяти, ключи и делитель, вход которого подключен к источнику постоянноготока, причем входом дополнительного блокауправления является второй вход элементаИ - НЕа выходом дополнительного блокауправления - выход делителя.На чертеже изображена структурнаяэлектрическая схема устройства,Устройство содержит измерительный З 5мост 1, одно из плеч которогс составляетсопротивление изоляции контролируемой сети 2, шунтированное емкостью сети 3 относительно корпуса, а другое смежное плечо - компенсирующий резистор 4 и шунтирующий его компенсирующий конденсатор5, сравнивающее устройство переменноготока 6, источник переменного тока 7, блокуправления 8, индикатор 9, пороговый элемент 10, дополнительный блок управления 11.В состав дополнительного блока управления 11 входят генератор тактовых импульсов 12, элемент И - НЕ 13, блок памяти 14,ключи 15, делитель 16,источник постоянного тока 17.Во входную диагональ измерительногомоста 1 включен источник переменного тока7, а в выходную - сравнивающий блокпеременного тока б, выход которого соединен со входом блока управления 8. Первыйвыход блока управления 8 соединен с управляющим входом компенсирующего резистора 4 и с индикатором 9, второй выход -с управляющим входом компенсирующегоконденсатора 5. Вершина выходной диагонали моста со стороны компенсирующих резистора 4 и конденсатора 5 через пороговый элемент 10 и дополнительный блок управления 11 подключена к управляюшемувходу источника переменного тока 7.В дополнительном блоке управления 11последовательно соединены генератор тактовых импульсов 12, элемент И - НЕ 3,блок памяти 14, ключи5, делитель 16,вход которого подключен к источнику постоянного тока 17, причем входом дополнительного блока управления 11 является второйвход элемента И - НЕ 13, а выходом дополнительного блока управления 11 - выходделителя 16,Устройство работает следующим образом,При изменении сопротивления изоляции2 или шунтирующей его емкости сети 3 относительно корпуса сигнал разбаланса измерительного моста 1 со сравнивающего блока 6 через блок управления 8 вызывает изменение величины сопротивления и емкостисоответственно компенсирующих резистора 4и конденсатора 5, направленное ца уравновешивацие активной и емкостцой составляющих комплексного сопротивления изоляциисети. По мере приближения к моменту равновесия измерительного моста изменение(например, увеличение) емкости компенсируюьцего конденсатора 5 ведет к уменьшению падения напряжения на комплексномкомпенсирующем сопротивлении,С уменьшением сравниваемых сигналовотносительная погрешность сравнения увеличивается, что ведет к увеличецию общейпогрешности уравновешивания.При уменьшении падения напряженияна компенсируюшем плече измерительногомоста ниже заданного уровня пороговыйэлемент О возвращается в исходное состояние. Это вызывает изменение управляюшего сигнала на выходе дополнительногоблока управления 11, что ведет к изменению частоты источника переменного тока 7таким образом, что падение напряжения накомпецсируюшем комплексном сопротивлении измерительного моста возрастает. Приэтом пороговый элемент 1 О вновь срабатывает, а величина сигнала, вызвавшего необходимое изменение частоты источника переменного тока 7, запоминается на выходе дополнительного блока управления 11, и происходит дальнейшее уравновешивание измерительного моста при новом значении частоты источника переменного тока 7.Сравниваюший блок б на первом этапеурановешивания сравнивает действующиезначения напряжения переменного тока(уравновешиваются емкости), а на второмэтапе - мгновенные значения (уравновешиваются сопротивления),Величина сопротивления изоляции после уравновешивания воспроизводится индикатором 9.661415 И Заказ 2442/44 Тираж 1089 Подписное иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Дополнительный блок управления 11 работает следующим образом,В случае возвращения порогового элемента 10 в исходное состояние от генератора тактовых импульсов 12 через элемент И - НЕ 13 на блок памяти 14, управляющий ключами 15, начинают проходить тактовые импульсы. Ключи изменяют коэффициент передачи делителя 16, что обеспечивает появление на его выходе нарастающего (убывающего) ступенчатого напряжения (тока), которым управляется частота источника переменного тока 7.Входное сопротивление порогового элемента 10 может быть скомпенсировано эквивалентным сопротивлением в смежном плече измерительного моста.Та же задача, что и в данном изобретении, может быть решена, если в прототипе второй выход блока управления 8 (соединенный с управляющим входом компенсирующего конденсатора 5) соединить непосредственно и с управляющим входом источника переменного напряжения 7, а третий выход блока управления 8 соединить с управляющим входом сравнивающего блока 6.В этом устройстве частота источника переменного тока изменяется по заранее заданной программе дискретно, по мере дискретного изменения емкости компенсирующего конденсатора, без измерения падения напряжения на компенсирующем плече измерительного моста.Данное устройство обладает универсальностью и повышенной точностью, что позволяет использовать его для контроля и измерения сопротивления изоляции различных электрических сетей.формула изобретения1. Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее измерительный мост, в одно из плеч которого включены сопротивление изоляции и шунтирующая его емкость сети относительно корпуса, в смежное плечо включены компенсирующий резистор и шунтирующий его компенсирующий конденсатор, во входную диагональ которого включен источник переменного тока, а в выходную диагональ - сравнивающий блок переменного тока, выход которого соединен со входом блока управления, причем первый выход блока управления соединен с управляющим входом компенсирующего резистора и с индикатором, второй выход - с управляющим входом компенсирующего конденсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным блоком управления и пороговым элементом, вход которого связан-с вер 1 циной вйходной диагонали моста со стороны компенсирующих резистора и конденсатора, а выход 20 через дополнительный блок управления подключен к управляющему входу источника переменного тока.2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что дополнительный блок управления содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, элемент И - НЕ, блок памяти, ключи и делитель, вход которого подключен к источнику постоянного тока, причем входом дополнительного блока управления является второй вход элемента И - НЕ, а выходом дополнительного блока управления - выход делителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Цифровые измерительные приборы. Справочник, Энергия, Л., 1971, с. 103 - 109.2. Соловьев Н, Н. Измерение напряжений и сопротивлений (проводимостей).Связь, М., 1968, с. 248 - 252, 258 - 260, 263 в 2.