Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока

(19) (И) К 31/02, 27/18 3 Уу ИйД г. ЕЛЬСТВУ носится к области техники и предывного контроляФъч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71 ) Всесоюзныйский институт элприборов(56) Самойлов В.Г. Автоматизация судовых электроустановок. Л.: Судостроение, 1972, с. 159-162.Авторское свидетельство СССР В 672579, кл. 0 01 Я 27/18, 1975. ( 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(57) Изобретение отнэлектроизмерительнойназначено для непрер юл. У 8научно-исследователь-.ектроизмерительных сопротивления изоляции сетей переменого тока с изолированной нейтралью.Цель изобретения - повыщение безопасности эксплуатации при повьдпении достоверности контроля. Устройство содержит источник 1 оперативного напряжения, резисторы 2 и 3, пороговыйэлемент 4, линию 5 задержки, элемент7 И, блок 8 сигнализации. Для достижения поставленной цели в устройствовведены блок 9 измерения амплитудыимпульса, коммутатор 10, днфференцирующий блок 11, запоминающий блок 12,генератор б с управляемой длительностью импульса, вычислительный блок 13,образованы новые функциональные связи. Устройство позволяет повыситьточность контроля сопротивления изоляции. 2 ил71 1 12936Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначенодля непрерывного контроля сопротивления изоляции. сетей переменного токас изолированной нейтралью, например, 5судовых сетей.Цель изобретения - повышение безопасности эксплуатации за счет повышения достоверности контроля сопротивления изоляции.10На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -временные диаграммы поясняющие егоработу.Устройство содержит источник 1оперативного напряжения, соединенный последовательно с первым и вторымрезисторами 2 и 3, второй выход источника 1 оперативного напряжениясоединен с корпусом, а второй выводвторого резистора 3 соединен с фазойконтролируемой сети, пороговый элемент 4, входы которого подключенык выводам второго резистора 3, авыход порогового элемента 4 соединенс входом линии 5 задержки, запускающим входом генератора 6 с управляе-,мой длительностью импульса и первымвходом, элемента 7 И, второй вход которого соединен с выходом генератора6 с управляемой длительностью им пульса, а выход - с входом блока 8сигнализации, блок 9 измерения амплитуды импульса, последовательносоединенные коммутатор 10, дифферен цирующий блок 11 и запоминающий блок12, причем входы коммутатора 10,блока 9 измерения амплитуды импульсасоединены а входами порогового элемента 4, а выход блока 9 и .выходзапоминающего блока 12 подключены кпервому и второму входам вычислительного блока 13,выход которого соеди.нен с управляющим входом генератораб с управдяемой длительностью импульса, а выход последнего - с входами.управления блока 9 измерения амплитуды импульса, дифференцирующего блока11 и запоминающего блока 2; входуправления коммутатором О соединенс выходом линии 5 задержки. На фиг,также показано контролируемое сопротивление 14 изоляции сети.Устройство работает следующим об"разом,55Напряжение на входе пороговогоэлемента 4 зависит от величины инаправления тока, протекающего через 2резисторы 2 и 3. Этот ток содержитдве составляющие: активную, зависящуюот текущего значения эквивалентногосопротивления 14 изоляции, от величи-ны сопротивления резисторов 2 и 3 инапряжения. источника 1, а также емко-.стную, обусловленную током заряда(или разряда) эквивалентной емкостиизоляции. Очевидно, что информативной является первая составляющаятока.Подключение к сети потребителя сбольшими емкостями фаз относительнокорпуса вызывает резкое возрастаниеемкостной со тавляющей тока черезрезисторы 2 и 3. Из-за этого на нихувеличивается падение напряжения носравнению с установившимся значением(П) на входе устройства, если направление тока перезаряда емкостейизоляции совпадает с направлениемактивной составляющей тока, илиуменьшается (в противном случае).Для доститения более высокой достоверности контроля необходимо, чтобы время, в течение которого запрещается работа блока сигнализации 8,зависело от параметров переходныхпроцессов.В общем случае напряжение на входе устройства (на резисторе 3) 1 е(С)описывается выражениеми,(С)=и+(Ц+и - ,)е ,где ,Ц - соответственно начальноеи конечное значениеЦ (С) во время переходного процесса;ло щ - максимальная постояннаявремени полного сопротивления изоляции (ь =Вс);о - амплитуда скачка напряжения из-за коммутации.1Первая производная этого сигналао е(С) равна(С) (ив к) - "н (2)еЕсли 0 е(С)0, то переходный процесс имеет форму, показанную нафиг. 2 а, Очевидно, что для этого случая нельзя вносить существующую за-.,держку в срабатывание блока. сигнализации 8,Если Бе(С)сО, томожет бытьъЛ, (фиг. 2 б), или ЛсБ (фиг,2 в),Очевидно, что .большим Б соответствует пониженное сопротивление изоляции,а следовательно, и , меньшим же- повышенное сопротивление изолякции и Т . Поэтому при У (С)гО необходимо, чтобы длительность вырабатываемого генератором 6 импульса была пропорциональна 11 и ь где а - коэффициент размерности, с/в;- минимальная длительность имо минпульса;У - выходное напряжение вычисли 1тельного блока 13.В свою очередь исходя из изложенного, У, равно1111 В 2 у при Увк (С )(ОО, при П(С)0, (4) где У - выходное напряжение блока 99измерения амплитуды импульса, пропорциональное У- выходное напряжение запомигнающего блока 12, пропорциональное значению У (С).П р и м е р 1. Согласно фиг, 2 б Ур П, . После коммутации в момент времени С, происходит скачок напряжения, вызывая срабатывание порогового элемента 4. Блок 9 измерения амплитуды импульса измеряет величину этого скачка. Через время ЬС=100- 200 мс, определяемое параметрами линии 5 задержки, сигнал "1" с выхода порогового элемента 4 поступает на управляющий вход коммутатора 10; Последний подключает входы дифференцирующего блока 11 к входам порогового элемента 4, в результате чего на выходе блока 11 формируется напряжение, соответствующее У (С), и происходит запоминание этого напряжения в запоминающем блоке 12, Если, 13 в(С)сО, то вычислительный блок 13 вырабатывает напряжение отличное от 0 для управления длительностью импульса, вырабатываемого генератором 6Поскольку рассматриваемая ситуация соответствует случаю когда В,1, с(В, а следовательно, ьис , из макс то вырабатываемый генератором 6 инверсный импульс, запирающий элементмеет длительн(максимальная длительность импульса), что означает повышение точности контроля, так как информация о снижении сопротивления изоляции поступает на время (время задержки) С=С д -С раньше по сравнению с прототипом, позволяя принять своевременные меры по предотвращению нежелательных в энергосистеме явлений. Простейшая оценка показывает,что Со, 0,9 С(при условии, что Виз 1 Всг =10) или в абсолютных цифрах С90 ОС (при о д =100 с).П р и м е р 2. При УсП (фиг,2 г)(фиг, 2 д). Это не вызывает ложногосрабатывания блока 8 сигнализации,так как длительность импульса блокирования С зависит от величины У иИзмерение этих параметров переиходного процесса соответствующимиблоками, как описано выше, позволяет после генерации вычислительнымблоком 13 значения управляющего напряжения Ц, в соответствии с выражением (4) выработать генератору 6импульс необходимый длительности дляисключенияложной сигнализации,(фиг. 2 е). Поскольку ситуация когдаС, =н,и возникает достатбчно редко, то среднее время блокированиябудет опять меньше по сравнениюс прототипом. Последнее приводит кповышению точности контроля и длявторого рассматриваемого случая.П р и м е р 3, Рассматривается 30случай плавного снижения В (Уз(С) ),(фиг, 2 ж), вызванного, например, повышением температуры и (или) влажности.Когда В падает ниже В , срабатывает пороговый элемент 4 и другие блоки устройства, как описанов примере 1, Но так как скачкообразного изменения У(С) в этом случаене происходит, то . -0 и, следовательно, 11 =О.40Время блокирования С =Смин(фиг.2 з) элемента 7 И и блока 8 сигнализации для данного случая меньше(а, следовательно, точность контролявыше) по сравнению с прототипом на 2и более порядка, так как должно бытьС=0,5-3 с, как показывают проведенные эксперименты.П р и м е р 4. В этом случае Цш 0(так как 1.1 (С)0) и согласно (4) 50 П =0 (фиг. 2 и). Поэтому,как и в прие 3 ревмя блокирования С-СфннТаким образом, в рассмотренныхпримерах показано, что устройствопозволяет повысить точность контролясопротивления изоляции. При этомнаибольшее повышение точности контроля достигается при использованииданного устройства в наиболее ответ71 бдифференцирующий блок, запоминающийблок, вычислительный блок и генераторс управляемой длительностью импульса,запускающий вход которого соединенс выходом порогового элемента и первым входом элемента И, управляющийвход - с выходом вычислительного блока, а выход - с вторым входом элемента И и входами управления блока измерения амплитуды импульса, запоминающего блока и дифференцирующего блока,первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами коммутатора, управляющий вход которогосоединен с выходом линии задержки,первый и второй входы коммутаторасоецинены с соответствующими входамипорогового элемента и блока измерения амплитуды импульса, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход которого через запоминающий блок соединенс выходом дифференцирующего блока. дь(О Цн дкЪиья Составитель Б, ТогуновТехред А.Кравчук рректор ", Черн ктор В. Ковт Заказ одиисноеССР омитета С открытийисках н о аб., д, /5 Производственно-полиграфическое предприя гпе 5 12936 ственных случаях, когда Бщ действительно падает нижеустановочного значения В,т и вероятность возникновения аварийных ситуаций велика. Формула изобретения 5 Устройство для автоматического контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока, содержащее последовательно соединенные источник опе- Ю ративного напряжения, первый и второй резисторы, включенные между корпусом и фазой контролируемой сети, пороговый элемент входы которого подключены к второму резистору, а выход - к вхо ду линии задержки, .элемент И, выход которого соединен с входом блока сигнализации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью новьнцения безопасности эксплуатации за счет повышения 70 достоверности контроля сопротивления изоляции, в него введены блок измерения амплитуды импульса, коммутатор,2/50 Тираж 731 ВН 1 П 1 ПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва Ж