Устройство для измерения тока утечки

(19) (11) К 31 ОО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ 7 ЕАВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7 1) Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт городского хозяйства (72) В.Ф.Веклич, З.И.Викутан, Г.Ф.Витер и И.Г.Ланда(56) Авторское свидетельство СССР 9 1167507, кл. С 01 К 1/36, 1983.Авторское свидетельство СССР В 1150587, кл. С 01 К 31/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА УТЕЧКИ(57) Изобретение может быть использовано для измерения тока утечки изоляции электрооборудования постоянного тока, Цель изобретения - упрощение операции контроля и расширейие функциональных возможностей устройства. Устройство содержит высоковольтный транзистор 1, транзисторы (Т) 4,5 и 8, резисторы (Р) 3, 6, 7, 9, 10, 11, 13, 15, 17, 20, 22, 25, 26, 27, диоды 12 и 18 и источник 14 питания. Для повышения надежности работык схемы защиты параллельно Т 1 установлен Р 2. Таким образом, несмотря на запирание Т 1, суммарный ток, протекающий через Р 2, возрастает, обеспечивая запирание Т 1. Зависимость тока коррекции от абсолютного значения тока утечки обеспечивается увязкой величины тока коррекции с величиной сопротивления изоляции электрооборудования посредством каскада на Т 23. В устройство введен Т 16, величина протекающего через него тока пропорциональна напряжению на зажимах 24 и 281 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к измериГельнОй тсхнике и мажет быть испсль Эсванс для измерения тока утечки изоляции электрооборудования постоянно-,5.а тока, в частности высоковольтногооборудования троллейбуса,ЦЯлью изсбретРния является упроще" 11 ие операции контроля тока утечкипутям компенсации колебаний напряжения Гптающей сет 1 повышения надежНости схемы защиты и расширениеО)у;к 111 Оальных вазмсщ 1 сстеи,Поставленная цель,цостигается тем,Что в устройство для защиты электрот 1 ЗМЕрИТЕЛЬНЬХ ПрчбОран дОПОЛНИтЕЛЬНОвведен,цвухтранзистарньЙ усилительНьЙ каскад и целитель напряжения,11 сдклоченный к истаччику питанияэлектрооборудования,На чертеже представлена электритРСКаь СХЕМа УГ"ГРОЙ СТВа ДЛЯ ИЗМЕРЯ ИГия така утечки.Устрсйстзс содержит высс.ксвольтнтй транзистор 1, преобразователь так - напряжение, выполненный в виде резистора 2,. включенного в цепь эмиттяра высаковольтногс транзистора 1, Оезистор 3 подключенный своими выс;Пт Зт О П сУ 1 К К 0 ЬЕ К Т О т тУ и Э М 1 КГ Т Я Р У В Ы сскавсльтного транзистра 1 транзис - тор 4., каллек Гор которого соединен с базой вь 1 соковсльтного транзистора 1, транзистор 5. Коллектор которого через резистор 6 соединен с базой транзистора 4, а через резистор 7 подключен к кОллектору высоковольтного транзистора 1 транзистор 8,переход эмиттер - бза которого через резистор 9 поцключен к выводам резистора 2 преобразователя ток - напряжение, а коллектор тЯГОез тОезистср,0 ссецинен 1 базой т 1 анзи сра , к каллектсру кстсрого паОч р 1 1 р 11 псследователь - нс с кстторь. в.тклтОтен диац 12, Г(ричем анод диода 12 через резистор 13 падссРдинен к базе высокавсльтнсгс тран зистара : Устройство содРржит истач ник 14 питания,-, пслажительП 1 й полОС кстсрсгс соединен с анодом цисда 12четООз рз ГистГ 1.5 с каллетром ТратЗИСТсра 8, а ОтрицатЯЛЬНый ПатПОС 1 яточника питания присоединен к эмиттярам транзисторов 1,4 и 5. Устройство содержит также транзистор 16, змиттер кстсрагс подкл 1 Очян к положи55 тельному полюсу источника 14 питания, а коллектор через резистор 7 и диод 18 - -: цег 1 ачке состоящей из параллельно включенных измерительного прибора 19 и резистора 20, включенных между коллектором высоковольтного транзистора 1 и входным зажимом 21, который через резистор 22,подключен к базе транзистора 23, эмит - тер которого соединен с входным зажимом 24, выводом резистора 2 и одним концом делителя на резисторах 25,26, коллектор - со средней точкой этого делителя и через резистор 2 с базой транзистора 16, причем другой конец этого делителя подключен к выходному зажиму 28 и через сопротивление 29 утечки изоляции электрооборудования - к входному зажиму 2 1, переход эмиттер - база транзистора 23 шунтирован резистором 30.Устройство работает следующим образом.Рассмотрим нормальный режим работы, та есть режим, при котором напряжение питания электрооборудования равно максимально возможному напряжению, а ток утечки существенно меньше предельно допусттмого, В этом режиме открытое состояние высоковольтного транзистора 1 обеспечивается резистором 13, псдклоченным к положительному полюсу источника 14 питания. Таким образом, цепь измерения тока утечки состоит из параллельно соединенных измерительного прибора 1,миллиамперметр) 19 и резистора 20, включенных последовательно с переходам коллектор - эмиттер высоковольтного транзистора 1, сопротивление которого при насыщенном транзисторе 1 весьма невелико, и резистором 2, Транзистор 8 находится при этом в запертом состоянии, поскольку падение напряжения на резисторе 2 мало. Б тс же время ток, поступающий через резисторы 10 и 15 в базу транзистора 5, обеспечивает его открытое состояние. При этом коллекторный так транзистора 5 протекает по цепи образованной диодом 12 и резистором 11, Б результате транзистор 4 находится в закрытом состоянии и не изменяет состояния транзистора 1,При работе в этом режиме транзистор 16 закрывается напряжением, снимаемым со средней точки делителя, собранного на резисторах 25,26 и подключенного к входным зажимам устрой Э140297Величина шунтирующего миллиамперметр резистора 20 выбирается такой, чтобы в этом режиме через прибор протекал ток, соответствующий фактическому значению тока утечки.При уменьшении величины напряжения питания электрооборудования уменьшается ток, протекающий через сопротивление 29 утечки изоляции и миллиамперметр, хотя в действитель-. ности сопротивление 29 не увеличилось,Одновременно при этом уменьшается величина напряжения запирания на базе транзистора 16, что приводит к отпиранию этого транзистора и возникновению дополнительного тока, протекающего от положительного полюса источника 14 питания через транзистор 16, резистор 17, диод 18, параллельно включенные измерительный прибор 19 и резистор 20, высоковольтный транзистор 1 к отрицательному полюсу источника питания.Чем больше напряжение на зажимах 24 и 28 отклоняется от максимального значения, тем больший ток протекает через транзистор 16.Такое управление обеспечивает линейную (в определенных пределах) корректировку измеряемого тока в зависимости от единственного перемен- ного параметра - величина напряжения питания электрооборудования, Ток коррекции при этом зависит только от на" пряжения, не связан с величиной тока. утечки и при определенных условиях может даже превысить его. На самом деле величина тока коррекции должна. зависеть от абсолютного значения тока утечки, т,е. от величины К изоляции.Для устранения этого недостатка следует увязать величину тока коррекции (1 Т 16) с величиной второго пере.45 менного параметра - сопротивления изоляции электрооборудования. Зту функцию в предлагаемом устройстве выполняет каскад на транзисторе 23. С увеличением тока утечки увеличивается50 ток базы транзистора 23 - цепь: вывод 28 - сопротивление 29 утечки - вывод 21 - резистор 22 - переход база-эмиттер транзистора 23 - вывод 24,возрастает коллекторный ток транзистора 23 и, соответственно, транзистора 16,55 увеличивается дополнительный корректирующий ток через измерительный прибор 19 и шунтирующий резистор 20. С 14увеличением сопротивления 29 утечки корректирующий ток уменьшается,Так образо, в приведеннои схеме осуществляется полная коррекция показаний прибора.Рассмотрим случай дальнейшего уменьшения сопротивления утечки, соответствующий ух;дшению качества изоляции ниже определенного уровня.Увеличение тока утечки приводит к росту падения напряжения на резисторе 2, что приводит к отпиранию транзистора 8. При этом начинает закрываться транзистор 5, что вызывает увеличение базового тока транзистора 4. Транзистор 4 начинает оказывать шунтирующее действие на переход эмиттер - база высоковольтного транзистора , выводя его из состояния насьпцения, Высоковольтный транзистор 1, находясь в активном режиме, огранйчивает ток в контролируемой цепи. При дальнейшем увеличении тока происходит еще большее запирание транзистора 1. При этом транзистор 1, запираясь, вызывает уменьшение тока в контролируемой цепи.Для повышения надежности работы схемы защить.; в схеме параллельно транзисторуустановлен резистор 3. Таким образом, несмотря на занирание транзистора 1 суммарный ток, протекающий через резистор 2, продолжает возрастать, обеспечивая дальнейшее запирание транзистора 1.При значительном увеличении нагряжения и тока в контролиремой цепи происходит глубокое насьпцение транзистора 4 за счет протекания тока через резисторы 6 и 7 и переход эмиттер - база транзистора При этом открытый переход коллектор - эмиттер транзистора 4 шунтирует переход эмиттер - база высоковольтного транзистора 1, обеспечивая его надежное запирание.Формула изобретения1. Устройства для измерения тока утечки по авт.св. У 1150587, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью упрощения операции контроля тока утечки и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введен каскад на пятом и шестом транзисторах, паничем эмиттер пятого транзистора подкъ 1 чен к положительному2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности схемы защиты, переход эмиттер - коллектор высоковольтного транзистора шунтирован дополнительным резистором. Составитель А.КоробковТехред М.Дидык Корректор С.Шекмар Редактор А.Маковская Заказ 285473 б Тираж 772 Подписное ВНКП 1 И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4. 5 14029 полюсу источника питания измерительной схемы, его база через девятый резистор подключена к коллектору шестого транзистора и к общей точке делителя на десятом и одиннадцатомБ резисторах, а коллектор через соединенные последовательно двенадцатый резистор и второй диод подключен к измерительному входу устройства, к первым выводам параллельно включенных измерительного прибора и тринадцатого резистора и через четырнадцатый резистор - к базе шестого транзистора и к пятнадцатому Резистору, включенному параллельно переходу база - эмиттер шестого транзистора, второй Вывод десятого резистора подключен к положительному полюсу источника пита 71 6ния электрооборудования, а второйвывод одиннадцатого резистора подключен к отрицательному полюсу источника питания электрооборудования, эмиттер шестого транзистора подключен котрицательному полюсу источника питания электрооборудования и эмиттеручетвертого транзистора, вторые выводы измерительного прибора и тринадцатого резистора подключены к коллек-.тору высоковольтного транзистора.