Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей переменного тока

.ъ ОСУДАРСТВЕННЬ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ РИ ГКНТ СССР(56) НикиФоровский Н.Н., Брунов Я,П, Татьянченко О,Г, Электропожаробезопасность судовых электрических с тем. - Л,: Судостроение, 1978, с 69Авторское свидетельство СССР Ф 530269, кл. С О Н 27/18, 1978 (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СО ТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(57) Изооретение может быть использо вано в измерительной технике при соз дании устройств для контроля состояния изоляции электрических сетей переменного тока. Цель изобретения говьппение достоверности (точности),ЯО 154153 2измерения - достигается в результате сокращения времени протекания переходных процессов в цепи измерительного сигнала при коммутациях в контролируемой сети, Устройство содержит источ" ник 1 измерительного напряжения постоянного тока, датчик 2 измерительного тока на высокоомном резисторе, блок 3 искусственной нулевой точки, Фильтр 4, выходной блок 5, блок 6 ускорения переходного процесса, выпол" ненный в виде конденсатора 7, низкоомного резистора 8 и переключателя 9 а также диФФеренцирующий блок 1 О, пороговый элемент 11, вычислитель 14, аналоговый ключ 15, генератор 12 так- с товых импульсов и логический элемент И 13, Наилучшие результаты получаются при выборе величин емкости формируюнего конденсатора много .меньшими величин емкости сети. 1 з.п. Ф-лы,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины сопротивления изоляции трехфазных и однофазных сетей переменного тока, находящихся под рабочим напряжением и имеющих значительные емкости по отношению 50 к земле.Целью изобретения является повьше О.ние достоверности при одновременномповышении точности и быстродействияизмерения за счет сокращения временипротекания переходных процессов в цепи измерительного сигнала после коммутаций в контролируемой сети,На чертеже приведена принципиальная Функциональная схема устройства.Устройство содержит источник 1напряжения постоянного тока, датчик2 измерительного тока, блок 3 искусственной нулевой точки, Фильтр 4,выходной блок 5, блок 6 ускоренияпереходного процесса и входящие инего конденсатор 7, низкоомный резистор 8 и двухпозиционный переключатель9, дифференцирующий блок 10, пороговый элемент 11, генератор 12 тактовых импульсов, логический элементИ 13, вычислитель 14, аналоговый ключ 3015 и входные чазимы 16-18,Первый выход источника 1 напряжения через датчик 2 измерительноготока соединен с входом блока 3 искусственной нулевой точки, три выходакоторого соединены с входными зажимами 16-18 устройства. Одновременновыход датчика 2 измерительного токачерез Фильтр 4 соединен с входомдифференцирующего блока 10 и с первым входом вычислителя 14, второйвход которого соединен с. входом датчика 2 измерительного тока и первымвходом блока 6 ускорения переходногопроцесса, Выход датчика 2 измерительного тока соединен с вторым входомблока 6 ускорения переходного процесса, третий. вход которого соединен свыходом логического элемента И 13.Первый вход логического элементаИ 13 через пороговый элемент 11 соединен с выходом дифференцирующегоблока 10, а второй вход - с выходомгенератора 12 тактовых импульсов,Выход порогового элемента 11 соединенс вторым входом аналогового ключа 15,55первый вход которого соединен с выходом вычислителя 14, а выход - с входом выходного блока 5, Второй выход источника 1 напряжения постоянного тока соединен с корпусом.1 ерный вход блока 6 ускорения пе -- реходного процесса соединен с объединенными первыми выводами конденсатора 7 и низкоомного резистора 8. Второй вывод конденсатора 7 соединен с входом переключателя 9, а второй вывод низкоомного резистора 8 - с первым выходом переключателя 9, второй выход которого соединен с выходом блока 6 ускорения переходного процесса, Второй вход переключателя 9 соединен с третьим входом блока 6 ускорения переходного процесса.Устройство работает следующим образом.Устройство подсоединено к контролируемой сети переменного тока через зажимы 16-18. При стационарном установившемся режиме работы сети сигнал на выходе дифференцирующего блока 1 О равен нулю, при этом на выходе порогового элемента 11 - логический нуль, что обеспечивает нахождение аналогового ключа 15 в нормальном замкнутом состоянии и отсутствие прохождения тактовых импульсов от генератора 12 через логический элемент И 13 на третий вход блока 6 ускорения, Указанный режим обеспечивает измерение падения напряжения измерительного сигнала на импедансе изоляции и определение падения напряжения на дат" чике 2 измерительного тока, и благодаря априорно известной величине высокоомного резистора К 2, представляющего собой датчик 2 измерительного тока, определение н вычислителе величины сопротивления изоляции сети по формулеЦ хК = - КцК 2где Н и 11 - падения напряженияизмерительного сигнала постоянного токана сопротивлении изоляции сети и датчике2 измерительного тока;К - величина сопротивления датчика 2 измерительного тока,Эта информация с выхода вычислителя 14 поступает на выходной блок 5. Определение величины сопротивления изоляции . К х сети по укаэанной формуле оправдано, так как априорно,известная величина сопротивления резисторов Б , образующих симметричную звезду в блоке 3 искусственной нулевой точки, много меньше, чем В, тем более, что в погрешность входит величи 5Бзнакоторую при необходимости лег 3 ко учесть.При осуществлении в сети коммутаций, связанных с подключением и отключением фидеров, нагрузок.и так далее, изменяются как величина общего сопротивления изоляции сети, так и емкости сети относительно земли, что ведет к возникновению переходного процесса в цепи измерительного сигнала.В этом случае на выходе дифференцирующего блока 1 О появляется сигнал, О который приводит к появлению на выходе порогового элемента 11 сигнала высокого уровня (логической единицы) который поступает как на первый вход логического элемента И 13, обеспечи вая прохождение через него тактовых импульсов на третий вход блока 6 ускорения переходного процесса, так и на второй вход аналогового ключа 14, вызывая его размыкание, что исключает передачу измерительной информации в,выходной блок 5. Поступление сигнала на третий вход блока 6 вызывает переключение переключателя 9 таким образом, что вход переключателя 9, к которому подключен конденсатор 7, перебрасывается от первого выхода переключателя 9, к которому подсоединен резистор 8, к 40 второму выходу переключателя 9, который соединен с выходом блока 6. Таким образом, конденсатор 7 оказывается подключенным параллельно датчику 2 измерительного тока, создавая таким образом низкоимпедансный канал перезаряда емкости сети измерительным сигналом. Однако, так как одновременно с емкостью сети С одновременно заряжается и конденсатор 7, то перно О дически в паузах между тактовыми импульсами генератора 12 конденсатор 7 отключается одним выводом от датчика 2 измерительного тока и возвращается с помощью переключателя 9 в исход ное положение, где ускоренно разряжается через низкоомный резистор 8, после чего при очередном тактовом импульсе генератора 12 снова подключается параллелы-,о к датчику 2 измерительного тока.Указанный процесс происходит до тех пор, пока не произойдет необходимый лерезаряд емкостей сети измери+ тельным сигналом, что фиксируется с помощью дифференцирующего блока 10, Сигнал на его выходе после завершения указанного перезаряда обращается в нуль, на выходе порогового элемента 11 появляется логический нуль, что одновременно исключает возможность прохождения тактовых импульсов через логический элемент И 13 на третий вход блока 6 ускорения и обеспечивает замыкания аналогового ключа 15,Таким образом, на выходной блок 5 начинает снова поступать достоверная информация о величине сопротивления изоляции сети, причем значительно раньше, чем в известном устройствеУстройство позволяет сократить время перезаряда емкостей контролируемой сети переменного тока измерительным сигналом после коммутаций в контролируемой сети. В результате завершения процесса перезаряда емкостей сети они перестают шунтировать сопроч тивлення изоляции сети, что обеспечивает более точное измерение сопротивления изоляции. Резкое сокращение времени переходного процесса в измерительной цепи сокращает временную зону недостоверности измерения сопротивления изоляции и время, в течениекоторого измерение достоверно, обладает более высокой точностью и быстродействием в указанный отрезок времени. При контроле однофазных сетей переменного тока подключение к сети проводится только через два входных зажима из трех (16 и 17 или 17 и 18, или 16 и 18). Формула изобретения 1, Устройство для измерения соп-. ротивления изоляции электрических сетей переменного тока, содержащее источник измерительного напряжения постоянного тока, датчик измерительного тока и блок искусственной нулевой точки, соединенные последовательно, фильтр и выходной блок, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения лостоверности при одновременном повьппении точности и быстродействия измерения, в него введены блок ускорения переходного процесса1541533 Составитель Д. ЧучеловРедактор И. 1 Пулла Техред М.Дидык Корректор С, Черни Заказ 277 Тираж 551 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина,101 дифференцирующий блок, пороговый элемент, логический элемент И, генератор тактовых импульсов, вычислитель и аналоговый ключ причем выход датФ5 чика измерительного тока через фильтр соединен с входом дифференцирующего блока и с первым входом вычислителя, второй вход которого соединен соответстьнно с входом датчика измерительного тока и одновременно с первым входом блока ускорения переходного процесса, второй вход которого соединен с выходом датчика измерительного тока, а третий вход - с выходом логического элемента И к первому входу которого через пороговый элемент подсоединен выход дифференцирующего блока, второй вход аналогового ключа непосредственно соединен с выходом 20 дифференцирующего блока, второй вход логического элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов,8выход вычислителя через аналоговыйключ соединен с входом выходного блока, второй выход источника измерительного напряжения соединен с общей шиной,2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок ускоренияпереходного процесса содержит конденсатор, переключатель и низкоомный резистор, один вывод которого соединенс первым выходом переключателя, другой вывод низкоомного резистора соединен с первым выводом конденсатора,второй вывод которого соединен с первым входом переключателя, второй выход переключатепя соединен с первойвыходной клеммой блока ускорения,первый выход конденсатора соединенс второй выходной клеммой блока ускорения, управляемый вход переключателясоединен с входной клеммой блока ускорения,