Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Гасударственный кемктет СССР не делам нэеаретеннй н еткрытнй(53) УДК 621.317 .733 (088.8) Опубликовано 05.05.79. Бюллетень17 Дата опубликования описания 25,05.79(72) Автор изобретен арпиловский 71) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ1Изобретение относится к области измерения сопротивления изоляции находящихся под напряжением и обесточенных электри- ческих сетей, имеющих большие емкости относительно корпуса (Земли).Известно устройство для измерения сопротивления, содержащее источник измерительного напряжения, измерительный мост, два плеча которого образованы постоянными резисторами (сопротивлениями), а два других - соответственно эталонным регулируемым резистором и зажимами для подключения объекта измерения 1.Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие в случае измерения величины активной составляющей комплексного сопротивления из-за необходимости заряда емкости измерительным сигналом и непригодность для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока из-за влияния на результат измерения рабочего напряжения контролируемой сети.Известно также устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее источник напряжения, измерительный мост, два плеча которого образованы постоянными резисторами, а два других - соответственно эталонным регулируемым резистором и зажимами для подключения объекта измерения, и последовательно соединенные схему управления и индикатор 12.Недостатком такого устройства являетсянизкое быстродействие из-за необходимости при каждом шаге уравновешивания перед получением информации о соотношении сравниваемых величин ожидать окончания переходного процесса перезаряда емкостей се ти оперативным измерительным напряжением.Целью изобретения является повышениебыстродействия устройстваЭта цель достигается за счет того, что вустройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее источник напряжения переменного тока, измерительный мост, два плеча которого обра зованы постоянными резисторами, а два других - соответственно эталонным регулируе 2 в мым резистором и зажимами для подключения объекта измерения, последовательно соединенные схему управления и индикатор, введены формирователь видеоимпульсов, два ключа, блок сравнения действующих (илисредних) значений переменного тока, блоксравнения мгновенных значений переменноготока, вторую схему управления, одинаковые развязывающий и симметрирующий блоки, включенные соответственно в плечо, содержащее объект измерения, и в плечо, содержащее эталонный регулируемый резистор, параллельно которому включен эталонный регулируемый конденсатор. Одни выводы источника напряжения переменного тока и формирователя видеоимпульсов соединены с одной вершиной диагонали питания моста 1 очерез ключ, а другие выводы источника напряжения йеременного тока и формировате-. ля видеоимпульсов соединены с другой. вершиной диагонали питания моста. Одна из вершин измерительной диагонали моста соединена с первыми входами блока сравнения действующих или средних значений переменного тока и блока сравнения мгновенных значений переменного тока, другие входы которых через второй ключ соединены со второй вершиной измерительной диагонали 2 о моста, а выход каждого блока сравнения через соответствующие схемы управления соединены соответственно с управляемыми входами эталонного регулируемого конденсатора и эталонного регулируемого резистора. Выход схемы управления, соединенной с управляемым входом эталонного регулируемого конденсатора, соединен сдругой схемой управления и управляемыми входами ключей. В качестве источника напряжения переменного тока использованы генератор ра- зо диоимпульсов. При исследовании электрических сетей постоянного тока в качестве развязывающего и симметрирующего блоков используют одинаковые конденсаторы, при исследовании электрических сетей переменного тока в качестве развязывающего и симметрирующего блоков - одинаковые. фильтры, а при исследовании смешанных сетей переменно-постоянного токов, содержащих переменную и постоянную составляющие, - последовательно соединенные 4 о одинаковые конденсаторы и фильтры.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из источника 1 напряжения переменного тока, измерительного моста 2, два плеча которого образованы .4 одинаковыми постоянными резисторами 3 и 4, а два другие плеча - соответственно эталонным регулируемым резистором 5, шунтйрованным эталонным регулируемым конденсатором 6, и зажимами для подключения объекта измерения (представляющего собой параллельное сопротивление изоляции сети 7 и емкости сети 8), схемы управления 9, индикатора 10, формирователя видеоимпульсов 11, ключей (переключателей) 12 и 13, блока сравнения действующих (или средних) значений переменного тока 14, блока сравнения мгновенных значений переменного тока 15, схемы управления 16, развязывающего блока 17 и симметрирующего блока 18.Одни выводы источника напряжения 1 и формирователя вйдеоимпульсов 11 через ключ 12 соединены с одной из вершин диагонали питания моста 2, а другие выводы источника напряжения 1 и формирователя видеоимпульсов 11 соединены с другой вершиной диагонали питания моста 2. Одна из вершин измерительной диагонали моста 2 соединена со входами блоков 14 и 15, вторые выходы которых через ключ 13 соединены с другой вершиной измерительной диагонали моста 2.Выход каждого блока сравнения 14 и 15 соединен со входами схем управления 16 и 9 соответственно, Выход схемы управления 9 соединен с управляемым входом регистра 5 и одновременно со входом индикатора 10. Выход схемы управления 16 соединен с управляемым входом конденсатора 6, другой выход - со вторым входом схемы управления 9 и с управляемыми входами ключей 12 и 13.Блоки 17 и 18 включены в плечи моста 2, содержащего объект измерения и эталонные регулируемые резистор 5 и конденсатор 6 соответственно.Устройство работает следующим образом.После подключения устройства с помощью клемм к исследуемой сети включают источник напряжения 1, который через ключ 12, находящийся в первом положении, подает" на диагональ питания моста 2 напряжение переменного тока либо радиоимпульсы ссинусоидальной несущей, Ключ 13 находится в первом положении,. обеспечивая включение в измерительную диагональ моста 2 блока сравнения 14. В общем случае, когда емкость конденсатора 6 не равна емкости 8, на выходе блока сравнения 14 появляется сигнал рассогласования, который в зависимости от соотношения величин емкостей 6 и 8 может иметь ту или иную полярность, дающую информацию о необходимости увеличения или уменьшения величины емкости конденсатора 6. Сигнал рассогласования через схему управления 16 вызывает соответствующее изменение величины ем-кости конденсатора 6 в нужном направлении известным способом.После сведения сигнала рассогласования на выходе блока сравнения 14 к нулю (или ниже наперед заданного уровня) регулирование емкости конденсатора 6 прекращается, а с .выхода схемы управления 16 на управляемые входы ключей 12 и 13 поступает сигнал, переводящий их во второе положение. Одновременно этот сигнал поступает на второй вход схемы управления 9,Перевод ключа 12 во второе положение обеспечивает подключение источника напряжения 1 к мосту 2 через формирователь видеоимпульсов 11, что обеспечивает подачу661361 Формула изобретенияна диагональ питания моста 2 напряженияв виде видеоимпульсов, Одновременно пе-,ревод ключа 13 во второе положение обеспечивает включение в измерительную диагональ моста блока 15. Сигнал, поступив-.ший в схему управления 9, разрешает начало уравновешивания моста 2 изменениемвеличины резистора 5.Сигнал рассогласования с выхода блокасравнения 15 через схему управления 9 вызывает изменение (уменьшение) величинырезистора 5 в нужном направлении известным способом.После сведения сигнала рассогласованияс выхода блока сравнения 15 к нулю (илинаперед заданной величине) процесс измерения величины сопротивления резистора 5прекращается, и информация о его величине выводится на индикатор 10 в качествевеличины сопротивления изоляции исследуемой сети.Эти сравнения происходят при каждомочередном импульсе измерительного напря- "юежения, начиная от начала переходного процесса установления, вызывая изменение величины эталонных элементов на каждый очередной шаг (разряд).При необходимости может быть, выведена на индикацию и величина емкости эталонного конденсатора 6 в качестве величины емкости исследуемой сети.Наибольшее быстродействие достигается при использовании в качестве источниканапряжения переменного тока генераторарадиоимпульсов, так как в этом случае (приподаче радиоимпульса) благодаря возникновению переходного процесса в обеих ветвях моста 2 обеспечивается возможностьснятия информации о соотношении сравниваемых емкостей в начале (и в течение) пе:реходного процесса на первом этапе уравновешивания моста (этапе уравновешиванияемкости).На втором этапе уравновешивания этавозможность обеспечивается благодаря подаче на мост 2 видеоимпульсов.Таким образом, несмотря на проведениедвух этапов разделительного уравновешивания моста быстродействие устройства многовыше, чем быстродействие известных устройств, так как время проведения каждогоэтапа уравновешивания и суммарное времяпроведения обоих этапов намного меньше;чем время уравновешивания моста в известных устройствах. Этот эффект достигаетсяблагодаря исключению в предлагаемом устройстве необходимости выделения временина завершение переходных процессов установления измерительного напряженияпередснятием информации о соотношении сравниваемых величин при каждом очередном сравнении (при каждом шаге изменения регулируемой величины),Высокая точность измерения обеспечивается тем, что на первом этапе уравновешивания шунтирующее действие эталонного регулируемого сопротивленияи сопротивления изоляции пренебрежимо мало из-за возможности выбора сравнительно высокой час-тоты измерительногь напряжения "переменного тока, а на втором этапе уравновешива- ние сопротивлений проводится на фоне уже уравненных емкостей, и поэтому результат- сравнения определяется соотношением величин сравниваемых сопротивлений; 1. Устройство для измерения сопротивле-. ния изоляции электрических сетей, содержащее источник напряжения переменного тока, измерительный мост, два плеча которого образованы постоянными резисторами, а два других - соответственйо эталонным регулируемым резистором и зажимами для подключения объекта измерения, и последователь- но соединенные схему управления й индикатор, отличающееся тем, что,.с целью повышения быстродействия, в него введены форми-рователь видеоимпульсов, два ключа, блок сравнения действующих (или средних) значений переменного тока, блок сравнения мгновенных значений переменного тока, вторая схема управления, одинаВмые развязывающий и симметрирующий блоки, включенные соответственнов плечо, содержащее объект измерения, и в плечо, содержащее эталонный регулируемый резистор, параллельно которому включен эталонный регулируемый конденсатор, причем одни выводы источника напряжения переменного тока и формирователя видеоимпульсбв соединеныс одной вершиной диагонали питания моста через ключ, а вторые выводы источника на-пряжения переменного тока и формирователя видеоимпульсов соединены с другой вершиной диагонали питания моста, при этом одна из вершин измерительной диагонали моста соединена с первыми входами блока сравнения действующих или средних значений переменного тока и блоКа сравнения мгновенных значений переменного тока, другие выходы которых через второй ключ соединены со второй вершиной измерительной диагонали моста, а выход каждого блока сравнения через соответствующие схему управления соединен соответственно с управляемыми входами эталонного регулируемого конденсатора и эталонного регулируемого резистора, выход схемы управления, соединенной с управляемым входом эталонного регулируемого конденсатора, соединен с другой схемой управления и управляемыми входами ключей.2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника напряженияпере- менного тока использован генератор радио- импульсов.73. Устройство по п. 1, отлйчающееся тем,что при исследовании электрических сетей постоянного- тока в -качестве развязывающе-= .-" го и симметрирующего блоков использованыодинаковые конденсаторы.4. Устройство по и, 1, отличающееся тем,что при исследовании электрических сетей переменного тока в качестве развязываю- щего и симметрирующего блоков использованы одинаковые фильтры.5. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что при исследовании смешанных сетей 661361переменно-постоянного токов, содержащих переменную и постоянную составляющие, использованы последовательно соединенные одинаковые конденсаторы и фильтры.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Справочник Цифровые измерительные приборы, Л., Энергия, 1971, с. 103 - 109.2, Устройство Ом - 999, Технические 10 условия, ТУ 5.648.5080 - 75,едактор Л, Утехинааказ 2435/41ЦНИИПИ Госупо делам113035, Москва,филиал ПП П Пате комитета ССи открытийская наб., дод,ул. Проек рректор В. Синицкаядп ясноеР