Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(5 01 Н неиием ваяв осу Г дарственный комите СССР но декам изобретений н открытий.Н.Карпиловский 71) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 15 Изобретение относится к областиизмерения сопротивления изоляции электрических сетей, в частности сетей постоянного тока и обесточенных сетей.Известно устройство для измерениясопротивления изоляции, содержащее генератор импульсов, опорныйрезистор,конденсатор, аналоговый ключи индикатор 11).Это устройство имеет низкую точность измерения сопротивления изоляции, особенно для случая сетей, имеющих большие и неизвестные в каждый данный момент времени емкости потюсов сети относительно корпуса (Земли).Это обусловлено тем, что генератор импульсов выдает импульсы одинаковой и фиксированной длительности, которая в ряде случаев может явиться недостаточной для заряда емкостей сети, особенно больших, с заданной степенью точности. В известном устройстве также нет никаких элементов, . фдающих информацию о том, что токв измерительной цепи носит (достиг).действительно чисто активный характер, что является необходимым усло-.вием обеспечения высокой точности Измерения для подобных устройств,;. 4.:. ; ", дЬ Выбирать же длительность импуль- са заведомо большей длительности любого возможного переходного процесса заряда емкостей сети не представляется возможным, так как в этом случае резко понизится быстродействие устройства, что также приведет к понижению точности измерения, так как возрастет вероятность коммутаций в электрической сети (подключения и отключения потребителей и источников энергии) за период измерения, вызывающих изменения измеряемого сопротивления изоляции и шунтирующей его емкости, Изменения же указанных величин в процессе измерения понижают точность измерения инарушают работоспособность устройства.Целью изобретения является повышение точности измерения.ДостигаетСя это тем, что устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, находящихся поднапряжением, и обесточенных сетей, имеющих емкости относительно корпуса (Земли), содержащее генератор импульсов, опорный резистор, конденсатор, аналоговый ключ и индикатор, снабжено развяэывающим блоком, блоком определения экстремума, вычислителем и блоком формирования пауз, выход которого через последовательно соединенные генератор импульсов, опорный резистор и конденсатор подключен к входному зажиму,и к входу развяэывающего блока, выходпоследнего связан с входом блокаопределения экстремума и с первымвходом вычислителя, второй и третийвходы которого подключены к соответствующим выводам опорного резистора,а четвертый вход вычислителя соединен )Ос вторым входом генератора импульсов,причем первый и второй выходы вычислителя через аналоговый ключ соединеныс индикатором, а выход блока определения экстремума через блок Формирова ния пауз подключен к второму входугенератора импульсов.На чертеже изображена функциональная схема устройства.Устройство содержит генератор 20импульсов 1, опорный резистор 2, конденсатор 3, аналоговый ключ 4, инДикатор 5 развязывающий блок 6, блок7 определения экстремума, вычислитель8 и блок 9 Формирования пауз, выход 28которого через последовательно соединенные генератор импульсов 1, опорный резистор 2 и конденсатор 3 подключен к входному зажимч и к входураэвяэывающего блока 6. Выход поолед Онего связан с входом блока 7 определения .экстремума и с первым входомвычислителя 8, второй и третий входыкоторого подключейы к соответствующим- выводам опорного резистора 2, а четвер.- тый вход вычислителя 8 соединен с вто-.рым входом генератора импульсов 1.Первый и второй выходы вычислительногоблока 8 через аналоговый ключ 4 сОединены с индикатором 5. Выход блока7 определения экстремума подключен 40к входу блока 9 формирования пауз ик второму входу генератораимпульсов 1,Работа устройства происходит следующим образом. 45Прй запуске генератора имПульсов,1 на его выходе появляется единичныйскачок измерительного напряжения,образующий передний фронт и вершинуизмерительного импульса. Этот сигналчерез опорный резистор 2 и конденсатор 3 поступает в исследуемую сеть.Так как входное сопротивление развяэывающего блока 6 обеспечивают оченьвысоким ( в случае" реалйэации раэвя-,зывающего блока 6 в виде конденсатора высокое входное сопротивлениеобеспечивают на входе блока 7 определения экстремума и на первом входевычислительного блока 8), то величина напряжения измерительного сигна- .80ла на входном зажиме устройства определяется, главным образом, величиной-импеданса изоляции сети - параллельным соединением сопротивления изоляции и емкости сети. Это напряжение либо информация о его величине) через развязывающий блок 6 непрерывно поступает на, первый вход вычислитедя, 8 и на вход блока 7 определения экстэемума. Одновременно через второй и третий входы в вычислитель 8 поступает информация о величине падения напряжения измерительного сигнала на опорном резисторе 2, т.е. Фактически информация о величине полного тока измерительного сигнала, состоящего из активной и емкостной составляющих. В момент достижения напряжением измерительного сигнала на входном зажиме экстремума, что определяется с помощью блока 7 определения экстремума, емкостная составляющая тока измерительного сигнала обращаетсяв нуль, и величина полного тока измерительного сигнала определяется исключительно активной составляющей. Сигнал об этом с выхода блока 7 определения экстремума поступит одновременно на четвертый вход вычислителя 8, на второй вход генератора импульсов 1 и на вход блока 9 формирования пауз.По этому сигналу на выходе генератора импульсов 1 Формируется задний фронт измерительного импульса, в блоке 9 формирования пауз начинается отсчет времени паузы, а в вычислителе 8 с помощью находящегося в нем логического устройства, на другой вход которого поступает информация о наличии импульса на выходе генератора импульсов 1, вырабатывается сигнал, дающий разрешение на замыкание аналогового ключа 4. Указанный разрешающий сигнал через первый выход вычислителя 8 поступает на управляемый вход аналогового ключа 4, вызывая тем самым замыкание ключа 4. При замыкании ключа 4 информация о величине сопротивления изоляции исследуемой сети (которая может и непрерывно вырабатываться в вычислителе 8 и до наступления экстремума в виде частного от деления величины напряже-. ния измерительного сигнала на входном зажиме на величину падения напряжения измерительного сигнала на известном по сопротивлению опорном резисторе 2, но соответствующая истине только в момент наступления экстремума) с второго выхода вычислителя 8 через аналоговый ключ 4 поступает на индикатор 5.Таким образом, на индикатор 5 выводится информация о величине сопротивления изоляции исследуемой сети только после полного заряда емкости сети током измерительного сигнала, когда емкостная составляющая этого тока равна нулю.После сформирования паузы, необходимой для приведения устройства и его блоков в исходное состояние с выхода устройства 9 Формированиягтауз н,". первый вход генератора импульсов 1 поступает сигнал, по которому на выходе генератора импульсов 1, формируется очередной единичный скачок измерительного напряжения (передний фронт и вершина измерительного импульса)и начинается новое очередное измерение.Устройство представляет собой автоматическую самонастраивающуюся систему, длительность измерительных импульсов которой является пе ременной, автоматически регулируемой в зависимости от величин емкости исследуемой сети и ее сопротивления изоляции на момент измерения. Эта длительность измерительного импульса (5 является оптимальной, так как она всегда и достаточна для полного заряда емкостей сети и исключения тем самым их влияния на результат измерения сопротивления изоляции электрической сети, что обеспечивает повышение точности измерения.Придание устройству характера самонастраивающейся системы обусловлено введением в него блока 7 определения экстремума, блока 9 формирования пауз и использованием генератора им,пульсов 1 в качестве генератора импульсов автоматически управляемой переменной длительности,30Введение развязывающего блока б обеспечивает защиту анализирующей .части устройства - вычислительного блока 8 и блока 7 определения экстремума - от рабочего напряжения иссле- дуемой сети, а также практически ис,ключает шунтирование анализирующей :частью устройства сопротивления изоляции сети, что повышает точность измерения.Введение вычислительного блока 8 40 обесПечивает получение информации о величине сопротивления изоляции с высокой точностью и выдачу ее на индикацию в нужный момент.Подключение генератоРа импульсов 45 1 к входному зажиму через конденсатор 3 обеспечивает преобразование характера переходного процесса заряда емкостей сети. измерительным сигналом иэ монотонного в апериодкчес" кий, и тем самым возможность йол;чения экстремума в этом переходном про.- цессе. Так как в момент достижения экстремума емкостная составляющая тока измерительного сигнала обращается в нуль, то это также способствует повышению точности измерения.Устройство обладает и повышенным быстродействием, так как выбором соответствующей величины емкости конденсатора 3 точка экстремума пере- .ходного проц;сса заряда емкости сетиизмерительным сигналом может бытьпридвинута, в принципе, как угодноблизко к моменту генерации единичного скачка, т.е. переднего фронтаимпульса.Это также повышает точность измерения, снижая вероятность коммутацийв исследуемой сети, изменяющчх величину сопротивления изоляции и емкости,в процессе измерения,Научно-технический и экономическийэффект от применения устройства значителен так как повышеиная точность(и быстродействие) измерения обеспечивают возможность не только получения информации о состоянии изоляцииэлектрической сети с высокой точностью,но и позволяют следить за тенденциями ее изменения во времени, используя короткие отрезки времени. Этозначительно повышает пожаро- и электробезопасность на всех объектах,гдерасположены исследуемые сети. Формула изобретенияУстройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, находящихся под напряжением, и обесточенных сетей, имеющих емкости относительно корпуса (Земли), содержащее генератор импульсов, опорный резистор, конденсатор, аналоговый ключ и индикатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения,оно снабжено развязывающим блоком, блоком определения экстремума, вычислительным блоком и блоком формирования пауз, выход которого через последовательно соединенные генератор импульсов, опорный резистор и конденсатор подключен к входному зажиму к к входу развязывающего блока, выход последнего связан с входом блока определения экстремума и"с первым входом вычис" лителя, второй и третий входы которо- го подключены к соответствующим выводам опорного резистора, а четвертый входвычислителя соединен с вторым входом генератора импульсов, причем первый и второй выходы вычислителя через аналоговый ключ соединены с индикатором, а выход блока определения экстремума через блок формирования пауз подключен к второму входу генератора импульсов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9426201, кл. 6 01 В 27/00, 14.04.72.6 64122 ель В.СкоробогатоваАлФерова Корректор О,Би остав ехред актор, Е,Гонч каз 2993/44 исноеССР 5 илиал ППП фПатейт, г.Ужгород, ул, Проектная, 4 Тйраж 1089 ЦНИИПИ ГосУдарствен по делам изобрет 13035, Москва, Ж, Р