Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоцкалистичвскниРеспублик нн 978073(22) Заявлено 01,06. 81 (21) 3292596/18-21с присоединением заявки Но 1)М К з С 01 й 27/18 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30. 11.82 В. Н, Брызгало и В. Б. Якомаскин1 ; дд(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано в телеметрических системах измерения сопротивленияизо- . ляции и емкости сетей постоянного тока на энергетических объектах различного назначения, а также для одновременного и независимого измерения активной и емкостной составляющих сопротивления высокоимпедансных КС-цепей, находящихся под воздействием постоянного напряжения или обесточенных.По основному авт, св. Р 664122 известно устройство для измерения сопротивления изоляции элек"грических сетей, содержащее генератор импульсов, опорный резистор, конденсатор, аналоговый ключ и индикатор, развяэывающий блок, блок определения экс" тремума, вычислительный блок, блок ;формирования пауз, выход которого через последовательно соединенные генератор импульсов, опорный резистори конденсатор подключен к входному зажиму и к входу развязывающего блока, выход последнего связан с входом блока определения экстремума и с первым входом вычислителя, второй и третий входы которого подклю" чены к соответствующим выводам опор-.ного резистора, а четвертый вход вы"числителя соединен с вторым входомгенератора импульсов, причем первыйи второй выходы вычислителя черезаналоговйй ключ соединены с индика"тором, а внход блока определенияэкстремума через блок Формированияпауз подключен к второму входу генератора импульсов 11.Недостатком известного устройст"ва являются его ограниченные Функциональные возможности, так как устройство не может измерять емкость15 сети,Цель изобретения - расщирениеФункциональных возможностей устройства для измерения изоляции электрических сетей.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения сопротивления изоляцни электрических сетей, содержащее генератор импульсов,опорный резистор, конденсатор, аналоговый ключ и индикатор, развязывающий блок, блок определения экстремума, вычислительный блок и блокФормирования пауз, выход которогочерез последовательно соединенныегенератор импульсов, опорный резис 978073тор и конденсатор подключен к входному зажиму и к входу развязывающего блока, выход последнего связан с входом блока определения экстремума и с первым входом вычислителя, второй и третий входы которого подключены к соответствующим выводамопорного резистора, и четвертый входвычислителя соединен с вторым входомгенератора импульсов, причем первыйи второй выходы вычислителя черезаналоговый ключ соединены с индикато"ром, а выход блока определения экстремума через блок формирования пауз подключен к второму входу генератораимпульсов, дополнительно введены диф Ференцирующий блок, второй вычислительный блок, второй аналоговыйключ и второй индикатор, причем входдифференцирующего блока соединенс выходом разнязывающего блока, выход дифференцирующего блока соединенс первым входом второго вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом блока формированияпауз, а первый и второй выходы черезвторой аналоговый ключ соединены совторым индикатором,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1импульсов, опорный резистор 2, конденсатор 3, первый аналоговый ключ 4,индикатор 5, развязывающий блок б,блок 7 определения. экстремума, первыйвычислительный блок 8 (вычислитель)г блок 9 Формирования пауз, дифферен- З 5 цирующий блок 10, второй вычислительный блок 11, второй аналоговый ключ 12, второй индикатор 13.Выход блока 9 через последовательно соединенные генератор 1, опорный 40 резистор 2 и конденсатор 3 подключен к входному, зажиму и к входу развязывающего бока б. Выход блока бсоединен с входом блока 7 определе,ния экстремума, дифференцирующим-" бдо 45 ком 10,и первым входом вычислительного блока 8, второй и третий входы которого подключены к выводам опорного резистора 2, а четвертый вход блока 8 соединен с вторым входом50 генератора 1. Первый и второй выходы вычислительного блока 8 через аналоговый ключ 4 соединен с первым индикатором 5, Выход блока 7 определения экстремума подключен к входу блока формирования пауз и к второму входу генератора 1 импульсов. Выход дифференцирующего блока 10 связан с первым входом второго вычислительного блока 11, второй вход которого соединен с выходом блока 9 формиро- О 0 вания пауз, а выход через второй аналоговый ключ 12 соединен с вторым индикатором 13.Устройство работает следующнм образом. 65 При запуске генератора 1 импульсов на его выходе появляется единич-. ный скачок измерительного напряжения, образующий передний Фронт и вершину измерительного, импульса П 2. Этот сигнал через опорный резистор 2 и конденсатор 3 поступает в исследуемую . сеть, Так как входное сопротивление раэвяэывающего блока б обеспечивают очень высоким, то величина напряже" ния иэмеретельного сигнала на вхалном зажиме чстоойства опоелеляется величиной импеданса изоляции сети. Это напряжение через развязывающий блок б непрерывно поступает на первый вход вычислителя 8 и на вход 7 определения экстремума, 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 величинеполного тока измерительного сигнала, В момент достижения напряжения У экстремума, что определяется с помощью блока 7 определения экстремума, емкостная составляющая тока измерительного сигнала обращается в нуль и величина полного тока измерительного сигнала определяется исклю" чительно активной составляющей. Сигнал об этом с выхода блока 7 поступает одновременно на четвертый вход вычислителя 8, на второй вход генератора ймпульсов 1 и на вход блока 9 Формирования пауз.По этому сигналу на выходе генератора импульсов 1 формируетс 4 задний фронт измерительного импульса, в блоке 9 Формирования пауз начинается отсчет времени паузы, а в вычислителе 8 с помощью находящегося в нем логического блока, на другой вход которого поступает информация о наличии импульса на выходе генератора 1 импульсов, вырабатывается сигнал, дающий разрешение на замыкание аналогового ключа 4. Указанный разрешающий сигнал через первый выход вычислителя 8 поступает на управляемыйвход аналогового ключа 4. При эамыкании ключа 4 информация о величинесопротивления изоляции исследуемойсети с второго выхода вычислителя8 через аналоговый ключ 4 поступает на индикатор 5.Таким образом, на индикатор 5 вы"водится информация о величине сопротивления изоляции исследуемой сетитолько,после полного разряда емкости сети током измерительного сигнала, когда емкостная составляющаяэтого тока равна нулю,После сформирования паузы, необходимой для приведения устройстваи его блоков в исходное состояние,с выхода блока 9 формирования паузна первый вход генератора 1 импуль(3) 30 Формула изобретения сов поступает сигнал, по которомуна выходе генератора 1 импульсов,формируется очередной единичный скачок измерительного напряжения и начинается новое измерение,Принцип измерения емкости сети1 эакличается в следующем.Ток через резистор 2 1 р равенсумме токов, протекающих через активную составляющую полного импедан. са сети Кк и емкость сети С1 р = х,г+ 1 с, (1)где 1 ц р - активная и емкостная1составляющие полного токасоответственно,Токи 1 ц и 1 р, равныг1 р =1.г = 1 = Сгг;р- (2)и и аогде Йр, - сопротивление резистора 2;К - сопротивление изоляции контролируемой сети;Сю - емкость сети;Бю - напряжение на резисторе 2;01 - напряжение на импедансеизоляции.Подставляем выражение г,2) в (1)и решаем последнее относительно СггУгр - Ц.% ГС - - ;П) --ж"блок 10, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный проиэйУуводноя . Этот сигнал поступает аг 5на первый вход вычислительного блока 11, ыа второй вход которого подается сийхронизирующий сигнал с выхода бло" ка 9 Формирования пауз, дающий раз" 0 решение на замыкание ключа 12, ПостоЕоянная величина - задается непосредственно в вычислительном блоке 11.На индикаторе 13 подается выходной ,сигнал блока 11 в моменты С,;, соответствующие передним фронтам выходных импульсов генератора 1. Согласноэыражения (4) этот сигнал пропорционален емкости сети.20Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в расширении функциональных воэможностей устройства, а именно в том, что ономожет измерять также и емкость сети, погреш" ность от нелинейности при измерении емкости сети не превышает 5.В момент формирования переднегоФронта импульса амплитудой Ер. навыходе генератора 1 ток 1,г равен нуфЕолю, а ток 1 =, так как напряжеШние на емкости С скачком изменитьсяне может. Вследствие этого выражение(4) где С;, - моменты времени, соответствующие передним Фронтом выходных. импульсов гейератора 1.В соответствии с алгоритмом (4). напряжение Пг, формируемое в контролируемой,сети под воздействием тестового сигнала, поступает через развя" .зывающий блок 6 на диффереацирующий Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетейпо авт. св. Р 664122, о т л и ч аЗ 5 ю щ е е с я тем, то, с целью рас"ширения Функциональных возможностей,в него. дополнительно введены дифференцирующий блок, второй вычислительный блок, второй аналоговый ключ и40 второй индикатор, причем вход диффе"ренцирующего блока соединен с выходомразвязывающего блока, выход дифференцируищего блока соединен с первымвходом второго вычислительного блока,45 второй вход которого соединен с выходом блока формирования пауз, а первыйи второй выходы через второй аналоговый ключ соединены с вторым индикатором,50 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 664122, кл. 3 С 01 й 27/18, 1976.978073 оставитель Л. Фоминехред Ж. Кастелевич ктор Й, Бе оюк оррек н одписн илиал ППП фПатент"., г. Ужгород, ул. Проектная, 4 акаэ 9209/б 1 Тираж 7 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж, 7ого комитета Сий и открытийРауюская наб.,