Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока

,5, со ТЕНИ жимом устройства,соединен с ниэдним входомдругой входим вых ом диненадр м з ов,СССР.1973. СССР 1980 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ( 54.)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ. НИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЮЛЯЦИИ СЕТЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащееразделительный конденсатор, генераторюмпульсов, программный блок, блок фик садик уровни и низкоомный резистор,причем один выход программного Ълокаиерез генератор импульсов соединен содной обкладкой разделительного конден.сатора, другая обкладка которого сое угой входной зажимкромным резистором и облока фиксации уровня,которого соединен с друг (Юпрограммного блока, е низкоомный резистор заземлен, о т л и.ч а ю щ е ес я тем,. что, с целью повьпиения точности, в него введены элемент НЕ ипоследовательно соединенные блок вычитания, компаратор напряжения Формирфватель импульсов, элемент И и мнояаьтельно-делительный блок, причем выходблока фиксации уровня соединен с вторым входом множительно-делительногоблока и первым входом блока вычитания,второй вход которого соединен с входом, блока фиксации уровня, выход компаратора напряжения через элемент НЕ соединен с другим входом элемента И, авыход, множительнс-делительного блокаявляетси выходом устройства.20 Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениямсопротивления изоляции сетей постоянного тока с большими емкостями полюсовсети относительно корпуса, 5Известно устройство ддя измерениясопротивления изоляции сетей постоянного юка с значительными емкостями полюсов сети относительно корпуса (земли), Сопротивления полюсов сети поочередно шунтируются при осуществлениипериодических коммутаци 3 в схеме. Приэтом среднее значение ьока за периодкоммутации обратнопропорционально ве,личине измеряемого сопротивления изоляции ЩНедостатком устройства является зависимость выходного сигнала от величины напряжения в сети, что вызываетпо. боление значительных дополнительныхпогрешностей измерения,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измерении сопроютивления изоляции сетей постоянноготока (СИСПТ), содержащее цоследовательно соединенные генератор импульсов,ниэкоомный резистор и разделительныйконденсатор, а также блок фиксацииуровня, программный блок, блок деления,причем вход блока фиксации уровня подключен к ниэкоомному резистору, а еговыход подсоединен ко входу блока деления, выходы программного блока подключены ко входу генератора и к управляющему входу блока фиксации уровня 23З 5Недостатком известного устройстваявляется необходимость применять разделительную емюсть много больше макомадьно возможной емкости сети (Ср.ФСу)Зтосоотношение выполнимо в низководьтных сетях (до 50 В). При контроле сопротивления изоляции высоковольтных сетейвыполнить это соотношение в достаточной степени затруднительно, так какток утечки набора высоковольтных раэделительных конденсаторов, включенныхпараллельно (для обеспечения указанного соотношения), опредедяет малоевходное сопротивление измерительнойсхемы по постоянному току. Такая цепь, 50подключенная к полюсу сети снижаетсопротивление полюсов сети относительно земли, что часто бывает неприемлимо. Кроме того, значительный суммар .ный ток утечки может вывести схему из 55рабочего режима. Объем разделительнойемкости может во много раз превышатьобъем самой измерительной схемы. В си лу указанных причин ддя контроля сопротивления изоляции силовых сетей с рабо;чим напряжением до 1000 В используются разделительные конденсаторы, превышающие максимальную емкость сетилишь в четыре раза. При этом дополнительная емкостная погрешность достигает + 10%.Цель изобретения -. повышение точнооти измерения.Поставленная: цель достигается тем,.что в устройство для измерения сопротивления изоляции сетей постоянного тока,содержащее разделительный конденсатор,генератор импульсов 1 программный блок,блок фиксации уровня и ниэкоомный резистор, причем один выход программного блока через генератор импульсов соединен с одной обкладкой разделительногоюнденсатора, другая обкладка которогосоединена с входным зажимом устройсява, другой входной зажим соединен снизкоомным резистором и одним входомблока фиксации уровня, другой вход которого соединен с, другим выходом протраммного блока, а низкоомный резисторзаземлен, введены элемент НЕ и последовательно соединенные блок вычитания, компаратор напряжения, формирова,тель импульсов, элемент И и множительнь-деднтедьный блок, причем выход блока фиксации уровня соединен с вторымвходом множнтельно дедительного блокаи первым входом блока вычитания, второй выход которого соединен с входомблока фиксации уровня, выход компаратора напряжения через элемент НЕ соединен с другим входом элемента И . авыход множительно-дедитедьного блокаявдяется выходом устройства,На фиг. 1 приведена блок схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, низкоомный резистор 2, разделительный конденсатор 3,измеряемое сопротивление 4 изоляции,шунтирующую емкость 5 сети, информацИонный вход блока 6 фиксации уровня, проторамьзный блок 7, блок 8 вычитания,юмпаратор 9 напряжения, логическийэлемент НЕ 10 и формирователь импульсов 11, логический элемент И 12, мно .житедьно-делительный блок 13,Устройство работает следующим об-разом,С программного блока 7 на вход генератора 1 подаются синхроимпульсы Хи затем этот сигнал подается на один из входов множнтельно-делительного блока в качестве множителя. На второй вход этого блока поступает напрякение с блока фиксации уровня 6, соответствующее выражению (2).В результате умножения на 0 к иделения на Ц (1) на выходе множитель-но-делительного блока 13 получаем : (коэффициент, зависящий от емкости се.ти, при умножении сокращается)0 Вь х К Рхх)егде К = Е Ч - постоянный коэффициент,Компенсирующий множитель 0 ц получа ют в виде последовательности импульсов, длительность которых процорциональна Чюбуемой величине(2) Допустим, юоэффициент передачи блокафиксации уровня равен 1. Фактически бпок 8 вычитания в положительные полу периоды работы генератора убирает ин-,формативную составляющую сигнала (первый член правой части выражения (1) ) и оставляет быстрозатухающий экспонен 3 1048 (фиг. 2 а), а на управляющий вход бло.ка 6 фиксации уровня подак 7 тся синхроимпульсы 11 (фиг. 2 б), Одновременно с входными синхроимпульсами 1 на выходе генератора 1 формируются выходные сигналы (фиг. 2 в). Положительный вььходной сигнал формируется при наличии на входе синхроимпульса 1 (интервал 1- ), отрицательный сигналцри отсутствии синхроямпульса 1 (ин- О тервал 1-1), В результате в основной измерительной ветви схемы, состоя щей из последовательно соединенных генератора 1, ниэкоомного резистора 2, разделительного конденсатора 3 и измен 35- ряемого сопротивления 4, зашунтированного емкостью 5 сети, образуются им пульсы тоМа (фиг. 2 г). Ток, протеиаащий через низкоомный резистор 2 вызывает появление на нем импульсов напря жения, мгновенное значение которых при выполнении неравенства К)1 к 7 и использовании резделительной емкости много больше максимально возможной емкости сети (С )7 Сщс ), удовлет воряет выражению (для области малыхвремен):Св- )йхЮ в - , в Г,ехр ) х хЙ"ягде Ь - - . постоянная временис(1 - ) экспоненциальногоСъ .спада;Еамплитуда импульсов оператив-. З 5ного напряжения (фиг.2 в). Выражение (1) справедливо уже при равенстве разделительной емкости С р и емкости сети СвЕсли измерять напряжение на низко омном резисторе 2, периодически пода. вая на управляющий вход блока 6 фиксации синхроимпульсы 11 (фиг.2 б) с програм много блока 7, то в момент времени 1 ,при интервале- 1,равном 8-6 напря 7 кение, определяемое вторым членом уравнения (1), можно приближенно считать равным нулю. На выходе блока фиксации уровня 6 появляется сигнал"Фг)с(е,с 1Ковфияяявнт --- мвнявявя нри ивСб 2- ) менении емкостис,)сети и устройство 426 4будет давать значительную погрешностьпри изменении величины этой емкости.Для того, чтобы скомпенсироватьвлияние этого коэффициента йа выходноенапряжение, формируется сигнал 0 к навыходе элемента И 12, пропорциональный величине коэффициента а затем осуществляют умножение напряжения с блока фиксации на последовательность этих временных интервалов (импульсов). В устройстве это осуществляется следующим образом,Нацряжение на выходе блока 8 вычитания равно разности между напряжением на выходе блока 6 фиксации 0 (1) (1) и напряжением на низкоомном резисторе 2 0 1)(2). Для положительных полупериодов работы генератора 11048426 биспользовать в качестве компенсирующего множителя. С помощью формирователя 11 и логических элементов 10и 12 в устройстве выделяются импульсы,дпительность которых связана с величинойц указанной зависимостью, Передними фронтами выходных импульсов компаратора 9 запускается формирователь 11и выдает импульсы с постоянными длительностями с,ц, пропорциональнымилвеличине ф (фиг.2 ж). С помощью лоЪгических элементов 10 и 12 реализующих функции НЕ, И, выделяются времмные интервалы, (имйульсы) с длительноо-циальный вплеск (фиг.2 д) Компаратор 9 формирует последовательность импульсов с длительностями 1 я пропорциональными постоянной времени спадаэтих импульсов с,С (4)1 ц=Сьй 230Длительность импульсов определяетсявеличиной емкости сети С 5 в соответствии с (4).Если выразить величину емкости сети С 5 через длительность ц из выражения (4), а затем определить значение15компенсирующего членасДФ -Сэчерезов, то получается величина пропорциональная значению нужного ком, пенсирующего множителя 0 И как функцияот длительности ,ц, импульсов на выходе компаратора 9. Эта функция с достаточной степенью точности апроксимируеъ ся линейной зависимостью 0= а- Ыц,где а и Ъ постоянные величины. Очевид 30но, ч 1 о в схеме достаточно получитьсигнал, связанный с длительностямиимпульсов ц на выходе компаратора 9линейной зависимостью вида у = О-Ыц,где- значение информативного параметра этого сигнала, а затем, его можно З 5 тямил"и= Ъ.ц,Эти импульсы подаются на вход блока 13,где умножают на постоянную величину.3,при этом получается импульсная последдовательность с длительностями 6 ц = О-ИДалее в блоке 13 эти импульсы используются как компенсирующий множитель.Одновременно блок 13 осуществляет деление на сигнал с блока 6. При этом компенсируется влияние коэффициента, определяющего влиняние на выходной сигнал величины емкости сети (сокращается при умножении).Предлагаемое устройство расширяетдиапазон емкостей контролируемых сетей в 4-5 раз,. одновременно уменыцеядополнительную погрешность, определяемуювеличиной емкости сети в 2-3 раза.104842 6 Зека 7926/52 Тираж 710ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 38, Раушскаи наб., д Подписное филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор К. Волощук Текр О. Панч ерниковпер Корректор Г. Решетник