Устройство для контроля сопротивления изоляции электропотребителя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Яу ОПИСАНИЕ ИЗОБ М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ В 19 р И(57) Изобретбыстродействтроля сопротпотребителяность работынапряжения са 8 исполни ВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРООЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЯние позволяет повысить.е устройства для конвления изоляции электрообеспечить безопасперсонала. При подаче, ти,и включении тумблеельный элемент 13 вклва.1233240 чается и замыкает контакты 14 и 15,Конденсатор 4 заряжается через сопротивление изоляции электропотребителя 2. Если сопротивление изоляциивыше минимально допустимого значения,то пороговый элемент б закрыт. Нажатием кнопки 11 потенциометр 5 утечки подключают параллельно стабилитрону 18 и отключают от зажима электропотребителя 2. Конденсатор 4 заряжается, и напряжение на нем становится выше напряжения включения порогового элемента 6. Последний открывается и шунтирует диоды 16 и 17, потенциометр 5 и вход исполнительного Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электропотребителя от недопустимого снижения сопротивления изоляции его элементов.Цель изобретения - повышение надежности работы, быстродействия контроля и обеспечение безопасности персонала.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит коммутатор в цепи электропотребителя 2, диод 3, конденсатор 4, потенциометр 5 утечки, шунтированный конденсатором и пороговый элемент 6, Кроме того в него введены предохранитель 7, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 элементы управления, замыкающий контакт 12 коммутатора, исполнительный элемент 13 с первыми 14 и вторыми 15 контактами, два дио; да 16 и 17, параметрический стабилизатор на стабилитроне 18 и резисторе 19, второй конденсатор 20, включенный параллельно выходу параметрического стабилизатора, балластный элемент 21, включенный последовательно с входом исполнительного элемента, и два резистора 22 и 23, а также третий конденсатор 24, включенный параллельно первому резистору 22.Причем в этом устройстве один вывод параметрического стабилизатоэлемента 13. Свечение элемента б при его выполнении на светодиоде показывает работоспособность устройства. Если сопротивление изоляции снижается ниже допустимого значения,то напряжение на потенциометре 5 иконденсаторе 4 возрастает до напряжения включения порогового элемента б, Исполнительный элемент 13 отключается и размыкает контакты 14 и15, отключая электропотребитель 2.Аналогично происходят процессы иприслучайном прикосновении человека к одному из зажимов электропотребителя 2. 1 з.п. Ф-лы, 1 ил,ра соединен с нулевым проводом сетиили землей, а другой через последовательно включенные первый диод 3,первый элемент 6 управления и предохранитель 7 - с Фазой сети. Катодпервого диода 3 через первый замыкающий контакт 14 исполнительногоэлемента 13, замыкающий контакт второго элемента 9 управления подключенк цепи питания коммутатора 1, соединенного с нулевым проводом сети илис другой Фазой сети, Цепочка на балластном элементе 21 и исполнительном элементе 13 включена параллельно стабилитрону 18, а параллельноее вькоду и выходу потенциометра 5утечки через третий элемент 1 О управпения и соответственно второй итретий диоды 16 и 17 включен пороговый элемент 6. Движок потенциометра5 утечки, соединенный с одним из неподвижных выводов последнего,через последовательно включенныезамыкающий контакт четвертого элемента 11 управления и первый резистор22 соединен с нулевым проводом сати. А также через размыкающий контактчетвертого элемента 11 управленияпо одной цепи соединен через замыкающие контакты 12 коммутатора 1 и второй резистор 23 с нулевым проводомсети, а по другой цепи через после" довательно включенные замыкающий вто.рой контакт 15 исполнительного зле 3 1233 мента 13 и размыкающий контакт второго элемента 9 управления - с фазой сети со стороны потребителя,Пороговый элемент 6 может быть выполнен на неоновой лампе или динисторе, В последнем случае последовательно с ним может быть включен светодиод через балластный резистор (не показан), светодиод может быть включен в цепь согласно схеме. 0Исполнительный элемент 13 может быть включен, согласно схеме, В этом случае используются его замыкающие контакты 14 и 15. Исполнительный :элемент 13 может быть включен вместо балластного элемента 21В этом случае балластный элемент 21 выбирается таким, чтобы при закрытом пороговом элементе 6 исполнительный элемент не включался в работу, а при открывании порогового элемента 6 - включался. В этом случае используются размыкающие контакты 14 и 15 исполнительного элемента 13.Диод 3 может включаться в указанном на схеме положении, как и диоды 16 и 17 и стабилитрон 18, При обрат" ном включении диода 3 изменяется на обратное включение соответственно диодов 16 и 17, стабилитронов 18 и 21.30Балластный элемент 21 может быть выполнен на резисторе или согласно схеме. В последнем случае уменьшаются потери мощности на резисторе и повышается надежность работы устройства по данному фактору, но увеличивается стоимость устройства за счет второго стабилитрона. Потенциометр 5 утечки калиброван. Последовательно с ним может быть 40 включен дополнительный резистор (не показан). Дополнительный резистор может быть включен и в цепь размыкающего контакта второго элемента 9 управления, Место включения 45 второго резистора 23 не является обя зательным согласно схеме, а вызвано удобством выполнения последней.Все устройство выполнено в виде самостоятельного прибора.50Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии напряжение сети равно нулю. Элементы 8 - 11 управления находятся в исходном состоянии. Исполнительный элемент 13 и коммутатор 1 отключены, как и электропотребитель 2, Пороговый элемент 240 46 закрыт. Конденсаторы 4, 20 и 24 разряжены. Потенциометр 5 утечки установлен, например, в нулевое положение при необходимости измерить сопротивление изоляции электропотребителя 2.(При подаче напряжения сети на зажимы системы и включении тумблера 8 напряжение сети выпрямляется диодом 3, сглаживается конденсатором 20 и стабилизируется стабилитроном 18, Исполнительный элемент 13 включается и замыкает свои контакты 14 и 15, Потенциометр 5 утечки устанавливают в положение минимально допустимого значения сопротивления изоляции. Конденсатор 4 заряжается через сопротивление изоляции электропотребителя 2, размыкающие контакты выключателя 9, замкнутые контакты кнопки 11 управления до соответствующего значения. Если сопротивление изоляции электропотребителя 2 выше минимально допустимого значения, то пороговый элемент 6 закрыт. Нажатием кнопки 11 управления потенциометр 5 утечки через первый резистор 22 и конденсатор 24 подключают параллельно стабилитрону 18 и одновременно отключают от зажима электропотребителя 2. Конденсатор 24 обеспечивает форсированный заряд конденсатора 4, напряжение на котором становится выше напряжения включения порогового элемента 6. Последний открывается и шунти- рует через диоды 16 и 17 потенциометр 5 утечки и вход исполнительного элемента 13, Конденсатор 4 обеспечивает форсированный режим открывания порогового элемента 6, как и конденсатор 24, путем подэаряда через резистор 19. Исполнительный элемент 13 отключается и размыкает свои контакты 14 и 15. Свечение порогового элемента 6 при выполнении его на неоновой лампе или светодиода при динисторе свидетельствует о работоспособности устройства. При размыкании кнопки 11 управления и нажатии кнопки 10 управления закрывается пороговый элемент б и обеспечивается включение исполнительного элемента 13. Проверку работоспособности устройства на этом заканчивают. Конденсатор 4 через сопротивление изоляции электропотребителя заряжается до соответствующего значения.Сопротивление потенциометра 5 утечки медленно увеличивают и до 123324030 биваются повторного включения порогового элемента 6 отключают исполнительный элемент 13, размыкают его контакты 14 и 15, снимают напряжение контроля с зажима электропотребителя 2. По значению калиброванного потенциометра 5 утечки определяют, сопротивление изоляции электропотребителя и судят о возможности включе ния электропотребителя в работу. При допустимом значении сопротивления изоляции потенциометр 5 утечки устанавливается в положение минимально допустимого значения сопротивления изоляции для электропотребителя 2, Кнопкой 10 управления восстанавливают исходное состояние схемы, закрывают пороговый элемент 6 и включают исполнительный элемент 13. 20Замыканием выключателя 9 размыкают цепь контроля сопротивления изоляции и снимают напряжение с зажима электропотребителя 2 до включения коммутатора 1. При замыкании выклю чателя 9 коммутатор 1 включается и подает напряжение сети на вход электропотребителяЭлектропотребитель 2 работает в установленном режиме. Одновременно с этим контакт 12 коммутатора 1 подключает потенциометр 5 утечки через резистор 23 параллельно стабилитрону 18, поэтому напряжение на конденсаторе 4 не уменьша-, ется до нуляв аФ наоборот возраста" 35 ет до близкого к напряжению включения порогового элемента 6. По окончании работы электропотребителя 2 размыкают выключатель 9. Коммутатор 1 отключает электропотребитель 2 от сети, а контактами 12 - потенциометр 5 утечки от резистора 23. При переходном процессе коммутатора 1 возможно неодновременное размыкание его контактов в силовой цепи электропотребителя 2. В этом случае к конден 45 сатору 4 через диод 3 и резистор, 19 может быть приложено линейное напряжение сети. Поскольку напряжение на конденсаторе 4 не может изменяться мгновенно, то все излишки напряжения сети прикладываются к резистору 19 и конденсатор 4 начинает подзаряжаться. Время подзаряда кондея сатора 4 через резистор 19 выбирается таким, чтобы эа время отключения коммутатора 1 напряжение на конденсаторе 4 не превысило напряжения выключения порогового элемента 6. Этим обеспечивается отстройка от ложных включений порогового элемента при переходных процессах отключения коммутатора 1.После отключения электропотребителя 2 от сети сразу же начинается процесс измерения сопротивления изоляции поскольку конденсатор 4 имеет исходное напряжение на обкладках и ему не требуется заряжаться от нуля. Время проверки сопротивления изоляции не превышает нескольких десятков миллисекунд, поэтому до повторного включения электропотребителя 2 в работу данная проверка осуществляется.Если сопротивление изоляции электропотребителя 2 в процессе эксплуатации снижается ниже допустимого значения, то напряжение на потенциометре 5 утечки и, соответственно,на кон-. денсаторе 4 возрастает до напряжения включения порогового элемента б. Последний открывается и шунтирует вход исполнительного элемента 13, который отключается и размыкает свои контакты 14 и 15, предотвращая тем самым повторное включение электропотребителя 2 в работу до устранения неисправности и снимая одновременно напряжение с зажима электропотребителя по цепи контроля.Аналогичные процессы происходят в схеме и при случайном прикосновении человека к одному из зажимов электропотребителя 2 ъ процессе контроля сопротивления изоляции. В этом случае конденсатор 4 заряжается через резистор 19 и сопротивление тела человека в течение нескольких миллисекунд, пороговый элемент 6 открывается, отключает исполнительный элемент 13, который размыкает свои контакты 14 и 15, освобождая человека от напряжения стабилитрона 18. Кроме того дополнительное сопротивление в цепи выключателя 9 повышает безопасносгь персонала и отстройку от переходных процессов.Повторным замыканием выключателя 9 включают коммутатором 1 электропотребитель в работу.ОВместо выключателя 9 может быть использована кнопка управления с аналогичными контактами идополнительная кнопка управления "Стоп". В этом случае замыкающие контакты второго элемента 9 управления шунтируются1233240 15 20 ВНИИПИ Заказ 279/55 Тираж 612 Подписное Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 замыкающими контактами коммутатора, а последовательно размыкающим контактам второго элемента управления включаются размыкающие контакты комму 5 татора 1, что ведет к усложнению схемы устройства.При дистанционном управлении электропотребителя 2 вместо замыкающих контактов второго элемента 9 управ ления или параллельно им включаются замыкающие контакты датчика автоматического управления, а его размыкающие контакты включаются вместо или последовательно с размыкающими контактами указанного элемента 9,По окончании работы системы тумблер 8 размыкают и снимают напряжениесети с устройства, а затем снимаютего со всей системы,Использование предлагаемого устройства в производстве по сравнениюс известным за счет возможности измерения конкретного значения сопротивления изоляции электропотребителя 25и контроля за ним при работе электропотребителя в повторно-кратковременном режиме обеспечивает быстродействие контроля, Одновременно с этимповышается безопасность персоналаотключением напряжения от зажимаэлектропотребителя в процессе контроля сопротивления изоляции. Формула изобретения35 1, Устройство для контроля сопротивления изоляции электропотребителя, содержащее коммутатор с замыкающими контактами в цепи электропотребителя диод, катод которого связан с фазой питающей сети, резистор утечки, вход которого шунтирован конденсатором, пороговый элемент и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я45 тем, что, с целью повышения быстродействия контроля и обеспечения безопасности персонала, в него дополнительно введены предохранитель, четыре элемента управления, два диода,50 параметрический стабилизатор, второй конденсатор, включенный параллельно выходу параметрического стабилизатора, балластный элемент, включенный последовательно с входом исполнительного элемента и два резистора, при этом резистор утечки выполнен на потенциометре, а исполнительный элемент выполнен на электромагнитном реле с двумя замыкающимиконтактами, один вывод параметрического стабилизатора соединен с нулевым проводом сети или землей, а другой через последовательно включенные первый диод, первый элемент управления и предохранитель - с фазойсети, причем катод первого диодасоединен через первый замыкающийконтакт исполнительного элемента,замыкающий контакт второго элементауправления с цепью питания коммутатора, соединенного с нулевым проводом сети, цепочка из последовательновключенных балластного элемента и исполнительного элемента включена параллельно выходу параметрическогостабилизатора, а параллельно цепочке из последовательно включенных раз.мыкающего контакта третьего элементауправления и порогового элементавключены исполнительный элемент и выход потенциометра утечки черезвстречно включенные второй и третийдиоды, а движок потенциометра утечки,соединенный с одним из неподвижныхвыводов резистора, через последовательно включенные замыкающие контакты четвертого элемента управления ипервый резистор соединен с нулевымпроводом сети, а также через размыкающий контакт четвертого элемента управления по одной цепи соединен череззамыкающий контакт коммутатора и второй резистор с нулевым проводом сети,а по другой цепи - через последовательно включенные замыкающий второйконтакт исполнительного элемента иразмыкающий контакт второго элемента управления с фазой сети со стороныпотребителя,2Устройство для контроля сопротивления изоляции электропотребителя по и. 1, отличающееся тем,что в него дополнительно введен третий конденсатор, включенный параллельно первому резистору.