Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей

),З 01 К 27/18 ГОсудзрстееииь(и квиитет ио делам имбретеиий и етритин(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ,ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙИзобретение относитсяк измерительной технике и может быть использовано для измерения сопротивления изоляции электрических сетей переменного, переменно-постоянного и постоянного тока,Известно устройство для измерения5 сопротивления изоляции сети постоянного тока, содержащее .генератор иьптульсов, усилитель, вход которого соединен с контролируемой сетью, ключи, дроссель с пря О моугольной петлей гистерезиса, подключенный к выходу генератора импульсов, трансформатор с прямоугольной петлей гистерезиса, противофазные выводы вторичной обмотки которого соединены с управлявшими входами ключей, а первичная обмотка трансформатора подключена параллельно резистору, соединенному последовательно с указанным дросселем1.гоНедостатком данного устройства является то, что оно предназначено для измерения только в сетях постоянного тока н имеет низкую помехоустойчивость измерения сопротивления изоляции, особеннодля случая сетей, имеющих большие и неизвестные в каждый данный момент времени емкости полюсов сети относительно корпуса (земли). Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока, находящихся под напряжением, и обесточенных сетей, имеющих емкость относительно корпуса (земли), содержащее генератор импульсов, опорный резистор, конденсатор, аналоговый ключ, индикатор, развязываюший блок, блок определения экстремума, вычислительный блок и блок формирования пауз, выход которого через последовательно соединенные генератор импульсов, опорный резистор и конденсатор подк;тючен к входному зажиму и к входу развязывающего блока, выход последнего связан с входом блока определения экстремума и с первым входом вычислителя, второй и третий вхо9724 ды которого подключены к соответствук" шим выводам опорного резистора, а чет вертый вход вычислителя 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 ко второму входу генератора импульсов 2, 10Недостатком известного устройства является отсутствие возможности измервния сопротивления изоляций сетей переменного тока и сетей переменно-постоянного тока, а также проведения измерения 15 и сетях постоянного тока с очень высоким уровнем помех. Цель изобретения - расширение функ цнональных возможностей за счет обес учения измерения сопротивления изоляции в сетях переменного тока и в сетяхпеременно-постоянного тока, а также всетях постоянного тока прн одновременном повышении помехоустойчивости,Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержашее генератор импу 1 ы:ов, опорный резпстор, конденсатор, первый вывод которого соединен с первым входным зажимом устройства, последовательно соединенные вычислитель, аналоговый ключ и индикатор, блок формирования пауз, вход которого соединен с первым входом генератора импульсов, второй вход которо 35 го соединен с выходом блока формирования пауз, первый выход генератора импульсов соединен с первым входом вычислителя и с первым выводом опорного4 О резистора, введены повторитель емкостного тока, селектор, резистивный делитель напряжения, причем второй выход генератора импульсов соединен с вторым выводом конденсатора и с входом резистивного делителя напряжения, выход ко 45 торого соединен с вторым входом вычислителя, второй вывод опорного рези с тора соединен с корпусом, первый входной зажим устройства соединен с первым входом повторителя емкостного тока, второй вход которого соединен с вторым входным зажимом устройства, а первый, второй и третий выходы соединены с соответствуюпьими входами селектора, четвертый вход которого соединен с первым вы ходом генератора импульсов, а выход - с входом блока формирования пауз и с управляющим входом аналогового ключа 17 4На чертеже изображена функпиональная схема устройства.Устройство содержит генератор 1 импульсов, опорный резистор 2, конденсатор 3, аналоговый ключ 4, индикатор 5,повторитель 6 емкостного тока, селектор7, вычислитель 8, блок 9 формированияпауз, резистивный делитель 10 напряжения,Селектор 7 может содержать два блока 11 и 12 дифференцирования, алгебраический сумматор 13, два пороговых эле.мента 14 и 15, логический элемент И16, а повторитель емкостного тока 6 -нуль орган 17, две НС-цепи 18 и 19,Устройство работает следующим образом.При залуске генератора 1 импульсовна его выходах появляется единичныйскачок измерительного напряжения, образуюший передний фронт и вершину импульса, Этот сигнал через опорный резистор 2 и конденсатор 3 поступает висследуемую сеть. Так как входное сопротивление резистивного делителя 10напряжения выполнено очень высоким ивходное сопротивление вычислителя 8много больше сопротивления опорного резистора 2, то величина налряжения измерительного сигнала на входном зажимеотносительно корпуса в момент переходаемкостного тока измерительного сигналачерез нуль и падение напряжения измерительного сигнала на опорном резисторе 2характеризуют однозначно величину сопротивления изоляции сети (активную составляюшую импеданса изоляции). Так какЕ=О О О,с 1 сх Р где 1. - ЭДС единичного скачка;- пАдение напряжения измеритель сного сигнала на конденсаторе 3;- падение напряжения измерительного сигнала на импедансе изоляции;- падение напряжения измерительного сигнала на опорном резисторе 2;то в момент равенства нулю емкостпого тока, когда ОС - (ох, =рх10 с -0 2.0 ОткудаХ 2.При выполнении вычислителем В операции деления (при известногл сопротивлении опорного резистора 2-Кл)5 9724сигнал на выходе вычислителя 8 будетхарактеризовать величину сопротивленияизолянии сети. Этот сигнал поступаетна индикатор 5 только в том случае, если с выхода селектора 7 на управляемыйвход аналогового ключа 4 поступит ситнал, вызывающий его замыкание,Момент обращения емкостного токаизмерительного сигнала в нуль определяется с помощью повторителя емкостного 16тока 6. В связи с тем, что момент обращения в нуль емкостного тока измерительного сигнала в КС" цепи 18(19),фиксируемый по равенству нулю падения напряжения на резисторе этой цепочки с Ипомощью нуль-органа 17, не сдвинут посравнению с моментом обращения в нульемкостного тока измерительного сигнала,протекающего через емкость сети С, точем меньше постоянная времени указан- щных цепочек по сравнению с периодомвремени, за который обращается в нульполный емкостной ток измерительногосигнала, при емкости конденсатора указанной выше цепочки несколько большей 25максимально возможной емкости сети С,тем меньше погрешность определения (сучетсм реального порога чувствительности нуль-органа 17) момент перехода чрез нуль емкостного тока измерительного сигнала. Однако при измерениях в сетях переменного тока, переменнопостоянного тока и постоянного тока с высоким уровнем помех нуль-орган 17 будетфиксировать переходы через нуль не только емкостного тока измерительного сигнала, но и рабочего тока сети, пульсашИи помех,Для выявления истинного сигнала используется селектор 7.При поступлении на вход блоков 11 и1 2 дифференцирования измерительногосигнала сигналы на их выходах будутиметь одинаковый знак и на выходе алгебраического сумматора 1 3 появитсяиксумма, которая вызовет срабатывание порогового элемента 15, реагирующего, например, на положительный сигнал, а затем и порогового элемента 14, реагирующего, например, на отрицательный сигнал (с каким-то небольшим запаздыванием по отношению к срабатыванию порогового элемента 14), Для осуществленияперекрытия сигналов с выходов пороговыхэлементов 1 Ф и 15 на входах многовходного элемента И 16 они могут быть выИполнены в виде одновибраторов, На четвертый вход многовходного элемента И16 поступает сигнал с второго выхода 17 6генератора 1 импульсов, несущий информацию о присутствии в сети измерительного сигнала,При одновременном наличии перечи- ленных сигналов на выходе логического элемента И 16 является сигнал, который поступает на управляемый вход аналогового ключа 4, вызывая его замыкание, на первый вход генератора 1 импульсов, вызывая формирование заднего фронта измерительного импульса, и на вход блока 9 формирования пауз,с выхо да которого (после истечения заданного вре мени для возвращения элементов устройства в исходное состояние) сигнал пьступает на второй вход генератора 1 импульсов, формируя новый единичный скачок напряжения измерительного сигнала (передний фронт и вершину импульса) и начиная новый цикл измерения.В случае же, если на входах блоков 11 и 12 дифференцирования появятся и сигналы переменного (рабочего) тока,то на входы алгебраического сумматора 13 поступят разнополярные сигналы и поэтому сигнал на его выходе будет равен их разности, что исключит срабатывание раъ. нополярных пороговых элементов 14 и 15, появление сигнала на выходе многсьвходового логического элемента И 16 и всего селектора 7.При поступлении на входы блоков 11 и 12 дифференцирования сигнал пульсации либо помежи (в момент из обращения в нуль) сработает только один из по роговых элементов 14 (или 15), что также исключит появление сигнала на выхо де селектора 7.Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в резком расширении области применения данного уст, ройства.формула изобретенияУстройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, содержащее генератор импульсов, опорный резистор, конденсатор, первый вывод которого соединен с первым входным зажимом устройства, последовательно соединенные вычислитель, аналоговый ключ и индикатор, блок формирования пауз, вход которого соединен с первым входом генератора импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока формирования пауз, первый выход генератора импульс сов соединен с первым входом вычисли 972417теля и с первым выводом опорного резиотора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения функциональныхвоэможностей устройства при одновременном повышении его помехоустойчивости, 3в него введены повторитель емкостноготока, селектор, резистивный делитель напряжения, причем второй выход генератора импульсов соединен с вторым выводомконденсатора и с входом резистивного 10делителя напрг кения, выход которого соединен с вторым входом вычислителя,второй вывод опорного резистора соединенс корпусом, первый входной зажим усч.ройства соединен с первым входом повто)5рптеля емкостного тока, второй вход которого соединен с вторым входным зажимом устройства, а первый, второй и третий выходы соединены с соответствующими входами селектора, четвертый входкоторого соединен с первым выходом генератора импульсов, а выход - с входомблока формирования пауз и с управляющим входом аналогового ключа. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР