Устройство для автоматического контроля параметров электрических цепей

(19) 01 К 1 фъУь 1 1 РЯ 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Б 33(088.8)свидетельство СССРС 01 К 31/02, 1985.видетельство СССРС 01 К 31/02, 1984.О ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ие относится к обла-измерительной техниапряно ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 4647738/ (22) 29,12.88 (46) 30.03.91 (72) Е.В.Брее (53) б 21.317. (5 б) Авторско У 1182444, клАвторское У 1187109, кл (54) УСТРОЙСТ КОНТРОЛЯ ПАРАМ ЦЕПЕЙ(57) Изобретен сти контрольн ке и предназначено для автоматического контроля разобщенных электрических цепей изделий специальногои общего назначения на отсутствиеобрывов, коротких замыканий и насоответствие сопротивления изоляции цепей заданному уровню, Цельизобретения - повьппение достоверности контроля - достигается засчет автоматического выбора в про -цессе проверки длительности измерения и режима измерения. Устройствосодержит источник 1 низкого нжения, блок 2 контроля целостсти цепи, резистор 3, коммутатор4, источник 5 высокого напряжения,блок 6 контроля сопротивления изоляции, блок 7 управления и сигнализации. Введение в коммутатор 4дополнительной третьей группы ре 1638670ле с соответствующими контактами и связями, а также соответствующее межблочное соединение позво 5ляют добиться указанного положительного эффекта. 1 з.п.ф. 4 ил.30 Изобретение относится к контрольно-измерительной тенике ипредназначено для автоматическогоконтроля разобщенных электрическихцепей иэделий специального и общегоназначений на отсутствие обрывов,коротких замыкании и на соответствие сопротивления изоляции цепей эацанному уровню.Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счетавтоматического выбора в процессепроверки длительности измерения ирежима измерения "каждая цепь относительно замкнутых между собой остальных" или "каждая цепь относительнокаждой" в зависимости от состояния сопротивления изоляции.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для автоматического контроля параметров электрических цепей; на фиг. 2 - структурная схема блока управления и сиг 35нализации; на фиг. 3 - функциональная схема органов управления; нафиг. 4 - функциональная схема блокаиндикации.Устройство содержит источник низкого напряжения 1, блок 2 контроляцелостности цепи, резистор 3, коммутатор 4 проверяемых цепей, источник 5 высокого напряжения, блок 6контроля сопротивления изоляции,блок 7 управления и сигнализации, переходные кабели 8.Коммутатор 4 состоит из трехгрупп реле 9, 10 и 11.Блок 6 контроля сопротивления изоляции содержит входной делитель, состоящий иэ резисторов 12 и 13, активный фильтр 14 нижних частот, второйэталонный целитель, состоящий из резисторов 15 и 16, первый эталонный55делитель, состоящий из переключателя 17 и резисторов 18-21, дифференциальный усилитель 22, электронныеключи 23 и 24, конденсаторы 25 и 26,высокоомный резистор 27 и компараторы 28-30.Первый вход блока 7 управления и сигнализации соединен с выходом блока 2 контроля целостности цепи, второй вход блока 7 управления и сигнализации соединен с выходной шиной блока 6 контроля сопротивления изоляции, первый выход блока 7 управления и сигнализации соединен с входной шиной коммутатора 4, первый вход блока 6 контроля сопротивления изоляции соединен с первым выводом источника 5 высокого напряжения, второй вход блока 6 контроля сопротивления изоляции соединен с первым выходом коммутатора 4 и с первым выводом резистора 3, первый вывод источника 1 низкого напряжения соединен с первым входом блока 2 контроля целостности цепи, первый выход коммутатора 4 соединен с каждым из п замыкающих контактов первой группы 10 реле, переключающие контакты которыхсоединены соответственно с первыми клеммами для подключения объекта контроля, вторые клеммы для подключения объекта контроля соединены с п переключающими контактами второй группы .11 реле, второй вывод источника 5 высокого напряжения соединен с первым выводом источника 1 низкого напряжения, второй вывод которого соединен с первым выводом резистора 3, второй вывод которого соединен с вторым входом блока 2 контроля целостности цепи и с вторым выходом коммутатора 4, третий выход которого соединен с третьим выходом блока б контроля сопротивления изоляции, четвертый вход которого соединен с второй выходной шиной блока 7 управления и сигнализации, каждый из и размыкающих контактов третьей группы 9 реле соединен соответственно с каждым из и раэмыкающих контактов пер. вой группы 10 реле, и переключающих контактов третьей группы 9 реле соединены с (и)-и раэмыкающим контактом16386третьей группы 9 реле, (и+1)-й замыкающий контакт третьей группы 9 релесоединен с и замыкающими контактамивторой группы 11 реле и с (и+2)-м5размыкающим контактом третьей группы 9реле, (и+2)-й замыкающий контакттретьей группы 9 реле соединен с первым выходом коммутатора 4, (и+1)-йпереключающий контакт третьей группы9 реле соединен с третьим выходомкоммутатора 4, где и - число контролируемых цепей.Блок 7 управления и сигнализации,как показано на фиг. 2, выполнен наоснове микропроцессорного набора исодержит тактовый генератор 31, процессор 32, блок 33 микропрограммногоуправления, постоянное запоминающееустройство 34, блок 35 мультиплексоров, органы управления 36, блок 37дешифраторов, блоки 38-40 регистров,блок 41 усилителей, блок 42 индикации, пороговый элемент 43,Процессор выполнен из двух секций 25и имеет разрядность 4, что позволяетпросто организовать работу с двоичными и двоично-десятичными числами,Блок 35 мультиплексоров служит длявыбора источника входной информации: 30блоки 2 контроля целостности цепи и6 сопротивления изоляции, органы 36управления или пороговый элемент. Дешифратор 37 выбирает один из блоковрегистров 38-40 при записи командпроцессора 32 для управления соответственно реле коммутатора 4, блоком42 индикации или ключами 23 и 24блока 6 контроля сопротивления изоляции, Блок 41 усилителей производит усиление по току и напряжениюсигналов блока 38 регистров. Временные выдержки обеспечиваются процессором 32 путем счета периодов сетевогонапряжения, частотой 50 Гц, Преобразование синусоидального напряжения впрямоугольные импульсы осуществляется пороговым элементом.Органы 36 управления состоят изпереключателей 44-46, задающих количество проверяемых цепей и кнопок47-49, предназначенных для начальнойустановки блока 7 управления и сигнализации, запуска и остановки контроля.55Блок 42 индикации содержит единичные индикаторы 50-53, например светодиоды, и два идентичных трехразрядныхцифровых индикатора 54 и 55, состоя 706ших из дешифраторов 56-58, которыепреобразуют двоичный код в код управления семисегментными индикаторами 59-61. Единичные индикаторы 5053 отображают состояние сопротивления изоляции,.наличие цепи, наличие короткого замыкания, а такжеостановку функционирования при окончании контроля или при обнаружениинеисправности,На схеме (фиг,1) также показанопроверяемое изделие 62,В статическом состоянии устройства все реле выключены, ключи 23и 24 разомкнуты, горит индикатор53 "Остановка", блок 7 управленияи сигнализации 7 находится в режимеожидания. После нажатия кнопки 47"Начальная установка" блок 7 управления и сигнализации устанавливается в исходное состояние, а на индикаторах 54 и 55 высвечиваются нули,После нажатия кнопки 48 "Пуск"начинается контроль. Устройствоконтролирует состояние цепей последовательно, начиная с первой, Номер проверяемой цепи отображаетсяна индикаторе 54 блока 42 индикации.Проверка начинается в режиме, прикотором контролируется сопротивлениеизоляции выбранной цепи относительноцепей, замкнутых между собой. Покомандам блока 7 управления и сигнализации в коммутаторе 4 включаютсяреле 10.1 и 11,1. Контакт реле 10.1подает на проверяемую цепь напряжение от источников 1 низкого и последовательно включенного с ним высокого5 напряжений. Через замкнутые контакты 10.1, 11.1 и 9.и+2 ток от источника 1 низкого напряжения поступает в блок 2 контроля целостностицепи. Ток от последовательно включенных источников высокого 5 и низкого1 напряжений через замкнутый контакт10.1, проверяемую цепь, а в случаеее обрыва также через резистор 3 изамкнутый контакт 11,1 далее черезсопротивление изоляции, нормальнозамкнутые контакты 10.2-10.и, 9.29.и и контакт 9.и+1 поступает навходной делитель блока 6 контролясопротивления изоляции, Величинарезистора 3 гораздо вьппе сопротивления цепи, но гораздо ниже сопротивления изоляции, поэтому он невносит существенной погрешности приконтроле.Сигнал с входного делителя, служащего для защиты от высокого напряжения при коротком замыкании междупроверяемыми в данный момент цепями,.поступает на активный Фильтр 14 нижних частот, защищающий от наводок счастотой 50 Гц и выше. Сигнал с выхода Фильтра поступает на первый входдиФФеренциального усилителя 22 и напервый вход компаратора 30, На второй вход компаратора 30 поступаетнапряжение с эталонного делителя, выполненного на резисторах 15 и 16, Навторой вход диФФеренциального усилите ля 22 поступает напряжение с эталонного делителя, выполненного на резисторах 18-21 и переключателе 17.Наличие резисторов 18-21 и переключателя 17 позволяет контролировать 20сопротивление изоляции в нормальныхусловиях, при испытаниях проверяемогоустройства в условиях повьппенной температуры или влажности. Выходное напряжение диФФеренциального усилителя 25при сопротивлении изоляции ниже требуемого имеет отрицательную полярность, а при сопротивлении изоляциивьппе требуемого имеет положительнуюполярность относительно общего провода, Выходное напряжение диФФеренциального усилителя поступает на входыэлектронных ключей 23 и 24, которыев исходном состоянии закрыты, Спустявремя г; после подачи на проверяемую цепь испытательного напряжения навремя 2 открывается ключ 23. Выдержка временинеобходима для установления Фильтра 14., За время Т конденсатор 25 заряжается до напряжения 40выхода диФФеренциального усилителяП. После закрытия ключа 23 на время 12 включается ключ 24. За это время конденсатор 26 заряжается до напряжения выхода диФФеренциального Уси лителя П 2, а конденсатор 25 разряжается на несколько милливольт черезвысокомный резистор 27 до напряжения И. Следует заметить, что ц с Ппри 0 ) 0 и П) ц при Пс О,На выходе компаратора 28 бует логическая "1", если потенциал П, наего первом входе будет ниже потенциала П на его втором входе. На выходекомпаратора 29 будет логическая "1",если потенциал О 2 на его первом входебудет больше нуля.Рассмотрим, как состояние компараторов 28 и 29 характеризует состояние сопротивления изоляции, при этом первая циФра состояния относится к компаратору 28, а вторая - к компаратору 29Состояние "11" - сопротивление изоляции выше требуемого,ц) О, Пг ) О) и неизменно либо возрастает (О или Н с 02, Н, (О, откуда Н сН ).2.гСостояние 01 - сопротивление изоляции вьппе требуемого ,П0 Ц ) О) но уменьшается (П) Н 2, П 1 сП, отку" да Н,Н 2). Состояние "1 О" - сопротивлениеизоляции ниже требуемого Ж с О,П сО), но возрастает (Н )Ц,1Пфс.П, откуда П( ОСостояние "00" - сопротивлениеизоляции ниже требуемого ,ПС О,П 2(0) и неизменно или уменьшается,Ц = Пг или 01 с Цг О )ОоткудаП 1) О 2Таким образом, состояние компараторов 28 и 29 определяет все возможные случаи состояния сопротивления изоляции,На выходе компаратора 30 будетлогическая "1", если между проверяемыми в данный момент цепями короткое замыкание.Блок 7 управления и сигнализациипосле закрытия ключа 24 считывает,отображает на индикаторах 50-52 ианализирует состояние компараторов28-30 и блока 2 контроля целостностицепи.Если нарушена целостность цепи,то контроль прекращается, загорается индикатор 53 " "Остановка", ана индикаторе 54 блока 7 управленияи сигнализации отображается номерэтой цепи.Если целостность цепи не нарушена, то производится анализ состояниясопротивления изоляции.Если сопротивление изоляции вышетребуемого и неизменно или возрастает, то начинается контроль параметров следующей цепи. По команде блока, 7 управления и сигнализации в коммутаторе 4 выключаются реле 10,1 и11.1, включаются реле 10.2 и 11.2 иконтролируются параметры следующейцепи аналогично описанному вьппе.Если сопротивление изоляции вьппетребуемого, но уменьшается, или нижетребуемого, но возрастает, то спустявремя : повторяется контроль пара 1638670метров этой же цели. Когда время подачи испытательного напряжения ца контролируемую цепь достигнет 1 мин, и сопротивление изоляции при этом выше требуемого, начинается контропь параметров следующей пепи.Если сопротивление изоляции ниже требуемого и неизменно или уменьшается, а также если время подачи испы тательного напряжения ца контролируемую цепь достигает 1 мин, а сопротивление изоляции при этом остается ниже требуемого, то устройство переходит в режим, при котором контролиру ется сопротивление изоляции выбранной цепи отдельно с каждой цепью, начиняя с цепи, имеющей номер ня единицу больше ,чем у проверяемой, до цепи с номером и (параметры цепей с но мерами от 1 до цепи с номером ня единицу меньше проверяемой уже бьттцт про - контролированы). Лля этого по команде блока 7 управления и сигнализации в коммутаторе 4 выключается реле 25 11.1, включается реле 9.1-9.п+2 ц поочередно 11.2-11.п. Ток от источника низкого напряжения поступает ца блок контроля целостности цепи через замкнутый контакт 9,п+2, минуя проверя емую цепь. Ток от последовательно включенных источников высокого и низкого напряжений поступает через замкнутый контакт 10.1, сопротивление изоляции, замкнутые контакты 11.2 (11.3-11.п), 9.п+1 ца вход блока контроля сопротивления изоляции. Параметры сопротивления изоляции между каждой парой цепей определяются аналогично описанному выше, Номер цепи, относи тельно которой контролируется сопротивление изоляции, отображается на индикаторе 55 блока 42 индикации. Если в результате контроля будет обнаружена цепь, для которой сопротивле ние изоляции относительно проверяемой цепи ниже требуемого и неизменно, а также если время подачи испытательного напряжения на контролируемую цепь достигло 1 мин, а сопротивление изоляции осталось ниже требуемого, то контроль прекращается и загорается индикатор 53 "Остановка", Если в результате контроля в таком режиме ни для одной из цепей сопротивпение изоляции относительно проверяемой цепи не ниже требуемого, то по команде блока 7 управления и сигнализации в коммутаторе 4 выключаются реле 9.1-9.п+2 ц коцтяктцрукттся пяряметрьт следующей цени в режиме "одна цепь относительно зямкцутых между собой остальных" яцялогцчцо описаццомуПри необходимости остановить контроль пажмают кнопку 49 "Гтоп". Продолжить контроль после остановки можно, нажав кцоттку "11 уск",В КОЦКРЕтЦОМ ЦЯРттантЕ ИСттО:тЦЕЦИЯ блок 2 контроля пелостттостц цепи выполнен ца основе реэцсторцого моста и компяраторя. Актттттцтттт Аттттт тр 14 представляет собой тттцттт,тр 1 есселя второго порядка с частотой сре я 16 Гц. Фильтр, пиФЛерецттиттттт,ты 1 усилитель и компяряторы выполнены тя операционных усилителях. Бремя1, 1, т.з выбрано равным ц кратным перттотту сетевого напряжения для повышения цомехоэяпттщецности: Т, = т:, = г 0,02 16 = 0,32 с. Таким образом, одно измереццс эяцимяет около 1 с, Колчестно проверя емьх цепей от 7. до 159.Ф о р и у л я ц э о б р е т е и и я1Устройство ттт 1 л яцтомя 111 ческо 1 о КОНТРОЛЯ ПаРаМЕтРОВ Эттсхт Рт 1 ЕСКИХ цепей, содержащее блок утраттения И СИГЦЯЛИЗЯЦПЦ, Иетпцн 1 ЬЦ ЦЬСОКО- го и низкого напряжений, блоки контроля сопротивления изоляции и целостности цепи, ре:стор, коммутатор, первый вход бттокя управления и сигцял 11 эя 1 цттт гое 11111 ец с цьтходом блока коцтро;тя 11 е.тостцости цепи, второй вход блока управления и сигнализации соединен с ттыходцой шиной блока контроля сопротивления изоляции, первьттт выход блока управления и сигнализации соединен с выходной шиной коммутатора, первый вход блока контроля сопротивления изоляции соединен с первым выводом источника высокого напряжения, второй вход блока контроля сопротивления изоляции соединен с первым выходом коммутатора и с первым выводом резистора, первый вывод источника низкого напряжения соединен с первым входом блока контроля целостности цепи, первый выход коммутатора соединен с каждым из п замыкающих контактов первой группы реле, пере. - ключающие контакты которых соединены соответственно с первыми клемма 1638670ми для подключения объекта контро=ля, вторые клеммы для подключенияобъекта контроля соединены с ипереключающими контактами второйгруппы реле, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью повышениядостоверности контроля, второй вывог,источника высокого напряжения соединен с первым выводом источниканизкого напряжения, второй выводкоторого соединен с первым выводомрезистора, второй вывод которого соединен с вторым входом блока контроля целостности цепи и с вторым выходом коммутатора, третий выход которого соединен с третьим выходомблока контроля сопротивления изоляции, четвертый вход которого соединен с второй выходной шиной блокауправления и сигнализации, при этомв коммутатор введена третья группареле, каждый из п размыкающих контактов которой соединен соответственно с каждым из и размыкающих контактов первой группы реле, и переключающих контактов третьей группыреле соединены с (и+1)-м размыкающимконтактом третьей группы реле,(и+1)-й замыкающий контакт третьейгруппы реле соединен с п замыкающими контактами второй группы реле ис (и+2)-м размыкающим контактомтретьей группы реле, (и+2)-й замыкающий контакт третьей группы реле соединен с первым выходом коммутатора,(и+2)-й переключающий контакт третьей группы реле соединен с вторым выходом коммутатора, (и+1)-й переключающий контакт третьей группы релесоединен с третьим выходом коммутатора, где п - число контролируемыхцепей. 2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля сопротивления изоляции содержитвходной делитель, первый и второйвыводы которого соединены соответственно с третьим и первым входами блока контроля сопротивления изоляцииУтретий вывод через фильтр нижних час О тот соединен с первым входом дифференциального усилителя и с первым входом первого компаратора, второй входдифференциального усилителя соединенс первым выводом первого эталонного 15 делителя, второй и третий выводы кото.рого соединены соответственно с первым и вторым входами блока контролясопротивления изоляции, второй входпервого компаратора соединен с пер вым выводом второго эталонного делителя, второй и третий выводы которого соединены с первым и вторым входами блока контроля сопротивления изоляции, выход дифференциального усилителя соединен с входом первого и второго электронных ключей, выход первого электронного ключа соединен спервым входом второго компаратора непосредственно, и через первый конденО сатор и параллельно ему соединенныйвысокоомный резистор с первым входомблока контроля сопротивления изоляции, выход второго электронного ключа соединен с первым и вторым входами третьего и второго компараторовнепосредственно, а через второй конденсатор - с вторым входом третьегокомпаратора и с первым входом блокаконтроля сопротивления изоляции, вы ходы первого, второго, третьего компараторов соединены с выходной шинойблока контроля сопротивления изоляции,