Устройство для контроля качества электрической изоляции

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 й 27/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН МаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(75) А,С,Серебряков, Г.Ф.булычев и А.С,карычев56) Авторское свидетельство СССРФ 601632, кл, О 01 й 2700.Авторское свидетельство СССРМ 767667, кл. 6 О й 27102, 1980,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИЩ Изобретение относится к технике электрических измеренийи предназначено для профилактических испытаний изоляции электричеЫ 1749845 А 1 2ских машин и аппаратов. Цель изобретения - повышение точности, упрощение и сокращение времени контроля за счет определения качества изоляции по одной точке кривой саморазряда. Качество изоляции определяется по времени.саморазряда на испытуемом объекте. Для этого испытуемый объект заряжается от источника испытательного напряжения, затем отключается и контролируется время, за которое напряжение на испытуемом объекте уменьшается до определенной величины, Устройство содержит источник 1 испытательного напряжения, разрядный ключ 2, испытуемый обьекг1749845 3, разрядный ключ 4, разрядный резистор 5, первый масштабныйпреобразователь б напряжения. усилитель 7, второй масштабный преобразователь 8 напряжения, управляемый ключ 9, запоминаю. ций конденсатор 10, компаратор 11, генератор импульсов 12,первый счетчик 13, дешифратор 14, индикатор 15, постоянное запоминающее устройИзобретение относится к технике элек-.трических измерений и предназначено дляпрофилактических испытаний изоляцииэлектрических машин и аппаратов,Известна устройство для контроля качества изоляции, содержащее источник посто. янного напряжения, разрядный резистор,зарядный и разрядный ключи, триггер и индикатор,Недостаток этого устройства заключается в невозможности оценки качества изоляции по напряжению самораэряда,Наиболее близким техническим решением к иэабретениа является устройстводля контроля качества электрической изоляции, содержащее источник испь 1 тательнагонапряжения, зарядный и разрядный ключи,разрядный резистор, выходные зажимы, ккоторым подключаат испытуемый обьект,генератор импульсов, счетчик, индикатор,одновибратор, кнопки "Пуск" и "Стоп", вкотором выход источника испытательногонапряжения через зарядный ключ присоединен к выходным зажимам, к которым, кроме того, подключены соединенныепоследовательна разрядные ключ и резистор, а также испытуемый обьект, Эта устройства позволяет измерить ток черезизоляцию при приложении к нейпастоянного напряжения, напряжения самораэряда ивозвратного напряжения.Недостатком данного устройства является то, что с ега помощью нельзя измеритьскорость саморазряда, т.е. скорость снижения напряжения на предварительно заряженной изоляции, отключенной отисточника напряжения и представленнойсамой себе. Скорость самораэряда в большей степени зависит от дефектов изоляции,чем, например, сопротивление, измеренноемегаомметром, О скорости самораэрядаможно судить па времени спада напряжения изоляции от напряжения заряда напря-.жения источника испытательногонапряжения) до некаторага заранее обусловленного значения, например ОЯ напряство 16, таймер 17, первый 18 и второй 19 двухвхадовые элементы И, элемент ИЛИ 20, одновибратор 21, первый 22 и второй 23 инверторы, кнопка 24 "Стоп", кнопка 25 "Пуск", трехвходовой элемент И 26, элемент установки в исходное состояние 27, второй счетчик 28, выходные зажимы 29 и 30. 3 з,п.ф-лы, 4 ил,жения заряда или 1/2 напряжения заряда.Чем выше скорость самораэряда, тем меньше время саморазряда да назначенногоуровня.5 Цель изобретения - повышение точности, упрощение и сокращение времени контроля за счет определения качестваизоляции по одной точке кривой саморазряда10 На фиг, 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг, 3- схема устройства с блокам управления; нафиг, 4 - временные диаграммы,15 . Устройство содержит источник 1 испытательного напряжения,. зарядный ключ 2,испытуемый объект 3, разрядный ключ 4 ираэряднь 1 й резистор 5, первый масштабныйпреобразователь 6 напряжения, усилитель20 7, второй мас цтабный преобразователь 8,управляемый ключ 9, запоминающий конденсатор 10, компаратор 11, генератор 12импульсов, первый счетчик 13, дешифратор14, индикатор 15, постоянное запомйнаю 25 щее устройство 16, таймер 17, первый и второй двухвхадовые элементы И 18 и 19,элемент ИЛИ 20, одновибратор 21, первыйи второй инверторы 22 и 23, кнопку "Стоп"24, кнопку "Пуск" 25, трехвходовой элемент30 И 26, элемент 27 установки в исходное состояние при включении напряжения питания, второй счетчик 28, выходные зажимы29 и 30 устройства, выходы 31-34 постоянного запоминающего устройства,35 Нафиг,2 обозначено: О 2 у-напряженйена выходе элемента 27 установки в исход- ное состояние при включении напряженияпитания, Оз 1, Оз 2, Оэз, ОЗ 4 - напряжения навыходах постоянного запоминающего уст 40 ройства, О 2 - напряжение на выходе генератора 12 импульсов, О 11 - напряжение навыходе компаратора 11, О 1 у - напряжениеа выходе таймера 17, О 2 Б - напряжение навыходе кнопки "Пуск" 25, Оу - напряжение45 на выходе усилителя 7, О 1 о- напряжение назапоминающем конденсаторе 10, О 21 - нания и к прямому входу компаратора 11. Выход масштабного преобразователя 8 напряжения через ключ 9 соединен с инверсным входом компаратора 11 и одним выводом запоминающего конденсатора 10. Второй вывод конденсатора подключен к общей шине,Выход компаратора 11 подключен к первому входу элемента И 18, Управляющий вход разрядного ключа 4 присоединен к вы 20 25 30 ходу 31 пос 1 оянного запоминающего устройства 16, Управляющие входы зарядного ключа 2, управляемого ключа 9 и вход таймера 17 присоединены к выходу 32 постоянного запоминающего устройства 16. Второй вход элемента И 18 и вход генератора 12 35 импульсов подключены на выход 33 постоянного запоминающего устройства 16. Первый вход элемента И 19 присоединен к выходу 34 постоянного запоминающего ус 40 тройства 16,Второй вход элемента И 19 соединен с выходом кнопки 25 "Пуск", Выход генератора 12 импульсов подключен к счетному входу счетчика 13. Выход элемента И 18 через инвертор 22 подключен к первому входу 45 элемента И 26, к второму входу которого подключен выход кнопки "Стоп", а к третьему входу его присоединен. выход элемента 27 установки в исходное состояние при включении напряжения питания; Выход 50 трехвходового элемента И 26 соединен с В-входом счетчика 28.Выход таймер 17 присоединен к первому входу элемента ИЛИ 20, второй входэлемента ИЛИ 20 соединенс выходом элемента 55 И 19, а выход элемента ИЛИ через одновибратор 21 подключен к счетному входу счетчика 28. Вход инвертора 23 соединен с выходом элемента И 19, а его выход с В-входом счетчика 13,пряжение на выходе одновибратора 21, Ькл - момент времени подачи напряжения питания, тп - момент времени подачи сигнала "Пуск", 1 т- момент времени срабатывания таймера, т.е, момент окончания процесса 5 заряда и начала процесса саморазряда, тк - момент времени срабатывания компаратора, т.е. момент времени окончания процесса саморазряда.Выход источника 1 испытательного на пряжения через зарядный ключ 2 присоединен к выходным зажимам 29 и 30 устройства, К этим же зажимам подключены соединенные последовательно разрядные ключ 4 и резистор 5. Вход масштабного 15 преобразователя 6 напряжения присоединен к выходным закимам устройства, а выход его через усилитель 7 подключен к входу масштабного преобразователя 8 напряжеИнформационные выходы счетчика 28 подключены к адресным входам постоянного запоминающего устройства 16, Информационные выходы счетчика 13 присоединены к входам дешифратора 14, а его выходы подключены к входам индикатора 15. Все эти соединения выполнены с учетом весовых коэффициентов выходов и входом элементов.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии ключи 2 и 9 разомкнуты, а ключ 4 замкнут. При подаче напряжения питания (момент времени твкл, фиг. 2) на выходе элемента 27 в течение некоторого времени удерживается сигнал логического нуля О 27, фиг, 2), за счет чего счетчик 28 устанавливается в исходное состояние (нулевое). На управляющие входы ключей 2, 9 и 4 приходят сигналы логического нуля, что удерживает их в состояниях, указаццых нэ фиг, 1.Постоянное запоминающее устройство 16 запрограммировано тэк, что в исходцом состоянии на выходах присутствует код 1000, порядок выводов 34, ЗЗ, 32, 31. При нажатии на кнопку "Пуск" 25(момент времени тп, фиг,2) на второй вход элемента И 19 поступает сигнал логической единицы, о результате чего и на выходе элемейтэ И 19 также устанавливается сигнал логической единицы. Этот сигнал через ицвертор 23 устанавливает в нулевое состояние счет:ик 13 и через элемент ИЛИ 20 запускает одно- вибратор 21. Нэ выходе одновибратора 21 формируется кратковременный сигнал логического нуля (О 21, фиг. 2), который, поступая на счетный вход счетчика 28, изменяет его состояние с 000 на 001, В результате этого изменяется и состояние выходов постоянного запоминающего устройства с 1000 ца 0011, т.е. на выходе 34 устанавливается сигнал логического нуля, что предотвращает повторный запуск, а нэ выходах 32 и 31 устанавливаются сигналы логической единицы ОЗ 1, Оз 2, Озз, Оза фиг. 2 Следовательно, ключи 2 и 9 замыкаются, ключ 4 размыкается, происходит запуск таймера 17. Изоляция обьектэ 3 заряжается напряжением источника 1. Время заряда зависит от вида испытуемого оборудования и обычно равняется одной минуте. Это время задается таймером 17.Как только заданное время истечет (ст, фиг. 2), на выходе таймера 17 появляется сигнал логической единицы, который через элемент ИЛИ 20 запускает одновибратор 21, Счетчик 28 устанавливается всостояние 010, а постоянное запоминающее устройство устанавливает выходы в сестояние 0101.5 10 20 30 35 40 45 50 Вследствие этого ключи 2 и 9 размыкаются, и начинается процесс саморазряда изоляции,Сигналы логической единицы с выхода 33 постоянного запоминающего устройства 16 запускают генератор 12 импульсов, которые. поступают на счетный вход счетчика 13, Во время процесса саморазряда на выходе масштабного преобразователя 6 и на выходе усилителя 7 напряжение будет снижаться. Напряжение же на конденсаторе 10 будет неизменным и равным начальному значению напряжения на выходе усилителя 7, умноженному на коэффициент преобразования масштабного преобразователя 8, Масштабный преобразователь 8 устанавливает уровень, до которого происходит разряд изоляции, Например, разряд может происходить до значения напряжения, равного 0,8 напряжения заряда или 1/е напряжения заряда, В последнем случае время саморазряда будет равно постоянной времени изоляции.Усилитель 7 необходим для согласования выхода масштабного преобразователя 6 с входами компаратора 11 и масштабного преобразователя 8,Напряжения на входах компаратора От и 01 о показаны на фиг, 2. До тех пор, пока сигнал О 7 будет больше сигнала.00, т,е. до тех пор пока изоляция не разрядится до заданного значения, сигнал на выходе компараторэ равен нулю. Как только эти напряжения сравняются (момент времени тк, фиг.2), т.е, изоляция разрядится до заданного значения, напряжение на выходе компаратора 11 становится равным логической единицы (О т 1, фиг. 2). Этот сигнал через элемент И 18 и инвертор 22 поступает на вход элемента И 26, на выходе которого появляется сигнал логического нуля, устанавливающий счетчик 28 и исходное состояние. В исходное состояние устанавливаются и выходы постоянного запоминающего устройства 16, Ключ 4 замыкается, разряжая обьект 3 испытания. Индикатор 15 показывает зафиксированное число импульсов, При частоте генератора 12 импульсов, равной 10 Гц, счетчик фиксирует код, пропоРциональный времени саморазряда, с точностью до 0,1 с, а при частоте 100 Гц время саморазряда может быть измерено с точностью до 0,01 с. Сброс счетчика 13 происходит при следующем запуске устройства, В разряде запоминающего конденсатора 10 нет необходимости, Кнопкой "Стой" 24 можно снять напряжение с объекта 3 испытания в любой момент времени. Формула изобретения1, Устройство для контроля качества электрической изоляции, содержащее источник испытательного напряжения, зарядный и разрядный ключи, разрядный резистор, выходные зажимы. к которым подключают испытуемый объект, генератор импульсов, первый счетчик, индикатор, одновибратор, кнопки "Пуск" и "Стоп", блок управления с выходом установки нуля и входом "Конец измерений". в котором выход источника испытательного напряжения через разрядный ключ присоединен к выходным зажимам, к которым, кроме того, подключены соединенные последовательно рэзряднь 1 е ключ и резистор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, упрощения и сокращения времени контроля за счет определения качества изоляции по кривой саморазряда в одной точке, в него дополнительно введены первый и второй масштабные преобразователи напряжения, усилитель, запоминающий конденсатор, управляемый ключ, компаратор, блоки измерения и индикации с входами установки нуля и счетным, а блок управления дополнен входами "Пуск" и"Стоп" и выходами "Управление зарядным ключом", "Управление разрядным ключом" и импульсов времени, причем первый масштабный преобразователь напряжения входом подключен к выходным зажимам устройства, а выходом через усилитель - к входу второго масштабного преобразователя напряжения и прямому входу компаратора, выход второго масштабного преобразователя напряжения через управляемый ключ соединен с инверсным входом компаратора, запоминающий конденсатор одним выводом подключен к инверсному входу компаратора, а другим - к общей шине, выход компаратора присоединен к входу "Конец измерений" блока управления, выходы кнопок "Пуск" и "Стоп" присоединены соответственно к входам "Пуск" и "Стоп" блока управления,управляющий вход разрядного ключа соединен с выходом управления разрядным ключом блока управления, управляющие входы зарядного ключа и управляемого ключа подключены к выходу управления зарядным ключом блока управления, выход импульсов времени блока управления соединен со счетным входом, а выход установки нуля - с входом установки нуля блока измерения и индикации.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в него дополнительнО введен дешифратор, при этом счетный и установочный Я-входы первого счетчика являютсясчетным входом и входом установки нуля блока измерения и индикации, информационные выходы первого счетчика присоединены к входам дешифратора, выходыкоторого подключены к входам индикатора в соответствии со своими весовыми коэффициентами,3. Устройство по пп, 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в него дополнительно введены первый и второй двухвходовые элементы И, трехвходовой элемент И, второй счетчик, постоянное запоминающее устройство, таймер, двухвходовой элемент ИЛИ, первый и второй инверторы и элемент установки в исходное состояние при подаче напряжения питания, причем первый вход первого элемента И является входом "Конец измерений" блока управления, первый выход постоянного запоминающего устройства служит выходом управления разрядным ключом, второй выход постоянного запоминающего устройства служит выходом управления зарядным ключом, выход генератора импульсов-выходом импульсов времени блока управления, выход второго инвертора является выходом установки нуля блока управления, вторые входы второго элемента И и трехвходового элемента И служэтсоответственно входами "Пуск" и "Стоп" блока управления, кроме того вход таймерасоединен с вторым выходом постоянногозапоминающего устройства, а его выходподключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход этого элемента ИЛИ соединенс выходом второго элемента И, а выход элемента ИЛИ через одновибратор подключен к счетному входу второго счетчика, вход генератора импульсов и второй вход первогоэлемента И соединен с третьим выходом постоянного запоминающего устройства, выход первого элемента И через инверторсоединен с первым входом трехвходового элемента И, третий вход которого подклю 10 1520 25 3040 чен к выходу элемента установки в исходноесостояние, а выход трехвходового элемента 45И соединен с Й-второго входом счетчика, информационные выходы которого подключены к адресным входам постоянного запоминающего устройства, четвертый выход которого соединен с первым входом второго элемента И, а выход этого элемента И соединен с входом второго инвертора.4. Устройство по пп, 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в него дополнительно введены первый и второй ЙЗ-триггеры, второй одновибратор, первый, второй и третий трехвходовые элементы И, двухвходовой элемент И, таймер и элемент установки в исходное состояние при подаче напряжения питания, причем вход первого одновибратора служит входом "Конец измерений" блока управления, прямой выход первого Й 5-триггера является выходом управления разряднь 1 м ключом, а прямой выход второго Й-триггера - выходом управления зарядным ключом блока управления, выходтретьего трехвходового элемента И служит выходом импульсов времени блока управления, а выход двухвходового элемента И является выходом установки нуля блока управления, выход второго одновибратора - входом "Пуск".блока управления, а соединенные вместе вторые входы первого и второго трехвходовых элементов И является входом "Стоп" блока управления, при этом выход первого одновибратора соединен с первым входом первого трехвходового элемента И, а его выход с К-первого входом ЙЯ-триггера, выход первого ЙЯ-триггера соединен с первым входом третьего трехвхо дового элемента И. выход второго одновибратора подключен к Я-первого входам и второго,РЗ-триггеров и первому входу двухвходового элемента И, прямой выход второго ВЯ-триггера через таймер соединен с первым входом второго трехвходового элемента И, выход которого присоединен к Я-входу второго ВЯ-триггера, инверсный выход этого триггера соединен с вторым входом, а выход генератора импульсов - с третьим входом третьего трехвходового элемента И, третьи входы первого и второго трехвходовыхэлементов И и второй вход двухвходового элемента И присоединены к выходу элемента установки в исходное состояние при включении напряжения питания.1749845 Уц 1Составитель В, Драчевтор И. Ванюшкина Техред М,Моргентал Корректор В, Гирняк аз 2594 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5зводственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101