Устройство для контроля сопротивления изоляции

,ЯО 1109684 А ЗШ С 01 к 31/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ ь., .)Щ ЗЯТЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 ,;,",.3 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ф 11(56) Авторское свидетельство СССРУ 486276, кл. С 01 К 17/10, 1975.2. Авторское свидетельство СССРВ 995832, кл. С 01 К 31/02, 1982(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ, содержащее источник испытательного напряжения, соединенный первым выводом с общей шиной устройства, вторым выводом с первой клеммой для подключения объек. та контроля, с первым выводом первого конденсатора, первым выводом первого резистора, соединенного вто" рым выводом через второй. резистор с общей шиной устройства, непосредственно с.первым входом нуль-органа, второй вход которого соединен через третий резистор с общей шиной устройства, через первый диод с выходом усилителя, первый вход которого соединен через четвертый резистор с второй клеммой для подключения объекта контроля, а непосредственно с вторым выводом первого конденсатора и через последовательно соединенные второй диод и пятый резистор - с первым выводом третьего диода, соединенного выводом через источник опорного напряжения с общей шиной устройства, первая выходная клемма которого соединена с прямым выходом первого Р-триггера Р -вход которого соединенс входной клеммой устройства, выход задатчика времени запуска соединен опервым входом первого элемента И, соединенноговторым входом с выходом первого формирователя импульсов, выходом - с С-входом второго В -триггера, третий 1) -триггер, генератор импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности контроля, в устройство введены второй конденсатор, ключ, второй, третий четвертый, пятый и шестой элементы И, задатчик начального кода, реверсивный счетчик, дешифратор, первый, второй третий и четвертый элементы ИЛИ, элемент ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй формирователь импульсов, четвертый 3,-триггер,причем выход второго формирователя импульсов соединен с первым входом второго элемента И, первый выход ге-, нератора импульсов соединен с анодом третьего диода, с входом первого формирователя импульсов, с первым входом третьего элемента И, с первьМвходом четвертого элемента И, вто- )вай рой вход которого соединен с выходом нуль-органа, с вторым входом третьего элемента И и Д в , входом чет. р вертого,2,-триггера, Р:-вход которого у соединен с Р -входом третьегоЭ -триг. гера, старт-стоповым входом генератора импульсов, прямым выходом второго 3-триггера, М -входом реверсивного счетчика, С "вход четвертого 1)-триггера соединен с вычитающим входом счетчика и выходом четвертого элемента И, третий вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов и с третьим входом третьего элемента И, четвертый вход которого соединен с прямым выходом третьего 3 -триггера, выход - с суммирующим входом ревер"1109684 сивного счетчика, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами задатчика начального кода, К -вход соединен с общей шиной устройства, прямые выходы соединены с соответствующими входами дешифратора, выход младшего разряда дешифратора соединен с первым входом пятого элемента И, группа старших выходов - с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с вторым входом пятого элемента И, соединенного выходом с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И,соединенного вторым входом с прямым выходом четвертого Р-триггера и с первым входом третьего элемента ИЛИ, выходом - с 3-входом первого Р-триггера, С -входг которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с второй выходной клеммой устройства и с первым входом,/ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для контроля сниже.ния сопротивления изоляции относительно допустимой нормы. 5Известно устройство для контролясопротивления изоляции, содержащееусилитель, нуль-орган и источник испытательного напряжения1 1.Недостатком известного устройстваявляется низкая достоверность контроля, обусловленная недостаточной помехозащищенностью,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является 15устройство для контроля сопротивленияизоляции, содержащее источник испыта.тельного напряжения, соединенный пер"вым выводом с общей шиной устройства,вторым выводом с первой клеммой для 20подключения объекта контроля, с первым выводом первого конденсатора,первым выводом первого резистора,соединенного вторым выводом черезвторой резистор с общей шиной устройства, непосредственно с первым входом,выход второго элемента И соединен с Р-входом второго 3 -триггера, второй вход - с В -входом второгоР -триггера и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с С-входом третьего 3 -триггера, с пер 1 вым входом четвертого элемента ИЛИ и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, второй вход четвертого элемента ИЛИ соединен с 3 -входом третьего Й -триггера, прямой выход которого соединен с четвертым входом третьего элемента И, а инверсный выход соединен сЭ -входом третьегоР -триггера, с четвертым вхо 1 цом четвертого элемента И и с управляющим входом ключа, первый вывод которого соединен через второй конденсатор с первой выходной клеммой устройства, второй вывод - с вторым выводом первого конденсатора и . вхо:дом усилителя. нуль-органа, второй вход которого соединен через третий резистор с общей шиной устройства, через первый диод с выходом усилителя, первый вход которого соединен через четвертый резистор с второй клеммой для подключения объекта контроля, а непосредственно с вторым выводом первого конденсатора и через последовательно соединенные второй диод и пятый резистор с первым выводом третьего диода, соединенного вторым выводом через источник опорного напряжения с общей шиной устройства, первая выходная клемма которого соединена с прямым выходом первого 3 -триггера, Р -вход которого соединен с входной клеммой устройства, выход задатчика времени запуска соединен с первым входом пер. вого элемента И, соединенного вторым входом с выходом первого формирователя импульсов, выходом- с С -входом второго Р -триггера, третий Р -триггер, генератор импульсов 1 2 .Недостатком известного устройства является низкая точность контроля,обусловленная тем, что на результат контроля влияет разброс величины суммарной паразитной емкости контролируемых цепей, линий связи и коммутатора.Указанный недостаток не позволяет контролировать с заданной погрешностью крупногабаритные изделия с разви. той разнодлинной кабельной сетью, а также объекты, удаленные на разлйчные расстояния и подключаемые через раз-. личные коммутаторы к устройству контроля.Цель изобретения - повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля сопротивления изоляции, содержащее источник испытательного напряжения, соединенный первым .выводом с общей шиной устройства, вторым выводом с первой клеммой для подключения объекта контроля, с первым выводом первого конденсатора, первым выводом первого резистора, соединенного вторым выводом через второй резистор с общей шиной устройства, непосредственно с первым вхЬдом нуль-органа, второй вход которого соединен через третий резистор с общей шиной устройства, через первый диод с выходом усилителя первый вход которого соединен через четвертый резистор с второй клеммой для подключения объекта контроля, а непосредственно с вторым выводом первого конденсатора и через последовательно соединенные второй диод и пятый резистор - с первым выводом третьего диода, соединенного вторым выводом через источник опорного напряжения с общей шиной устройства ф первая выходная клемма которого соединена с прямым выходом первого Э-триггера, Р -вход;. которого соединен с входной клеммой устройства, вью ход задатчика времени запуска соединен с первым входом первого элемента И, соединенного вторым входом с выходом первого формирователя импульсов, выходом с С-входом второго Р-триггера, третий 3 -триггер, генера" тор импульсов, введены второй конденсатор, ключ, второй, третий, чет вертый, пятый и шестой .элементы И, задатчик начального кода, реверсивный счетчик, дешифратор, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй формирователь импульсов, четвертый 09684 4Э-триггер, причем выход второго формирователя импульсов соединен с первым входом второго элемента И, первый выход генератора импульсов соеди нен с анодом третьего диода, с входомпервого формирователя импульсов, спервым входом третьего элемента И, спервым входом четвертого элементаИ, второй вход которого соединен с 0 выходом нуль-органа, с вторым входомтретьего элемента И и 3 -входом четвертогоЗ -триггера, Р -вход которогосоединен с Й-входом третьего 3-триггера, старт-стоповым входом генера тора импульсов, прямым выходом второго Э-триггера, 1-входом реверсивного счетчика, С -входом четвертого3-триггера соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и выходом 20 четвертого элемента И, третий входкоторого соединен с вторым выходомгенератора импульсов и с третьимвходом третьего элемента И, четвертый вход которого соединен с прямым 25 выходом третьего З-триггера, выход -с суммирующим входом реверсивногосчетчика, информационные входы которого соединены с соответствующимивыходами задатчика начального кода, 30 Р-вход соединен с общей шиной устройства, прямые выходы соединены с соответствующими входами дешифратора, выход младшего разряда дешифратора соединен с первым входом пятого элеЗ 5 мента И, группа старших выходов - ссоответствующими входами первого эле.мента ИЛИ, выход которого соединен спервым входом второго элемента ИЛИ ис вторым входом пятого элемента И, 0 соединенного выходом с вторым входомвторого элемента ИЛИ, выход которогосоединен с первым входом шестого элемента И, соединенного вторым входомс прямым выходом четвертого,2-тригге ра и с первым входом третьего элемента ИЛИ, выходом - с 3 -входом первого,З-триггера, С -вход которого соединенс выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИи с входом второго формирователя 0 импульсов, выход которого соединен свторой выходной клеммой устройства ис первым входом, выход второго элемента И соединен с Я -входом второго2-триггера, второй вход - с Э -вхо 5 дом второго 3 -триггера и с первымвходом первого элемента И, второйвход которого соединен с С -входомтретьегоЭ -триггера, с первым входомчетвертого элемента ИЛИ и с вторым3 11096 84 бдиод 20 с выходом усилителя 19, первый вход которого соединен через четвертый резистор 3 с второй клеммой для подключения объекта 1 контроля, а непосредственно с вторым выводом первого конденсатора 6 и через последовательно соединенные второй диод 10 и пятый резистор 15 - с первым выводом третьего диода 17, соединенного вторым выводом через источник опор, ного напряжения с общей шиной устройства, первая выходная клемма кото. рого соединена с прямым выходом первого Р -триггера 34, Р -вход которого соединен с входной клеммой устройства, выход задатчика 2 времени запуска со. единен с первым входом первого элемента И 4, соединенного вторым входом с выходом первого формирователя 18 импульсов, выходом - с С -входом второго Э-триггера 12, первый выход второго формирователя 35 импульсов соединен с первым входом второго элемента И 5, первый выход генератора 11 импульсов соединен с анодом третьего диода 17, с входом первого формирователя 18 импульсов, с первым входом третьего элемента И 26, с первым входом четвертого элемента И 27, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа 22, с вторым входом третьего элемента И 26 и 3-входом четвертого Р-триггера 28, К-вход которого соединен с Р -входом третьего Р -триггера 23, старт- стоповым входом генератора 11 импульсов, прямым выходом второго 2-триггера 12, Ч-входом реверсивного счетчика, С -вход четвертого Р-триггера 28 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 31 и выходом четвертого элемента И 27, третий вход которого соединен с вторым выходом генератора 11 импульсов и с третьим входом элемента И 26, четвертый вход которого соединен с прямым выходом третьего 3-триггера 23, выход - с суммирующим входом ре версивного счетчика 31, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами задатчика 30 начального кода, Й -вход соединен с общей шиной устройства, прямые выходы соединены с соответствующими входами дешифратора 32, выход младшего разряда дешифратора 32 соединен с первым входом пятого элемента И 36 группа старших выходов-"с соответст. вующими входами первого элемента входом третьего элемента ИЛИ, выходчетвертого элемента ИЛИ соединен спервым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, второй вход которого соединен4с выходом третьего. элемента ИЛИ, второй вход четвертого элемента ИЛИ соединен сР -входом третьего.3 -тригге"ра, прямой выход которого соединенс четвертым входом третьего элементаИ, а инверсный выход соединен с щ3)-входом третьего 3 -триггера, с четвертым входом четвертого элемента Ии с управляющим входом ключа, первыйвывод которого соединен через второй конденсатор с первой выходнойклеммой устройства, второй вывод -со вторым выводом первого конденсатора и входом усилителя,На чертеже приведена принципиальная схема устройства.20Устройство для контроля сопротивления изоляции объекта 1 контроля содержит задатчик 2 времени запуска,етвертый резистор 3, первый элементИ 4, второй элемент И 5, первый конденсатор 6, второй конденсатор 7,ключ 8, первый .резистор 9, второйдиод 10, генератор 11 импульсов,второй 3 -триггер 12, источник 13 испытательного напряжения, второй резистор 14, пятый резистор 15, источник 16 опорного напряжения, третийдиод 17, первый формирователь 18 импульсов, усилитель 19, первый диод20, третий резистор 21, нуль-орган 22третий.2 -триггер 23, четвертый элемент ИЛИ 24, третий элемент ИЛИ 25,третий элемент И 26, четвертый элемент И 27, четвертый 3 -триггер 28,элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИП 4 29, задатчик4030 начального кода, реверсивный счетчик 31, дешифратор 32, шестой элементИ 33, первый Р -триггер 34, второйформирователь 35 импульсов, пятыйэлемент И 36, первый элемент ИЛИ 37,45второй элемент ИЛИ 38.Первым выводом источник 13 испытательного напряжения соединен собщей шиной устройства, вторым выводом с первой клеммой для подключенияобъекта 1 контроля, с первым выводомпервого конденсатора 6, первым выводомпервого резистора 9, соединенноговторым выводом через второй резистор 14 с общей шиной устройства, непосредственно с первым входом нульоргана 22, второй вход которого соединен через третий резистор 21 с общей шиной устройства, через первый1109 684 7ИЛИ 37, выход которого соединен спервым входом второго элемента ИЛИ38 и с вторым входом пятого элемента И 36, соединенного выходом свторым входом второго элемента ИЛИ38, выход которого соединен с первымвходом шестого элемента И 33, соециненного вторым входом с прямым выходом четвертого Р -триггера и с первымвходом третьего элемента ИЛИ 25, вы 1 Оходом - с 2 -входом первого Э-триггера 34, С -вход которого соединенс выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ29 и с входом второго формирователяимпульсов 35, выход которого соеди-нен с второй выходной клеммой устройства и с первым входом, выход второго элемента И 5 соединен с Р -входомвторого Р-триггера 12, второй вход -с Э -входом второго 2 -триггера 12 и с 20первым входом первого элемента И 4,второй вход которого соединен сС-входом третьего 3 -триггера 23, спервым входом четвертого элементаИЛИ 24 и с вторым входом третьего у 5элемента 25 ИЛИ, выход четвертогоэлемента ИЛИ 24 соединен с первымвходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 29,второй вход которого соединен с выхо дом третьего элемента ИЛИ 25, второйвход четвертого элемента ИЛИ 24 соединен с Р -входом третьего 3 -триггера 23, прямой выход которого соеди-:нен с четвертым входом третьего элемента И 26, а инверсный выход соеди 35нен с 3 -входом третьего 3) -триггера23, с четвертым входом четвертогоэлемента И 27 и с управляющим входом ключа 8, первый вывод которогосоединен через второй конденсатор 7 40с первой выходной клеммой устройства, второй вывод - с вторым выводомпервого конденсатора 6 и входом усителя 19,Устройство работает следующимобразом. Задатчик 2 вырабатывает импульс запуска, длительность которого определяется программой и условиями работы: при низком уровне помех производится цикл однократного контроля и импульс снимается после появления импульса окончания контроля на выходе формирователя 35 и считывания результата контроля с прямого выхода триггера 34. Прн высоком уровне помех пропроизводится многократный контроль для усреднения результата и импульс запуска снимается после прохождения требуемого количества циклов контроля,Выход формирователя 18 находится в состоянии логической "1" при отсутствии отрицательного перепада на его входе, что разрешает прохождение импульсов. запуска через элемент И 4 на тактовый вход триггера 12. Выход формирователя 35 находится в состоянии логической "1" при отсутствии положительного перепада на его входе поэтому элемент И 5 разрешает прохождение уровня логической "1" во время действия импульса запуска на Р -вход триггера 12, разрешающего его работу.йбота устройства начинается с появлением на выходе задатчика 2 по ложительного импульса запуска, который поступает наЗ -вход триггера 12, на один из входов элемента И 5 и через элемент И 4 на С -вход триггера 12, устанавливая его в состояние логической "1".Уровень логической "1" на прямом выходе триггера 12 вызывает переход реверсивного счетчика 31 по ходу в режим хранения начального кода от задатчика 30 и режим счета,по суммирую щему и вычитающему входам, одновременно этот уровень разрешает работу триггеров 23 и 28 и запускает в непрерывный режим работы генератор 11.Цикл контроля начинается с появлением положительного импульса измерительной последовательности на первом выходе генератора 11, на первом выходе которого синхронно появляется последовательность высокочастотных импульсов.Импульс измерительной последовательности от генератора 11 запирает диод 10 и предварительно заряженные от источника 13 конденсаторы б и 7 начинают разряжаться на контролируемое сопротивление изоляции (Й ) объекта 1 контроля, Ключ 8 в первом такте (первом периоде Т частоты последовательности измерительных импульсов) замкнут за счет наличия на его управляющем входе логической "1" с инверсного выхода триггера 23. При этом потенциал входа усилителя 19 по абсолютной величине растет от- носительно общей точки, напряжение с выхода усилителя 19 подается на сигнальный вход нуль-органа 22. Напряжение на сигнальном входе нуль-орга" на 22 сравнивается с опорным, которое снимается с резистивного делителя на1109 9резисторах 9 и 14 и подключено к опорному входу нуль-органа. Элементы И 26 и 27 образуют клапаны, которые пропускают высокочастотные импульсы от генератора 11 на счетные входы счетчика 31 при наличии на их входах логической ц 1 ц с триггера 23 такта, собственно высокочастотных импульсов от генератора 11, логической "1" с выхода нуль-органа 22 и наличии ло о гической "1", соответствующей положительному импульсу измерительной последовательности. Таким образом, в . первом такте при сопротивлении изоляции ниже нормы срабатывает нуль-орган 22 и на счетный вычитающий вход поступают импульсы высокочастотной последовательности, количество которых пропорционально временис,=;-я,(с+с,+с 1 еп , (,3 Ф где 1 д - длительность положительногоизмерительного импульса,кратная периоду частотыдпромьпплрнной сети для обеспечения помехоустойчивостиЯ - сопротивление объекта 1изконтроля;С,С - емкость конденсаторов 6 и7 соответственно;К , К - сонротивление резисторов 9и 14, соответственно;С - суммарный разброс емкостейконтролируемых цепей, линийсвязи и коммутатора.35После окончания первого измерительного импульса, его задним фронтом запускается формирователь 18 окончания первого такта контроля, вы"40рабатывающий отрицательный импульс, по заднему фронту которого триггер 23 (включенный в режим счетноготриггера) переходит в состояние логи ческой "1".Отрицательный импульс с выхода , 45 формирователя 18 не поступает на вход формирователя 35 через элементы ИЛИ 24 и 25 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 29, так как в первом такте элемент ИЛИ 24 запрещает его прохождение за счет ю наличия логической "11 на одном из входов элемента ИЛИ 24, поступающего с инверсного выхода триггера 23, а элемент ИЛИ 25 запрещает прохожде" ние за счет наличия логической "1" на одном из его входов, поступающей с прямого выхода триггера 28. Уровень логической "1" на выходе триггера 28 образуется за счет появ 684 10ления уровня логической "1" на его3-входе при срабатывании нуль-органа 22 и записи этого уровня в триггер28 первым положительным перепадом импульса высокочастотной последовательности на выходе элемента И 27.Длительность импульса (1) на выходе формирователя 18 мала по сравнению с паузой между положительнымиимпульсами измерительной последова- . ,тельности. Пауза может быть выбранаравной 0,51, ( Т -период импульсовизмерительной последовательности генератора 11). В течение времени0,5 7 - 1,происходит размыкание ключа8 и восстановление заряда на конденсаторе 6, Первое обусловлено появлением уровня логического "0" на инверсном выходе триггера 23 при его срабатывании по заднему фронту импульса на выходе Формирователя 18, второеобусловлено наличием уровня логического "0" в паузе между измерительными импульсами на выходе последовательности измерительных импульсов генератора 11.Второй такт контроля начинается,при появлении второго измерительногоимпульса на выходе генератора 11,Происходит процесс, аналогичный первому такту, кроме того, что на объект1 контроля разряжается только конденсатор 6 и импульсы высокочастотнойпоследовательности в этом случае поступают через элемент И 26 на счетный суммирующий вход счетчика 31. Количество этих импульсов пропорционально времени. Р (С С )Гп . (2 фВо втором такте отрицательный импульс с выхода Формирователя 18 проходит на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 29 через элемент ИЛИ 24, так как на другом входе элемента ИЛИ 24 установлен уровень логического "0"Фпоступающего с инверсного выхода триггера 23.Триггер 28 также устанавливается в состояние логической "1", которая поступая на вход элемента ИЛИ 25, запрещает прохождение через элемент ИЛИ 25 отрицательного импульса с выхода формирователя 18 и поддерживает на другом входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 29 уровень логической И 1При этом элемент 29 формируетположительный импульс, который пос09684 14исключить влияние суммарного разбросаемкости контролируемых цепей, линийсвязи н коммутатора, что повышаетточность контроля. 13 11Таким образом, введение новых элементов и дополнительного выхода высокочастотной последовательности импульсов в генераторе 11 позволяет Составитель В.Дворкинедактор Е.Папп Техред Т,фанта Корректор А.Обручар 11ственнообретенЖ, Р каз ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,026/31 ТирВНИИПИ Госупо делам113035, Москв Подписноео комитета СССРй и открытийушская наб.,д.4/