устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции электрической цепи
Классы МПК: | H02H3/17 посредством подпитки защищаемой установки вспомогательным напряжением |
Автор(ы): | Покрашенко А.И., Котов К.В., Селиванов М.И. |
Патентообладатель(и): | Покрашенко Александр Иванович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-03-04 публикация патента:
20.01.1995 |
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля и измерения сопротивления изоляции электрической сети с заземленной нейтралью. Цель изобретения - повышение надежности контроля и снижение материальных и энергозатрат на его осуществление. Устройство для контроля и измерения сопротивления электрической цепи содержит диодный мост 1, установленный в цепи питания устройства, датчик 2 тока, в качестве которого используют генератор, выполненный на приборе с отрицательным дифференциальным сопротивлением в виде негатрона, разделительный трансформатор 3, исполнительный преобразователь 4 и пускорегулирующую аппаратуру 5. Принцип работы генератора на негатроне заключается в следующем. При Eп= const через ограничивающий резистор R на конденсаторе C накапливается заряд и поднимается напряжение. Когда оно достигает напряжения пробоя негатрона, на выходе схемы появляется импульс. Частота импульсов определяется скоростью заряда конденсатора, а она-номинальным значением ограничивающего резистора: чем выше номинал резистора R, тем ниже частота генерации. Если в схеме существует утечка заряда конденсатора (организованная или естественная), то при некотором критическом значении резистора R генерация прекращается, так как напряжение на конденсаторе C не достигает уровня пробоя негатрона. Если в качестве токоограничивающего резистора использовать сопротивление изоляции электроустановки, то каждому значению сопротивления изоляции соответствует определенная частота генерации fг= F(Rщ) . Измеряя эту частоту или преобразуя ее в другие физические величины и измеряя их, можно косвенно измерять сопротивление изоляции электроустановки (в электрической цепи). 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ, содержащее диодный мост, установленный в цепи питания устройства, датчик тока, исполнительный преобразователь, разделительный трансформатор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля и снижения материальных и энергозатрат на его осуществление, в качестве датчика тока использован генератор, выполненный на приборе с отрицательным дифференциальным сопротивлением в виде негатрона, который подключен положительным полюсом через диодный мост и свой токоограничивающий резистор к первому выводу цепи питания устройства, а второй отрицательный полюс негатрона через диодный мост подключен к первому выводу контролируемой цепи, при этом выход датчика соединен с исполнительным преобразователем через упомянутый разделительный трансформатор.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля и измерения сопротивления изоляции электрической сети с заземленной нейтралью. Целью изобретения является повышение надежности контроля и снижение материальных и энергозатрат на его осуществление. На чертеже показана схема устройства для измерения и контроля сопротивления изоляции электрической сети. Устройство содержит выпрямительный (диодный) мост 1, датчик 2 тока, разделительный трансформатор 3, исполнительный преобразователь 4 и пускорегулирующую аппаратуру 5, например магнитный пускатель. Кроме того, на чертеже показаны объект 6 контроля (например, электродвигатель) и источник 7 питания (сеть с заземленной нейтралью). Диодный мост 1 одной выходной диагональю связан с входами негатрона, при этом выводы второй входной диагонали играют роль выводов цепи питания устройства, один из выводов второй диагонали связан с клеммой защищаемого электрооборудования 6, а второй вывод второй диагонали диодного моста через токоограничивающий резистор 8 связан с одним из выводов источника 7 питания. Датчик 2 тока включает в себя негатрон (состоящий из транзистора 9, работающего в лавинном режиме, резисторов 8 и 10 и конденсатора 11), токоограничивающий резистор 12 и первичную обмотку разделительного трансформатора 3. Плюс диодного моста связан с коллектором транзистора 9 и конденсатором 11, минус - с эмиттером транзистора 9, резистором 10 и первичной обмоткой разделительного трансформатора 3. Резистор 10 шунтирует переход база-эмиттер транзистора 9. Параллельно переходу коллектор-эмиттер транзистора 9 подключена последовательная цепь: конденсатор 11 - резистор 12 - первичная обмотка трансформатора 3. Принцип работы генератора на негатроне заключается в следующем. При Еп = const через ограничивающий резистор R на конденсаторе С накапливается заряд и поднимается напряжение. Когда оно достигает напряжения пробоя негатрона, на выходе схемы появляется импульс. Частота импульсов определяется скоростью заряда конденсатора, а она - номинальным значением ограничивающего резистора R; чем выше номинал резистора R, тем ниже частота генерации. Если в схеме существует утечка заряда конденсатора (организованная или естественная), то при некотором критическом значении резистора R генерация прекращается, так как напряжение на конденсаторе С не достигает уровня пробоя негатрона. Если в качестве токоограничивающего резистора использовать сопротивление изоляции электроустановки, то каждому значению сопротивления изоляции соответствует определенная частота генерацииfr = F(Rиз). Измеряя эту частоту или преобразуя ее в другие физические величины и измеряя их, можно косвенно измерять сопротивление изоляции электроустановки (электрической цепи). Функциональное назначение элементов датчика тока. Резистор 8 является токоограничивающим для негатрона (обеспечивает защиту негатрона от чрезмерно большого тока), кроме того, вместе с резистором 10 задает режим работы негатрона (задают уровень сопротивления изоляции, при котором начинается генерация сигналов - работа негатрона). Конденсатор 11 в совокупности с резисторами 8, 10, 12 задает частоту работы негатрона датчика тока. Резистор 12 ограничивает величину тока разряда конденсатора 11. Разделительный трансформатор 3 обеспечивает связь датчика тока с исполнительным преобразователем 4. Конструктивно этот узел представляет собой импульсный трансформатор. Исполнительный преобразователь 4 представляет собой электронное реле (содержащее резисторы 13-17, тиристор 18, светодиод 19, диод 20, транзистор 21, конденсаторы 22, 23, симистор 24 и трансформатор 25), основу которого составляет негатрон (включает в себя транзистор 21, резистор 15-17 и конденсатор 22). Вторичная обмотка разделительного трансформатора 3 через выпрямительный диод 26 и токозадающий резистор 27 связана с переходом управляющий электрод - катод тиристора 18 и вторым токозадающим резистором 13. Конденсатор 28 связан с катодом выпрямительного диода 26. Анод тиристора 18 через светодиод 19 связан с выводами резисторов 14 и 17, коллектором транзистора 21, работающего в лавинном режиме, и конденсатором 22. Параллельно переходу коллектор - эмиттер транзистора 21 подключена последовательная цепь: конденсатор 22 - резистор 16 - первичная обмотка трансформатора 25. Второй вывод резистора 17 связан с конденсатором 23 и катодом выпрямительного диода 20. Вторым выводом резистор 14 соединен с первым выводом нормально открытой кнопки К 1, второй вывод которой соединен с базовым резистором 15 и базой транзистора 21. Вторичная обмотка трансформатора 25 подключена параллельно управляющему переходу симистора 24, который включен последовательно с катушкой 29 пускателя 5. Питание сети электронного реле подводится через выводы 30 на анод выпрямительного диода 20 и через вывод, который общим проводом связан с резисторами 13, 15, 16 с конденсаторами 28 и 23, с эмиттером транзистора 21, с вторичной обмоткой трансформатора 3 и первичной обмоткой разделительного трансформатора 25. Функциональное назначение элементов схемы. Резисторы 27 и 13 являются токозадающими элементами для тиристора 18, который принимает сигнал с негатрона датчика 2 тока для выключения негатрона исполнительного преобразователя 4. Светодиод 19 - индикатор срабатывания защиты. (Появление (наличие) светового сигнала свидетельствует о низком сопротивлении изоляции контролируемой электросети). Резистор 14 является токоограничивающим - ограничивает ток базы транзистора 21. Резистор 15 задает режим работы негатрона (вместе с резистором 17) исполнительного преобразователя 4. Конденсатор 22 задает частоту работы негатрона исполнительного преобразователя. Конденсатор 23 - фильтр постоянного тока. Конденсатор 28 - накопительный, напряжение на котором создает ток включения тиристора 18. Трансформатор 25 - разделительный, передает импульсную последовательность на управляющий переход симистора 24 (является управляемым электронным контактом в цепи питания катушки магнитного пускателя). Цепь, включающая, последовательно установленные опорный резистор 31 и кнопку К2, обеспечивает контроль работоспособности схемы. Предлагаемый способ осуществляется в следующем порядке. Режим работы устройства задается резисторами 8 и 10 и зависит от величины сопротивления контролируемой изоляции Rиз. При этом величины сопротивления резисторов 8 и 10 подбирают такими, чтобы по достижении заданного уровня сопротивления изоляции Rдоп негатрон начинал генерацию импульсов. Если Rиз. > Rдоп., импульс на транзисторе 9 не генерируется, при этом генератор на транзисторе 21 генерирует импульсы управления симистором 24, который включается одновременно с нажатием кнопки "Пуск" магнитного пускателя 5. При снижении сопротивления изоляции до Rиз.
![устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции электрической цепи, патент № 2027271](/images/patents/446/2027014/8773.gif)
Класс H02H3/17 посредством подпитки защищаемой установки вспомогательным напряжением