способ измерения электрического сопротивления изоляции
Классы МПК: | G01R27/16 для измерения полного сопротивления элемента или цепи, через которые проходит ток от другого источника, например сопротивления кабеля, линии электропередачи G01R27/18 для измерения сопротивления на землю |
Автор(ы): | Бородянский М.Е., Бородянский И.М. |
Патентообладатель(и): | НКБ "МИУС" ТРТУ |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-12-20 публикация патента:
10.03.2003 |
Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности к автоматизированным системам контроля. Технический результат, заключающийся в создании способа измерения изоляции электрических цепей, находящихся под напряжением, достигается путем того, что параллельно измеряемой цепи подключается конденсатор известного номинала, измеряется постоянная времени переходного процесса и, с учетом измеренных начального и конечного значений напряжений, в контролируемых точках определяются параметры изоляции цепи. 1 табл., 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ измерения электрического сопротивления изоляции цепей, находящихся под напряжением постоянного тока, заключающийся в том, что изменяется конфигурация измеряемой цепи путем шунтирования и производится ряд замеров измеряемой цепи, отличающийся тем, что вначале измерения производятся замеры потенциалов разных участков цепей по отношению к корпусу, потом шунтируют участок цепи, имеющий более высокий потенциал, конденсатором известной емкости, и измеряют параметры переходного процесса в точках шунтирования, а по этим параметрам вычисляют значения паразитных емкостей C![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200083/931.gif)
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200329/2200329-9t.gif)
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200329/2200329-10t.gif)
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200329/2200329-11t.gif)
где V0, Vn - установившееся и начальное значения напряжения в точке измерения;
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200045/964.gif)
V1 - источник напряжения в контролируемой цепи;
RИЗ1, RИЗ2 - сопротивления изоляции первого и второго участков цепи по отношению к корпусу;
С1, С2 - паразитные емкости первого и второго участков цепи по отношению к корпусу;
Сш - конденсатор известной емкости.
Описание изобретения к патенту
Способ измерения электрического сопротивления изоляции в электрических жгутах и кабелях сетей, находящихся под напряжением постоянного тока, относится к электроизмерительной технике, в частности к автоматизированным системам контроля, и применяется при контроле сопротивления изоляции электрических цепей электро- и радиотехнических изделий. Известен способ измерения сопротивления изоляции в электрических жгутах и кабелях ( заявки 92014756, опубликованной 30.04.1995). Сущность изобретения: предлагаемый способ измерения сопротивления изоляции предусматривает проведение двух последовательных замеров тока проводимости с промежутком времени, определяемым быстродействием устройства, в котором реализуется способ, затем по известной системе уравнений определяют сопротивление изоляции по методу сравнения измеряемого сопротивления с известным с помощью делителя. Недостатком этого способа является малая точность, малое быстродействие и высокие требования к быстродействию измерительного блока, а также влияние на контролируемые цепи. Известен способ измерения установившегося значения сопротивления изоляции ( заявки 96105043, опубликованной 10.01.1998). Способ измерения заключается в том, что измеряют величину сопротивления, его первую и вторую производную по времени и за установившееся значение сопротивления изоляции принимают удвоенное значение сопротивления изоляции в тот момент времени, когда первая производная имеет максимум, а вторая производная равна нулю. Недостатком этого способа является малая точность и сложность его реализации. Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является способ определения изоляции электрических сетей ( заявки 5049551, опубликованной 02.09.1995). Сущность изобретения: способ определения сопротивления изоляции электрических сетей основан на поочередном шунтировании резистором полюсов сети, последовательном измерении на нем мгновенных значений напряжения в момент шунтирования и затем через равные интервалы времени определении эквивалетного сопротивления изоляции как произведения величины шунтирующего резистора на отношение напряжения контролируемой сети к сумме установившихся значений напряжения на шунтирующем резисторе, уменьшенное на единицу. Недостатком этого способа является существенное влияние на контролируемые цепи и отсутствие возможности обеспечения гальванической развязки измерительных цепей от контролируемых. Задачей заявляемого изобретения является создание способа измерения изоляции электрических сетей, находящихся под напряжением. Это достигается путем реконфигурации измеряемой цепи и оценке по виду переходного процесса измеряемых параметров. Сущность изобретения заключается в том, что параллельно измеряемой цепи подключается конденсатор известного номинала, измеряется постоянная времени переходного процесса и с учетом измеренных начального и конечного значений напряжений в контролируемых точках определяются параметры изоляции цепи. При этом обеспечивается гальваническая развязка измеряемой и измерительной цепей. Технический результат достигается за счет применения в качестве шунтирующего элемента конденсатора известной емкости и простоты способа вычисления параметров измеряемой цепи. Возможность осуществления изобретения подтверждается тем, что авторами проведено моделирование процессов измерения и уже разработан и опробован макет устройства,реализующего этот способ. Способ измерения электрического сопротивления изоляции в электрических жгутах и кабелях сетей, находящихся под напряжением постоянного тока, поясняется с помощью схемы, приведенной на фиг. 1. На схеме приняты следующие обозначения:V1 - источник напряжения в контролируемой цепи,
RИЗ1, RИЗ2 - сопротивления изоляции первого и второго участков цепи по отношению к корпусу,
C1, С2 - паразитные емкости первого и второго участков цепи по отношению к корпусу,
Сш - конденсатор известной емкости,
R3 - сопротивление в цепи разряда конденсатора Сш до нуля вольт для приведения его в исходное состояние перед очередным циклом измерения. S1, S2 - контакты реле Р1 и Р2 для соответствующей коммутации Сш,
V2, V3 - генераторы управляющих сигналов для реле. В исходном состоянии конденсатор Сш разряжают до нуля вольт, например, путем замыкания контакта S2. Измеряют потенциалы точек А и В по отношению к точке К (корпуса). После этого шунтируют точку А или В (в зависимости от того, какой потенциал выше) конденсатором Сш через контакт S1, предварительно разомкнув контакт S2. Измеряют параметры переходного процесса, который описывается формулой
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200329/2200329-2t.gif)
Зависимость e(t) приведена на фиг. 2. Проводя постоянные замеры изменяющегося потенциала Vxi точки В, фиксируют момент ti, когда он достигнет какого-нибудь значения из таблицы, выбранного из соображений, либо минимальной погрешности, либо минимального времени преобразования. Этому значению Vxi соответствует коэффициент ki, который определяет соотношение между
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200045/964.gif)
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200045/964.gif)
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200329/2200329-3t.gif)
Зная потенциал V0 точки В до подключения конденсатора, равный
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200329/2200329-4t.gif)
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200329/2200329-5t.gif)
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200045/964.gif)
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200329/2200329-6t.gif)
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200329/2200329-7t.gif)
![способ измерения электрического сопротивления изоляции, патент № 2200329](/images/patents/270/2200329/2200329-8t.gif)
Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить реализацию устройств для измерения электрического сопротивления изоляции и обеспечить гальваническую развязку измерительных цепей.
Класс G01R27/16 для измерения полного сопротивления элемента или цепи, через которые проходит ток от другого источника, например сопротивления кабеля, линии электропередачи
Класс G01R27/18 для измерения сопротивления на землю