SU1396195A1 - Device for checking insulation of electric mains with insulated neutral wire - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам защиты от токов утечки в электрической сети с изолированной нейтралью Цель изобретени  - снижение потребл емой мощности и повышение точности работы устройства. Когда транзисторный усилитель 9 закрыт, ток в цепи третьего транзисторного ключа 25 оТ сутствует. Поэтому второй транзисторный ключ 24 в этом интервале от крыт током, протекающим через его вход и чертвёртьш резистор 20. Через первичную обмотку трансформатора 29 течет ток, который передаетс  на обмотку исполнительного реле 30, Одновременно этот ток зар жает конденсатор 22. Когда транзисторный усилитель 9 открываетс , третий транзисторный ключ 25 также открываетс  и закрывает второй транзисторньй ключ 24. При этом конденсатор 22 разр жас sg м 1The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for protection against leakage currents in an electrical network with insulated neutral. The purpose of the invention is to reduce power consumption and improve the accuracy of the device. When the transistor amplifier 9 is closed, there is no current in the circuit of the third transistor switch 25 oT. Therefore, the second transistor switch 24 in this range is opened by a current flowing through its input and a drag resistor 20. A current flows through the primary winding of the transformer 29 and is transmitted to the winding of the executive relay 30. At the same time, this current charges the capacitor 22. When transistor amplifier 9 opens The third transistor switch 25 also opens and closes the second transistor switch 24. In this case, the capacitor 22 is discharged sg m 1

Description

.//.//

О1O1

етс  через обмотку трансформатора 29, диод 16 и транзисторный усилитель 9. Ток-разр да конденсатора. 22, как и в предыдущем интервале передаетс  на обмотку реле 30, В отличие от известных устройств восполнение энергии в исполнительном реле 30 происходит не только при закрытом, но и при открытом состо нии усилител  и приводит кthrough the winding of the transformer 29, the diode 16 and the transistor amplifier 9. The current-discharge capacitor. 22, as in the previous interval, is transmitted to the winding of the relay 30. In contrast to the known devices, energy replenishment in the executive relay 30 occurs not only when closed, but also when the amplifier is open and leads to

снижению нитреол емой мощности. Кроме того, в этом устройстве обеспечиваетс  высока  точность измерени  сопротивлени  изол ции сети, так как ток в измерительном органе не зависит от параметров элементов, а порог срабатывани  определ етс  только условием превышени  измерительным током амплитуды эталонного тока. 1 ил.reduced nitrool power. In addition, this device provides a high accuracy measurement of the insulation resistance of the network, since the current in the measuring body does not depend on the parameters of the elements, and the threshold is determined only by the condition that the reference current exceeds the measuring current amplitude. 1 il.

ff

Изобретение относитс  к устройствам контрол  изол ции и защиты от то- ков утечки в электрической сети с изолированной нейтралью трансформатора . : Цель изобретени  - снижение потре- |С)Л емой мощности к повышение точнос- ги работы устройства, На чертеже представлена принципи- льна  схема предлагаемого устройст- tea дл  контрол  изол ции электричес- сих сетей с изолированной нейтралью. ; Устройство содержит дроссель-тран- форматор 1, первые выводы обмоток КОТОРОГО подключены к контролируемой фети, а вторые вьшоды объединены в фвезду и подключены к компенсирующему дросселью 2, Между точкой соединени  И звезду выводов дроссел -трансформа- topa 1 и основным заземлителем 3 под- ключен заземл юрдий резистор 4. Устройство состоит также из первого- т ретьего разделительных конденсаторов 5-7, первого резистора 8, транзисторного усилител  9, первого транзисторного ключа 10, Кроме того, устройство содержит источник 11 посто нного оперативного тока состоит из Диода 12 и резистора 13, подключенного через дополнительньй заземлитель 14. Первый-третий диоды 15-17, вто- р:ой-п тый резисторы 18--21., первый и второй дополнительные конденсаторы 22, 23, второй и третий транзисторные ключи 24, 25, источник 26 пита- НИН, выпр митель 27, транзистор 28, т ансформатор 29, исполнительное ре- 30, при этом источник 31 эталонного тока содержит транзистор 28, второй 18 и п тый 21 резисторы, первый 15 и третий 17 диоды.The invention relates to insulation control devices and protection against leakage currents in an electrical network with an insulated transformer neutral. A: The purpose of the invention is to reduce the power consumption required to increase the accuracy of the device. The drawing shows the principle scheme of the proposed device for controlling the insulation of electrical networks with insulated neutral. ; The device contains a choke transformer 1, the first terminals of the windings are connected to a controlled feti, and the second outputs are combined into a star and connected to a compensating choke 2, Between the junction point And the star of the chokes, a transformer topa 1 and the main earthing switch 3 are connected ground is a yardstick resistor 4. The device also consists of the first splitter capacitors 5-7, the first resistor 8, the transistor amplifier 9, the first transistor switch 10, In addition, the device contains a constant source 11 The current consists of a diode 12 and a resistor 13 connected through an additional grounding 14. The first and third diodes 15-17, the second: the fifth and fifth resistors 18-21, the first and second additional capacitors 22, 23, the second and the third transistor switches 24, 25, the power supply source 26, the rectifier 27, the transistor 28, and the inverter 29, the execution re- source; the reference current source 31 contains the transistor 28, the second 18 and the fifth 21 resistors, the first 15 and third 17 diodes.

Источник 26 питани  подключен к фазным проводам сети, К вторичной абмотке источника питани  подключены источник 11 посто нного опера.тивного тока, выпр митель 27 и источник 31 эталонного тока.The power source 26 is connected to the phase conductors of the network. A constant operational current source 11, a rectifier 27 and a reference current source 31 are connected to the secondary power source terminal.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В нормальном режиме при высоком сопротивлении изол ции сети вьтр м- ленный измерительный ток протекает по цепи: первый зажим источника 26 питани , источник 11 посто нного оперативного тока, земл , основной заземлитель 3, заземл ющий резистор .4, компенсирующий дроссель 2, первый резистор 8, вход транзисторного усилител  9, второй зажим обмотки трансформатора 29. Пульсаци  тока, протекающего через вход усилител , сглаживаетс  конденсатором 7,In the normal mode, with a high insulation resistance, the network of the measuring current flows through the circuit: the first terminal of the power supply source 26, the constant operational current source 11, ground, main earthing switch 3, ground resistor .4, compensating choke 2, first resistor 8, the input of the transistor amplifier 9, the second terminal of the transformer winding 29. The ripple of the current flowing through the input of the amplifier is smoothed by a capacitor 7,

Через эмиттер-базовый переход транзисторного ключа 10 протекает ток, обусловленный посто нным напр жением . Параметры резисторов 19 и 21 выбираютс  так, чтобы транзнстор 28 работал в режиме насьщ ени . При- этом эталонный ток будет иметь форму, близкую к пр моугольному сигналу. Сопротивление заземл ющего резистора. 4 выбирают таким, чтобы начальный измерительный ток при бесконечном большом сопротивлении изол ции был меньше амплитуды эталонного тока. При этом транзисторный усилитель 9 будет периодически открыватьс  и закрыватьс  с интервалом, не измен ющимс  при снижении сопротивлени  изол ции и возрастании измерительного тока. Это обусловлено тем, что длительность указанных интервалов определ етс Through the emitter-base transition of the transistor switch 10 current flows due to a constant voltage. The parameters of the resistors 19 and 21 are selected so that the transistor 28 operates in the touch mode. In this case, the reference current will have a shape close to a rectangular signal. Resistance of the grounding resistor. 4 is chosen such that the initial measuring current with an infinite high insulation resistance is less than the amplitude of the reference current. In this case, the transistor amplifier 9 will periodically open and close at intervals that do not change with a decrease in the insulation resistance and an increase in the measuring current. This is because the duration of these intervals is determined by

длительностью сигналов эталонного тока. Когда их амплитуда меньше и больше соответственно величины измерительного тока при пр моугольной форме эталонного тока длительности интервала, когда этот ток больше и меньше посто нного измерительного тока , не зависит от величины последнего . Это дает возможность обеспечить высокую точность измерени  сопротивлени  изол ции сети, так как ток в измерительном органе не зависит от параметров элементов, а порог срабатывани , т.е. исчезновение указанно- го тока, определ етс  только условием превышени  измерительным током амплитуды эталонного тока.the duration of the signal reference current. When their amplitude is smaller and larger, respectively, the magnitude of the measuring current with the rectangular shape of the reference current of the interval duration, when this current is larger and smaller than the constant measuring current, does not depend on the magnitude of the latter. This makes it possible to provide a high accuracy measurement of the insulation resistance of the network, since the current in the measuring unit does not depend on the parameters of the elements, and the response threshold, i.e. the disappearance of the indicated current is determined only by the condition that the measuring current exceeds the amplitude of the reference current.

В отличие от известных устройств восполнение энергии в исполнительном реле 30 происходит не только при закрытом , но и при открытом состо ни х усилител . Это достигаетс  тем, что первична  o6MOTii;a трансформатора 29 присоединена через первый дополни- тельньм конденсатор 22 и второй диод 16 параллельно усилителю, который св зан с источником питани  через второй транзисторньй ключ 24. Когда транзисторный усилитель 9 закрыт, то в цепи третьего транзисторного ключа 25 отсутствует. Поэтому второй транзисторный ключ 24 в этом интерва ле открыт током, протекающим черезIn contrast to known devices, energy is replenished in executive relay 30 not only when the amplifier is closed, but also when the amplifier is open. This is achieved by the fact that primary o6MOTii; a transformer 29 is connected via a first additional capacitor 22 and a second diode 16 in parallel to an amplifier that is connected to a power source via a second transistor switch 24. When transistor amplifier 9 is closed, then in the third transistor switch 25 is missing. Therefore, the second transistor switch 24 in this interval is opened by the current flowing through

его вход и четвертый резистор 20. Че- ч че;1а к эмиттеру транзисторного усирез первичную обмотку трансформатора 29 течет ток, который передаетс  на обмотку исполнительного реле 30. Одновременно этот ток зар жает первый дополнительный конденсатор 22. Когда до транзисторньй усилитель 9 открываетс , через третий резистор 19 и вход третьего транзисторного ключа 25 протекает ток. В результате третий транзисторный ключ 25 открываетс  и .зак- рывает второй транзисторный ключ 24. При этом первый дополнительный, конденсатор 22 разр жаетс  через обмотку трансформатора 29, второй диод 16 и транзисторный усилитель 9. Ток раз- CQ р да первого дополнительного конденсатора 22, как и в предьщущем интер г- вале, передаетс  на обмотку исполнительного реле 30. При этом потребл емый от источника питани  в рассмат- gg риваемом интервале ток незначителен, так как он определ етс  сопротивлением четвертого резистора 20, во много раз большем сопротивлени  исполлител  и базе первого транзисторного ключа, коллектор которого соединен с вторым выводом первого резистора, трансформатор с исполнительным реле подключенным к его вторичной обмотке источник эталонного тока, включающий в себ  последовательно соединенные первый диод и второй резистор, при этом первый вывод источника эталонно го тока подключен к-эмиттеру первого транзисторного ключа8 источник питани , отличающеес  тем, что, с целью снижени  потребл емой мощности и повьшени  точности работы устройства, в него введены второй и третий транзисторные ключи, второй и третий диоды, третий, четвертый и п тьй резисторы, два дополнительных конденсатора и транзистор, при этом база транзисторного усилител  подклю чена к точке соединени  второго вывода первого резистора и коллектора первого транзисторного ключа, а коллектор вышеуказанного усилител  череits input and the fourth resistor 20. Che; 1a to the emitter of the transistor amplification the primary winding of the transformer 29 flows a current which is transmitted to the winding of the executive relay 30. Simultaneously this current charges the first additional capacitor 22. When the transistor amplifier 9 opens, through the third resistor 19 and the input of the third transistor switch 25 current flows. As a result, the third transistor switch 25 opens and closes the second transistor switch 24. In this case, the first additional capacitor 22 discharges through the winding of the transformer 29, the second diode 16 and the transistor amplifier 9. The current of the QQ row of the first additional capacitor 22, as in the previous interval, the winding of the executive relay 30 is transmitted. At the same time, the current consumed from the power source in the considered interval is negligible, since it is determined by the resistance of the fourth resistor 20, many times over resistance of the actuator and the base of the first transistor switch, the collector of which is connected to the second output of the first resistor, the transformer with the executive relay connected to its secondary winding, the reference current source including the first diode and the second resistor connected in series, the first output of the reference current source connected To the emitter of the first transistor switch 8, a power source, characterized in that, in order to reduce power consumption and improve the accuracy of the device, Torah and third transistor switches, second and third diodes, third, fourth and ty resistors, two additional capacitor and a transistor, the base of transistor amplifier Con Chen to the junction between the second terminal of the first resistor and the collector of the first transistor switch, and the collector of the above amplifier alternation

нительного реле 30. Если же транзисторный усилитель 9 закрыт, первый до- полнительньш конденсатор 22 зар жаетс  через второй транзисторный ключ 24 и потребл емьш ток также оказываетс  близким к нулю.The main relay 30. If the transistor amplifier 9 is closed, the first additional capacitor 22 is charged through the second transistor switch 24 and the current consumption is also close to zero.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  контрол  изол ции электрической сети с изолированной нейтралью, содержащее источник посто нного оперативного тока, дроссель- трансформатор, первые выводы обмоток которого подключены к контролируемой сети, а вторые выводы обмоток объеди иены в общую точку и через компенси- рующий дроссель и первьш разделительный конденсатор подключены к основному заземлителю, к которому также подключены заземл ющий резистор, и первым выводом второй разделительный конденсатор, при этом указанный резистор вторым выводом подключен к общей точке дроссель-трансформатора, а второй вьюод второго разделительного конденсатора подключ ен через третий разделительный конденсатор к соединени  компенсирующего дроссел , первого разделительного конденсаторй и первого вывода первого резистора, точка соединени  второго и третьего разделительных конденсаторов подклюлител  и базе первого транзисторного ключа, коллектор которого соединен с вторым выводом первого резистора, трансформатор с исполнительным реле подключенным к его вторичной обмотке источник эталонного тока, включающий в себ  последовательно соединенные первый диод и второй резистор, при этом первый вывод источника эталонно™ го тока подключен к-эмиттеру первого транзисторного ключа8 источник питани , отличающеес  тем, что, с целью снижени  потребл емой мощности и повьшени  точности работы устройства, в него введены второй и третий транзисторные ключи, второй и третий диоды, третий, четвертый и п тьй резисторы, два дополнительных конденсатора и транзистор, при этом база транзисторного усилител  подключена к точке соединени  второго выtA device for monitoring the insulation of an electrical network with an insulated neutral, containing a constant operating current source, a choke transformer, the first terminals of the windings of which are connected to the controlled network, and the second leads of the coils of the yen to a common point and through a compensating choke and the first separating capacitor connected to the main earthing switch, to which the grounding resistor is also connected, and the first terminal to the second coupling capacitor, and the specified resistor is connected to the second terminal The second point of the second coupling capacitor is connected via a third coupling capacitor to the connection of a compensating droplet, the first coupling capacitor and the first terminal of the first resistor, the connection point of the second and third coupling capacitors of the first transistor switch, the collector of which is connected to the second terminal of the first resistor, a transformer with an executive relay connected to its secondary winding, a reference current source, including A first diode and a second resistor connected in series, the first output of the reference current source being connected to the emitter of the first transistor switch 8, a power source, characterized in that, in order to reduce power consumption and increase the accuracy of the device, the second and third transistor switches, the second and third diodes, the third, fourth and five resistors, two additional capacitors and a transistor, while the base of the transistor amplifier is connected to the connection point of the second output вода первого резистора и коллектора первого транзисторного ключа, а коллектор вышеуказанного усилител  черезthe water of the first resistor and collector of the first transistor switch, and the collector of the above amplifier through Встречно включенный второй диод, ймиттерно-коллекторньш переход вто- Ього транзисторного ключа через выпр митель подключен к первому выводу источника питани , последовательно включенные третий резистор и база- коллекторный переход третьего транзисторного ключа шунтируют второй |1иод, эмиттер третьего транзисторно- f о ключа подключен к баз.е второго (транзисторного ключа и через четвер- i bift резистор подключен также через ыпр митель к первому выводу источ- ика питани , причем точка соедине- НИН эмиттера второго транзисторного ключа, коллектора третьего транзисторного ключа и анода второго диода нерез последовательно соединенные Первичную обмотку трансформатора и первый дополнительный конденсаторAn opposite second diode, a junction-collector junction of the second transistor switch through a rectifier is connected to the first output of the power source, the third resistor in series and the base-collector junction of the third transistor switch shunt the second | iod, the third transistor-f switch is connected to the second (transistor switch and via i-bift resistor is also connected via the actuator to the first output of the power supply, the connection point of the emitter of the second transistor switch, the lecturer of the third transistor switch and the anode of the second diode non-cut in series connected primary winding of the transformer and the first additional capacitor подключена к эмиттеру транзисторного усилител , и второму выводу источника питани , а в источник эталонного тока введены транзистор, третий диод п тьш резистор и второй дополнитель- ньтй конденсатор, при этом первый вывод источника эталонного тока образован эмиттером транзистора, к коллектору которого через второй резистор подключен первый вывод второго дополнительного конденсатора, а к базе транзистора подключены последовательно включенные п тый резистор и третий диод, при этом второй вывод второго дополнительного конденсатора подключен к эмиттеру транзисторного усилител , а катоды первого и третьего диодов объединены и подключены к первому вьшоду источника питани  .connected to the emitter of the transistor amplifier, and the second output of the power source, and a transistor, a third diode five resistor and a second additional capacitor are introduced into the reference current source, the first output of the reference current source formed by the emitter of the transistor, to the collector of which is connected via a second resistor the first output of the second additional capacitor, and the series-connected fifth resistor and the third diode are connected to the base of the transistor, while the second output of the second additional capacitor connected to the emitter of the transistor amplifier, and the cathodes of the first and third diodes combined and connected to the first source of the power source.