SU901939A2 - Device for measuring resistance of insulation of electric networks under voltage having high phase capacitance relative to housing (ground) - Google Patents

Description

(5«) УСТРОЙСТВО дл  ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ И ИМЕЮЩИХ БОЛЬШИЕ ЕМКОСТИ ФАЗ ОТНОСИТЕЛЬНО КОРПУСА (5 ") DEVICE FOR MEASURING THE RESISTANCE OF THE INSULATION OF ELECTRICAL NETWORKS UNDER VOLTAGE AND HAVING GREAT CAPACITIES OF PHASES RELATING TO THE CASE

1one

изобретение относитс  к электротехнике , в частности к области измерени  сопротивлени  изол ции электрических сетей, наход щихс  под рабочим напр жением и имеющих большие емкости относительно корпуса (земли).The invention relates to electrical engineering, in particular, to the field of measuring the insulation resistance of electrical networks that are under operating voltage and have large capacitances relative to the housing (ground).

По основному авт.св. № 805201 известно устройство дл  измерени  сопротивлени  изол ции электрических сетей, наход щихс  под напр жением и имеющих большие емкости фаз относительно корпуса (земли), содержащее индикатор, переключатель, регулируемый резистор, блок дифферен|(ировани , ключ, блок анализа и управлени ,два измерител  напр жени , форсирующий конденсатор ijНедостатком известного технического решени   вл етс  накопление зар да на форсирующем конденсаторе в процессе форсировки перезар да емкостей фаз сети, что либо вынуждает делать паузы между циклами перезар да более длительными, чтобы обеспе (ЗЕМЛИ)According to the main auth. No. 805201, a device is known for measuring the insulation resistance of electrical networks that are under voltage and have large capacitance phases relative to a housing (ground), which contains an indicator, a switch, an adjustable resistor, a differential unit (a switch, a key, an analysis and control unit, two voltage meter, forcing capacitor ij A disadvantage of the known technical solution is the accumulation of charge on the forcing capacitor in the process of forcing the recharging and capacitances of the network phases, which either forces to pause between cycles s overcharge longer to secu (EARTH)

чить стекание зар да, либо ведет к тому, что в начале каждого очередного цикла форсировки перезар да сопротивление форсирукмцего канала перезар да становитс  больше, чем в начале предыдущего цикла, что постепенно снижает скорость форсировки перезар да , не позвол   тем самым добитьс , самых минимальных затрат времени на переходной процесс установлени  наto пр жени .This leads to the fact that at the beginning of each successive recharge force cycle, the resistance of the force recharge channel becomes larger than at the beginning of the previous cycle, which gradually reduces the speed of the recharge force, thus not achieving the lowest possible costs. time on the transition process to establish the yarn.

Цель изобретений - повышение быстродействи  устройства путем стабилизации и минимизации начальной веIS личины форсирующего зар дного импеданса до начала каждого очередного цикла форсирующего перезар да,обеспечени  квантовани  количества идущего на форсированный перезар д The purpose of the inventions is to increase the device speed by stabilizing and minimizing the initial value of the forcing charge impedance before the start of each successive cycle of the forcing overcharge, ensuring the quantization of the quantity going to the forced recharge

20 электричества и минимизации времени завершени  переходного процесса после окончани  циклов форсирующего перезар да. 39 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  сопротивлени  изол ции электрических сетей, наход щихс  под напр жением и имеющих большие емкости фаз относительно корпуса (земли), содержащее индикатор, переключатель, регулируемый резистор, первый вывод которого соединен с блоком дифференцировани  и с ключом, блок анализа и управлени  , первый и второй выходы которого соединены соответственно с управл ющими входами переключател  и ключа, третий выход соединен со средним выводом регулируемого резистора, два измерител  напр жени , форсирующий конденсатор, первый вывод которого подключен к выходу ключа, второй вывод - к корпусу (земле), потенциальные входы измерителей напр жени .и два вывода переключател  соответственно подключены к фазам контролируемой сети, третий вывод соединен с регулируемь1м резистором, второй вывод которого и вторые входы измери телей напр жени  подключены к корпусу (земле), выходы измерителей напр жени  и блока дифференцировани  соединены соответственно с трем  вхо дами блока анализа и управлени , к выходу которого подключен индикатор, введен элемент принудительного восстановлени  начальных условий форсирующего конденсатора, например, дополнительный резистор, первый вывод которого подключен к ключу, второй вывод - к корпусу. Кроме того, блок анализа и управлени  содержит блок сравненит, блок управлени  переключателем, два пороговых элементаiлoгичecкий элемент ИЛИ, логический элемент И, генератор тактовых импульсов, блок управлени  регулируемым резистором, ключ,причем выход блока сравнени  соединен со входом блока управлени  переключателем и с первым входом ключа, выход которого соединен со входом блока управлени  регулируемым резистором, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого пороговог элемента, который также соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго порогового элемен та , а выход - со вторым входом ключа На чертеже представлена блок-схеа устройства. Устройство содержит два измерите  1 и 2 напр жени , переключатель 3, регулируемый резистор t, ключ 5, орсирующий конденсатор 6, блок 7 ифференцировани , блок 8 анализа управлени , индикатор 9, элемент 1 О принудительного восстановлени  ачальных условий форсирующего коненсатора , например, дополнительный езистор, причем блок 8 анализа и правлени  содержит блок 11 сравени , блок 12 управлени  переключаелем , два пороговых элемента 13 и 1 логический элемент ИЛИ 15, логиеский элемент И 16, генератор 1 актовых импульсов, блок 18 управ-, лени  регулируемым резистором ключ 19. Устройство работает следующим образом . После определени  с помощью измерителей 1 и 2 напр жени  блока 11 сравнени  полюса (фазы) сети с большим потенциалом относительно корпуса , что отражаетс  в пол рности сигнала на выходе блока 11 сравнени , поступающего а блок 12 управлени  переключателем , последний подключает с помощью переключател  3 регулируемый резистор к полюсу (фазе) сети с большим потенциалом. Затем сигнал с выхода блока 11 сравнени , пройд  через нормально замкнутый ключ 19 на вход блока 18 управлени  регулируемым резистором, вызывает с его помощью изменение величины регулируемого резистора на один шаг (в сторону уменьшени ).Это приводит к тому, что из-за наличи  емкостей полюсов (фаз) сети относительно корпуса начинаютс  переходные процессы уменьшени  напр жени  на полюсе (фазе) сети с большим потенциалом и увеличени  напр жени  на полюсе сети с меньшим потенциалом. Характер изменени  величины напр жени  на полюсе (фазе) сети с большим потенциалом отмечаетс  блоком 7 дифференцировани , что приводит к срабатыванию порогового элемента 13 (например, реагирующего на сигнал минусовой пол рности). Сигнал с выхода порогового элемента 13 через элемент ИЛИ 15 поступает на управл емый вход ключа 19i вызыва  его размыкание, чем преп тствует поступлению управл ющих сигналов с блока 11 сравнени  на блок 18 управлени  регулируемым резистором. Это обеспечивает временное прекр щение регулировани  резистора «.Одновременно сигнал с выхода порогового устройства 13 поступает на вход логического элемента И 16, на второй вход которого периодически поступаю импульсы с генератора 17 тактовых им пульсов. В момент прихода тактового импульса на второй вход элемента И на его выходе по вл етс  сигнал, ко торый вызывает переключение ключа 5 при котором форсирующий конденсатор 6 отключаетс  .от резистора 10 и подключаетс  к потенциальному выводу регулируемого резистора i. Подключение форсирующего конденсатора 6, шунтирующего сопротивление изол ции полюса (фазы) с большим потенциалом и регулируемого резистора Ц, создает низкоимпедансный путь перезар да емкостей полюсов (фаз) сети. С тем, чтобы в процессе перезар да можно бы ло бы как можно больше приблизитьс  к уровню, определ емому величинами сопротивлений изол ции полюса (фазы) сети, шунтированного установленной на первом шаге величиной регулируемого резистора Ц,и полюса (фазы) с меньшим потенциалом, количество электричества, протекающее через фор сирующий конденсатор 6, квантуют с помощью генератора тактовых импульсов 17. В паузе между импульсами ключ 5 возвращаетс  в исходное положение, которое устанавливаетс  форсирующим конденсаторбм 6. Информаци  с выхода блока дифференцировани  7 в паузе между импульсами  вл етс  показателем необходимости продолжени  циклов перезар да с помощью форсирующего конденсатора 6, либо отсутстви  тако необходимости. Если сигнал в паузе импульсами на выходе блока дифференцировани  7 сохран ет знак, который он имеет в начале переходного процесса измерени  напр жени  на полюсе (фазе) се ти в предшествующей паузе между циклами форсированного перезар да, то пороговый элемент 13 продолжает находитьс  в сработанном состо нии и обеспечивает прохождение импульсов с генератора 17 тактовых импульсов на ключ 5 дл  подключени  форсирующе го конденсатора 6 к регулируемому резистору Ц. Циклы форсированного перезар да продолжаютс . Если же сигнал в очередной паузе между импульсами на выходе блока 7 дифференцировани  мен ет знак по сравнению со знаком, который был в предшествующей части переходного процесса , то срабатывает пороговый элемент И, а пороговый элемент 13 возвращаетс  в исходное состо ние. Возврат порогового элемента 13 в исходное состо ние блокирует логический элемент И 16 и предотвращает поступление импульсов на ключ 5Это означает, что на предшествующем цикле форсированного перезар да несколько перейден необходимый уровень, и дальше будет происходить возврат к этому необходимому уровню (обратный ход). В течение указанного обратного хода ключ 19 продолжает оставатьс  в разомкнутом состо нии, так как на его управл емый вход поступает через ИШ 15 сигнал с выхода ; порогового элемента It. В MOf4eHT достижени  уровн  перезар да , определ емого имеющимис  а данный момент сопротивлени ми изол ции полюсов (фаз) сети и регулируемого резистс а k, сигнал на выходе блока 7 дифференцировани  становитс  равным (или близким) нулю. Пороговый элемент 1, так же как и пороговый элемент 13, возвращаетс  в исходное состо ние . Это вызывает замыкание ключа 19 на вхсэд блока 18 управлени  регулируемым резистором поступает сигнал с выхода блока 11 сравнени , что означает , что уравнивание потенциалов полюсов (фаз) сети еще не наступило , и блок 18 управлени  выдает команду на изменение величины регулируемого резистора k на очередной шаг. Далее проход т циклы форсированного перезар да согласно описанному выше. Есле же после завершени  циклов форсированного перезар да одновременно с нулем на выходе блока 7 дифференцировани  становитс  равным нулю сигнал на выходе блока 11 сравнени , то блок 8 регулируемым резистором управлени  не провод 1т дальнейшего изменени  величины регулируемого резистора t. Процесс измерени  завершен, и величина регулируемого резисто20 of electricity and minimization of the time of completion of the transient process after the end of the cycles of forcing overcharging. 39 The goal is achieved by the fact that a device for measuring the insulation resistance of electrical networks that are under voltage and have large capacitance phases relative to the housing (earth), contains an indicator, a switch, an adjustable resistor, the first terminal of which is connected to the differentiation unit and a key, an analysis and control unit, the first and second outputs of which are connected respectively to the control inputs of the switch and the key, the third output is connected to the average output of the adjustable resistor, two measurements Eaten voltage, forcing capacitor, the first output of which is connected to the output of the key, the second output to the case (ground), potential inputs of voltage meters and two switch outputs respectively connected to the phases of the monitored network, the third output is connected to an adjustable resistor, the second output which and the second inputs of the voltage meters are connected to the housing (ground), the outputs of the voltage meters and the differentiation unit are connected respectively to the three inputs of the analysis and control unit, to the output of which chen indicator element inserted forced reduction of initial conditions booster capacitor, e.g., an additional resistor, a first terminal of which is connected to the key, the second output - to the housing. In addition, the analysis and control unit contains a compare unit, a switch control unit, two threshold elements OR, an AND gate, a clock generator, an adjustable resistor control unit, a key, with the output of the comparison unit connected to the input of the switch control unit and the first input the key, the output of which is connected to the input of the control unit by an adjustable resistor, the output of the clock pulse generator is connected to the first input of the logic element I, the second input of which is connected to you the first threshold of the element, which is also connected to the first input of the OR logic element, the second input of which is connected to the output of the second threshold element, and the output to the second key input. The drawing shows the block diagram of the device. The device contains two measure 1 and 2 voltages, switch 3, adjustable resistor t, switch 5, orciration capacitor 6, differentiation unit 7, control analysis unit 8, indicator 9, force boost capacitor element 1 O, for example, an additional capacitor , the analysis and control unit 8 contains a comparison unit 11, a switch control unit 12, two threshold elements 13 and 1 logical element OR 15, a logical element AND 16, a generator of 1 active impulses, a control-18 unit, laziness adjustable cut source key 19. The device works as follows. After determining with the help of the meters 1 and 2, the voltage of the comparison unit 11 of the pole (phase) of the network with high potential relative to the housing, which is reflected in the polarity of the signal at the output of the comparison unit 11 supplied to the switch control unit 12, the latter is connected by means of the switch 3 resistor to the pole (phase) of the network with great potential. Then, the signal from the output of the comparator unit 11, having passed through the normally closed switch 19 to the input of the adjustable resistor control unit 18, causes it to change the value of the adjustable resistor by one step (downward). This leads to the fact that due to the presence of capacitors poles (phases) of the network relative to the housing, transient processes of voltage reduction at the pole (phase) of the network with high potential and voltage increase at the pole of the network with a lower potential begin. The nature of the voltage magnitude change at the pole (phase) of the network with high potential is noted by differentiation unit 7, which leads to the triggering of the threshold element 13 (for example, responding to a minus polarity signal). The signal from the output of the threshold element 13 through the OR element 15 is supplied to the controlled input of the key 19i causing it to open, which prevents the flow of control signals from the comparison unit 11 to the adjustable resistor control unit 18. This provides a temporary stop to the adjustment of the resistor. At the same time, the signal from the output of the threshold device 13 is fed to the input of the AND 16 logic element, to the second input of which periodically pulses are received from the generator 17 clock pulses. At the moment of arrival of the clock pulse to the second input of the element I, a signal appears at its output, which causes switching of the switch 5 at which the forcing capacitor 6 is disconnected from the resistor 10 and connected to the potential output of the adjustable resistor i. The connection of the forcing capacitor 6, which shunts the resistance of the pole insulation (phase) with a high potential and the adjustable resistor C, creates a low-impedance way of recharging the capacitances of the poles (phases) of the network. So that in the process of recharging it would be possible to approach as closely as possible the level determined by the values of the insulation resistance of the pole (phase) of the network, shunted by the value of the adjustable resistor ной installed at the first step, and the pole (phase) with a lower potential, the amount of electricity flowing through the forging capacitor 6 is quantized using a clock pulse generator 17. In the pause between pulses, the key 5 returns to its original position, which is set by the boosting capacitor 6. Information from the output b differentiating the eye 7 in the pause between pulses is indicative of the need for continued recharging cycles and via booster capacitor 6 or absence tacos necessary. If the signal in the pause pulses at the output of the differentiation unit 7 retains the sign that it has at the beginning of the transient process of measuring the voltage at the pole (phase) of the network in the preceding pause between forced recharge cycles, then the threshold element 13 continues to be in the triggered state and provides the passage of pulses from the generator 17 clock pulses to the key 5 for connecting the boost capacitor 6 to the adjustable resistor C. The cycles of forced overcharging continue. If the signal in the next pause between pulses at the output of differentiation unit 7 changes sign in comparison with the sign that was in the previous part of the transition process, then threshold element AND triggers, and threshold element 13 returns to its initial state. The return of the threshold element 13 to the initial state blocks the logical element AND 16 and prevents the impulses from entering the key 5 This means that the previous level of the forced reloading cycle has passed the required level somewhat, and will continue to return to this necessary level (reverse). During the specified reverse stroke, the key 19 continues to remain in the open state, since its controlled input through the ISH 15 receives a signal from the output; threshold element It. In MOf4eHT to achieve the level of recharge, determined by the currently existing insulation resistances of the poles (phases) of the network and adjustable resistance k, the signal at the output of differentiation unit 7 becomes equal to or close to zero. The threshold element 1, as well as the threshold element 13, returns to the initial state. This causes the key 19 to close to the internal control unit of the control unit 18 by the adjustable resistor, a signal is output from the comparison unit 11, which means that the potential equalization of the poles of the network has not yet come, and the control unit 18 issues a command to change the value of the adjustable resistor k . Further, the cycles of forced recharging are performed as described above. But after completing the forced recharging cycles simultaneously with zero at the output of differentiation unit 7, the output signal of comparator unit 11 becomes zero, then unit 8 with adjustable control resistor does not lead 1t to further change the value of adjustable resistor t. The measurement process is completed, and the magnitude of the adjustable resistor

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1. Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей, находящихся под напряжением и имеющих большие емкости фаз отно.'сительно корпуса (земли) по авт.св.1. A device for measuring the insulation resistance of electrical networks that are energized and having large phase capacitances relative to the housing (ground) according to ed. № 805201, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введен элемент принудительного восстановлеNo. 805201, with the proviso that, in order to improve the performance of the device, an element of forced recovery is introduced into it 901939 ⁶ ния начальных условий форсирующего конденсатора, например, дополнительный резистор, первый вывод которого подключен к ключу, второй вывод к корпусу.901939 ⁶ initial conditions of the boost capacitor, for example, an additional resistor, the first output of which is connected to the key, the second output to the housing. 2. Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что блок анализа и управления содержит блок сравнения, блок управления переключатеЮ лем, два пороговых элемента, логический элемент ИЛИ, логический элемент И, генератор тактовых импульсов.блок управления регулируемым резистором, ключ, причем выход блока сравнения2. The device according to claim 1, wherein the analysis and control unit comprises a comparison unit, a switch control unit, two threshold elements, an OR logic element, an AND logic element, a clock pulse generator. An adjustable resistor control unit, a key , and the output of the comparison unit 15 соединен со входом блока управления переключателем и с первым входом ключа, выход которого соединен со входом блока управления регулируемым резистором, выход генератора тактовых 20 импульсов соединен с первым входом логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, который соединен с первым входом Логического эле25 мента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, а выход - со вторым входом ключа.15 is connected to the input of the control unit of the switch and to the first input of the key, the output of which is connected to the input of the control unit by an adjustable resistor, the output of the clock generator 20 pulses is connected to the first input of the logic element AND, the second input of which is connected to the output of the first threshold element, which is connected to the first logic OR input 25, the second input of which is connected to the output of the second threshold element, and the output to the second input of the key.