Устройство для контроля сопротивления изоляции электропотребителя

 

Изобретение позволяет повысить, быстродействие устройства для контроля сопротивления изоляции элёктропотребителя и обеспечить безопасность работы персонала. При подаче , напряжения сети и включении тумблера 8 исполнительный элемент 13 вклюг СЛ С 1C 00 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

591 (111!

511 4 Н 02 Н 3/16 G 01 R 31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3679171/24-07 (22) 26.12.83 (46) 23.05.86. Бюл. Р 19 (72) И.Г.Кропачев (53) 62! ° 316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 36?504, кл, Н 02 Н 3/ 16, 1973.

Авторское свидетельство СССР !! 928513, кл, Н 02 Н 7/09, 1982 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЯ (57) Изобретение позволяет повысить, быстродействие устройства для контроля сопротивления изоляции электропотребителя и обеспечить безопасность работы персонала. При подаче, напряжения сети,и включении тумблера 8 исполнительный элемент 13 вклнв

1233240 чается и замыкает контакты 14 и 15, Конденсатор 4 заряжается через сопротивление изоляции электропотребителя 2. Если сопротивление изоляции выше минимально допустимого значения, то пороговый элемент б закрыт. Нажатием кнопки 11 потенциометр 5 утечки подключают параллельно стабилитрону 18 и отключают от зажима электропотребителя 2. Конденсатор 4 заряжается, и напряжение на нем становится выше напряжения включения порогового элемента 6. Последний открывается и шунтирует диоды 16 и 17, потенциометр 5 и вход исполнительного

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электропотребителя от недопустимого снижения сопротивления изоляции его элементов.

Цель изобретения - повышение надежности работы, быстродействия контроля и обеспечение безопасности персонала.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит коммутатор в цепи электропотребителя 2, диод 3, конденсатор 4, потенциометр 5 утечки, шунтированный конденсатором„ и пороговый элемент 6. Кроме того в него введены предохранитель 7, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 элементы управления, замыкающий контакт 12 коммутатора, исполнительный элемент 13 с первыми

14 и вторыми 15 контактами, два дио; да 16 и 17, параметрический стабилизатор на стабилитроне 18 и резисторе 19, второй конденсатор 20, включенный параллельно выходу параметрического стабилизатора, балластный элемент 21, включенный последовательно с входом исполнительного элемента, и два резистора 22 и 23, а также третий конденсатор 24, включенный параллельно первому резистору 22.

Причем в этом устройстве один вывод параметрического стабилизатоэлемента 13. Свечение элемента б при его выполнении на светодиоде показывает работоспособность устройства. Если сопротивление изоляции снижается ниже допустимого значения, то напряжение на потенциометре 5 и конденсаторе 4 возрастает до напряжения включения порогового элемента б, Исполнительный элемент 13 отключается и размыкает контакты 14 и

15, отключая электропотребитель 2.

Аналогично происходят процессы и при случайном прикосновении человека к одному из зажимов электропотребителя 2. 1 з.п. ф-лы, t ил, ра соединен с нулевым проводом сети или землей, а другой через последовательно включенные первый диод 3, первый элемент 6 управления и предохранитель 7 — с фазой сети. Катод первого диода 3 через первый замыкающий контакт 14 исполнительного элемента 13 замыкающий контакт второго элемента 9 управления подключен к цепи питания коммутатора 1, соединенного с нулевым проводом сети или с другой фазой сети. Цепочка на балластном элементе 21 и исполнительном элементе 13 включена параллельно стабилитрону 18, а параллельно ее выкоду и выходу потенциометра 5 утечки через третий элемент 10 управпения и соответственно второй и третий диоды 16 и 17 включен пороговый элемент 6. Движок потенциометра

5 утечки, соединенный с одним из неподвижных выводов последнего, через последовательно включенные замыкающий контакт четвертого элемента 11 управления и первый резистор

22 соединен с нулевым проводом сати.

А также через размыкающий контакт четвертого элемента 11 управления по одной цепи соединен через замыкающие контакты 12 коммутатора 1 и второй резистор 23 с нулевым проводом сети, а по другой цепи через последовательно включенные замыкающий вто. рой контакт 15 исполнительного зле3 1233 мента 13 и размыкающий контакт второго элемента 9 управления — с фазой сети со стороны потребителя, Пороговый элемент 6 может быть выполнен на неоновой лампе или динисторе. В последнем случае последовательно с ним может быть включен светодиод через балластный резистор (не показан), светодиод может быть включен в цепь согласно схеме. 10

Исполнительный элемент I 3 может быть включен, согласно схеме. В этом случае используются его замыкающие контакты 14 и 15. Исполнительный

:элемент 13 может быть включен вместо балластного элемента 21 ° В этом случае балластный элемент 21 выбирается таким, чтобы при закрытом пороговом элементе 6 исполнительный элемент не включался в работу, а при открывании порогового элемента 6 — включался. В этом случае используются размыкающие контакты 14 и 15 исполнительного элемента 13.

Диод 3 может включаться в указанном на схеме положении, как и диоды

16 и 17 и стабилитрон 18, При обратном включении диода 3 изменяется на обратное включение соответственно диодов 16 и 17, стабилитронов 18 и 21. 30

Балластный элемент 21 может быть выполнен на резисторе или согласно схеме. В последнем случае уменьшаются потери мощности на резисторе и повышается надежность работы устройства по данному фактору, но увеличивается стоимость устройства за счет второго стабилитрона.

Потенциометр 5 утечки калиброван.

Последовательно с ним может быть включен дополнительный резистор (не показан). Дополнительный резистор может быть включен и в цепь размыкающего контакта второго элемента 9 управления. Место включения 45 второго резистора 23 не является обя» зательным согласно схеме, а вызвано удобством выполнения последней.

Все устройство выполнено в виде самостоятельного прибора.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение сети равно нулю. Элементы 8 — 11 управления находятся в исходном состоя-5 нии. Исполнительный элемент 13 и коммутатор 1 отключены, как и электропотребитель 2. Пороговый элемент

240 4

6 закрыт. Конденсаторы 4, 20 и 24 разряжены. Потенциометр 5 утечки установлен, например, в нулевое положение при необходимости измерить сопротивление изоляции электропотребителя 2. с

При подаче напряжения сети на зажимы системы и включении тумблера 8 напряжение сети выпрямляется диодом 3, сглаживается конденсатором 20 и стабилизируется стабилитроном 18. Исполнительный элемент 13 включается и замыкает свои контакты 14 и 15.

Потенциометр 5 утечки устанавливают в положение минимально допустимого значения сопротивления изоляции. Конденсатор 4 заряжается через сопротивление изоляции электропотребителя

2, размыкающие контакты выключателя

9, замкнутые контакты кнопки 11 управления до соответствующего значения. Если сопротивление изоляции электропотребителя 2 выше минимально допустимого значения, то пороговый элемент 6 закрыт. Нажатием кнопки 11 управления потенциометр 5 утечки через первый резистор 22 и конденсатор 24 подключают параллельно стабилитрону 18 и одновременно отключают от зажима электропотребителя 2.

Конденсатор 24 обеспечивает форсированный заряд конденсатора 4, напряжение на котором становится выше напряжения включения порогового элемента 6. Последний открывается и шунти- рует через диоды 16 и 17 потенциометр 5 утечки и вход исполнительного элемента 13. Конденсатор 4 обеспечивает форсированный режим открывания порогового элемента 6, как и конденсатор 24, путем подэаряда через резистор 19. Исполнительный элемент

13 отключается и размыкает свои контакты 14 и 15. Свечение порогового элемента 6 при выполнении его на неоновой лампе или светодиода при динисторе свидетельствует о работоспособности устройства. При размыкании кнопки 11 управления и нажатии кнопки 10 управления закрывается пороговый элемент б и обеспечивается включение исполнительного элемента

13. Проверку работоспособности устройства на этом заканчивают. Конденсатор 4 через сопротивление изоляции электропотребителя заряжается до соответствующего значения.

Сопротивление потенциометра 5 утечки медленно увеличивают и до1233240

30 биваются повторного включения порогового элемента 6 отключают исполнительный элемент 13, размыкают его контакты 14 и 15, снимают напряжение контроля с зажима электропотребителя 2. По значению калиброванного потенциометра 5 утечки определяют . сопротивление изоляции электропотребителя и судят о возможности включе- 10 ния электропотребителя в работу. При допустимом значении сопротивления изоляции потенциометр 5 утечки устанавливается в положение минимально допустимого значения сопротивления изоляции для электропотребителя 2, Кнопкой 10 управления восстанавливают исходное состояние схемы, закрывают пороговый элемент 6 и включают исполнительный элемент 13. 20

Замыканием выключателя 9 размыкают цепь контроля сопротивления изоляции и снимают напряжение с зажима электропотребителя 2 до включения коммутатора 1. При замыкании выклю- 25 чателя 9 коммутатор 1 включается и подает напряжение сети на вход электропотребителя ° Электропотребитель

2 работает в установленном режиме.

Одновременно с этим контакт 12 коммутатора 1 подключает потенциометр

5 утечки через резистор 23 параллельно стабилитрону 18, поэтому напряжение на конденсаторе 4 не уменьша-, ется до нуля, а, наоборот, возраста" ет до близкого к напряжению включения порогового элемента 6. По окончании работы электропотребителя 2 размыкают выключатель 9. Коммутатор 1 отключает электропотребитель 2 от сети, а контактами 12 — потенциометр

5 утечки от резистора 23, При переходном процессе коммутатора 1 возможно неодновременное размыкание его контактов в силовой цепи электропотребителя 2. В этом случае к конден45 сатору 4 через диод 3 и резистор, 19 может быть приложено линейное напряжение сети. Поскольку напряжение на конденсаторе 4 не может изменяться мгновенно, то все излишки напряжения сети прикладываются к резистору 19 и конденсатор 4 начинает подзаряжаться. Время подзаряда кондеясатора 4 через резистор 19 выбирается таким, чтобы эа время отключения коммутатора 1 напряжение на конденсаторе 4 не превысило напряжения включения порогового элемента 6.

Этим обеспечивается отстройка от ложных включений порогового элемента при переходных процессах отключения коммутатора 1.

После отключения электропотребителя 2 от сети сразу же начинается процесс измерения сопротивления изоляции,, поскольку конденсатор 4 имеет исходное напряжение на обкладках и ему не требуется заряжаться от нуля.

Время проверки сопротивления изоляции не превьппает нескольких десятков миллисекунд, поэтому до повторного включения электропотребителя 2 в работу данная проверка осуществляется.

Если сопротивление изоляции электропотребителя 2 в процессе эксплуатации снижается ниже допустимого значения, то напряжение на потенциометре 5 утечки и, соответственно, на конденсаторе 4 возрастает до напряжения включения порогового элемента 6. Последний открывается и шунтирует вход исполнительного элемента 13, который отключается и размыкает свои контакты 14 и 15, предотвращая тем самым повторное включение электропотребителя 2 в работу до устранения неисправности и снимая одновременно напряжение с зажима электропотребителя по цепи контроля.

Аналогичные процессы происходят в схеме и при случайном прикосновении человека к одному из зажимов электропотребителя 2 ъ процессе контроля сопротивления изоляции. В этом случае конденсатор 4 заряжается через резистор 19 и сопротивление тела человека в течение нескольких миллисекунд, пороговый элемент 6 открывается, отключает исполнительный элемент 13, который размыкает свои контакты 14 и 15, освобождая человека от напряжения стабилитрона 18. Кроме того дополнительное сопротивление в цепи выключателя 9 повьппает безопасносгь персонала и отстройку от переходных процессов.

Повторным замыканием выключателя

9 включают коммутатором 1 электропотребитель в работу.

ОВместо выключателя 9 может быть использована кнопка управления с аналогичными контактами идополнительная кнопка управления "Стоп". В этом случае замыкающие контакты второго элемента 9 управления шунтируются

1233240

20

ВНИИПИ Заказ 2?79/55 Тираж 612 Подпис ное

Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 замыкающими контактами коммутатора, а последовательно размыкающим контактам второго элемента управления включаются размыкающие контакты комму5 татора 1, что ведет к усложнению схемы устройства.

При дистанционном управлении электропотребителя 2 вместо замыкающих контактов второго элемента 9 управ- 10 ления или параллельно им включаются замыкающие контакты датчика автоматического управления, à его размыкающие контакты включаются вместо или последовательно с размыкающими контактами указанного элемента 9, По окончании работы системы тумблер 8 размыкают и снимают напряжение сети с устройства, а затем снимают

его со всей системы.

Использование предлагаемого устройства в производстве по сравнению с известным за счет возможности измерения конкретного значения сопротивления изоляции электропотребителя и контроля за ним при работе электропотребителя в повторно-кратковременном режиме обеспечивает быстродействие контроля. Одновременно с этим повышается безопасность персонала отключением напряжения от зажима электропотребителя в процессе контроля сопротивления изоляции.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля сопротивления изоляции электропотребителя, содержащее коммутатор с замыкающими контактами в цепи электропотребителя диод, катод которого связан с фазой питающей сети, резистор утечки, вход которого шунтирован конденсатором, пороговый элемент и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я

45 тем, что, с целью повышения быстродействия контроля и обеспечения безопасности персонала, в него дополнительно введены предохранитель, четыре элемента управления, два диода, 50 параметрический стабилизатор, второй конденсатор, включенный параллельно выходу параметрического стабилизатора, балластный элемент, включенный последовательно с входом исполнительного элемента и два резистора, при этом резистор утечки выполнен на потенциометре, а исполнительный элемент выполнен на электромагнитном реле с двумя замыкающими контактами, один вывод параметрического стабилизатора соединен с нулевым проводом сети или землей, а другой через последовательно включенные первый диод, первый элемент управления и предохранитель — с фазой сети, причем катод первого диода соединен через первый замыкающий контакт исполнительного элемента, замыкающий контакт второго элемента управления с цепью питания коммутатора, соединенного с нулевым проводом сети, цепочка из последовательно включенных балластного элемента и исполнительного элемента включена параллельно выходу параметрического стабилизатора, а параллельно цепочке из последовательно включенных раз мыкающего контакта третьего элемента управления и порогового элемента включены исполнительный элемент и выход потенциометра утечки через встречно включенные второй и третий диоды, а движок потенциометра утечки, соединенный с одним из неподвижных выводов резистора, через последовательно включенные замыкающие контакты четвертого элемента управления и первый резистор соединен с нулевым проводом сети, а также через размыкающий контакт четвертого элемента управления по одной цепи соединен через замыкающий контакт коммутатора и второй резистор с нулевым проводом сети, а по другой цепи — через последовательно включенные замыкающий второй контакт исполнительного элемента и размыкающий контакт второго элемента управления с фазой сети со стороны потребителя.

2 ° Устройство для контроля сопротивления изоляции электропотребителя по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что в него дополнительно введен третий конденсатор, включенный параллельно первому резистору.