Устройство контроля сопротивления изоляции электрических цепей

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля качества изоляции, например, жгутов. Цель изобретения - повышение точности контроля путем разделения по времени задания испытательного напряжения и контроля результата его действия и многократного автоматического повторения контроля, повышение надежности устройства путем сокращения времени нахождения усилителя под питанием. Устройство для контроля изоляции электрической цепи 1 содержит конденсаторы 2, 3, 14, 18, эталонный резистор 4, реле 5 времени с переключающими контактами 5.1, 5.2, 5.5, размыкающими контактами 5.3, 5.4, усилитель 6, реле 7 с замыкающим контактом 7.1, источник 8 измерительного напряжения, тиристоры 9, 10, диоды 11, 12, реле 13 с замыкающими контактами 13.1, 13.2, размыкающим контактом 13.3, элемент 15 коммутации, световой индикатор 16, ограничительный резистор 17, стабилитроны 19, 20, минусовую 21 и плюсовую 22 шины питания. За счет введения конденсаторов 14, 18, реле 5 времени, реле 7, 13, источника 8 измерительного напряжения, тиристоров 9, 10, диодов 11, 12, светового индикатора 16, ограничительного резистора 17, стабилитронов 19, 20 обеспечивается отключение входных цепей усилителя 6 в момент заряда конденсаторов 2, 3, что повышает точность контроля, обеспечивается отключение усилителя 6 от питания на время подачи испытательного напряжения, что сокращает время эксплуатации усилителя, увеличивает его надежность и надежность устройства в целом. Точность контроля повышается и за счет автоматического многократного его проведения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) 0tl рц С 01 R 31/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рие. !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OYHPbtTHSIM

ПРИ ЖНТ СССР

1 (21) 4468271/24-21 (22) 01„07.88 (46) 30.07.90. Бюл. - 28 (72) ВЛ. Кротов (53) 621.317.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1:. 203766, кл. С 01 R 27/14, 1966, Авторское свидетельство СССР

У 183824„ кл. G 01 R 27/02, 1965.

I (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля к1чества изоляции, например, жгутов.

Цель изобретения — повьшгение точности контроля путем разделения по времени задания испытательного напряжения и контроля результата его действия и многократного автоматическо1

Ф

ro повторения контроля, повьипение надежности устройства путем сокращения времени нахождения усилителя под питанием. Устройство для контроля изоляции электрической цепи 1 содержит конденсаторы 2, 3, 14, !8, эталонный резистор 4, реле 5 времени с переключающими контактами 5-1, 5-2, 5-5, размыкающими контактами

5-3, 5-4, усилитель 6, реле 7 с замыкающим контактом 7-1, источник 8 измерительного напряжения, тиристоры 9, 10, диоды !1, 12, реле 13 с замыкающими контактами 13-l, l3-2, размыкающим контактом !3-3, элемент

15 коммутации, световой индикатор 16, ограничи; ельный резистор 17, стабилитроны 19, 20, минусовую 21 и плюсовую 22 щины питания. За счет введения конденсаторов 14, 18, реле 5 времени, реле 7, 13, источника 8 из1582155

t5 мерительного напряжения, тиристоров

10, диодов 11, 12, светового индикатора 16, ограничительного резистора 17, стабилитронов 19, 20 обеспечивается отключение входных цепей у силцтеля 6 в момент заряда конденсаторов 2, 3, что повышает точность контроля, обеспечивается отключение

Изобретение относится к контрольЙо-измерительной технике и может бы1ь ! использовано для контроля качества изоляции, например, жгутов.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет разделения

По времени задания испытательного напряжения и контроля результата его действия и повышение надежности устройства эа счет сокращения времени

pro нахождения поц питанием.

Иа фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — схема усилителя, Устройство для контроля изоляции электрической цепи 1 содержит второй 2 и первый 3 конденсаторы, эталонный резистор 4, реле 5 времени с вторым 5-1 и третьим 5-2 переключающими контактами, первым 5-3 и вторым 5-4 размыкающими контактами и первым переключающим контактом 5-5, усилитель 6, первое реле 7 с раэмыкающим контактом 7-1, источник 8 измерительного напряжения, первый 9 и второй 10 тиристоры, первый 11 и второй 12 диоды, второе реле 13 с первым 13-1 и вторым 13-2 замыкающими контактами и с размыкающим контактом 13.3, четвертый конденсатор 14, элемент 15 коммутации, световой индикатор 16, ограничительный резистор 17, третий конденсатор 18, первый 19 и второй 20 стабилитроны, а также минусовую 21 и плюсовую 22 шины питания. Усилитель 6 имеет плюсовой 23 и минусовый 24.выводы питания, третий 25, четвертый 26, первый

27, второй ?8 входы, первый 29 и. второй 30 выходы.

Усилитель (фиг. 2) содержит транзисторы 31 и 32I резисторы 33-35, переменный резистор 36, транзисторы

37 и 38, резисторы 39 и 40, транзисторы 41 и 42, .резисторы 43-46, диоды

47 и 48. резисторы 49 и 50, транзисторы 51 и 52, резисторы 53 и 54, усилителя 6 от питания на время подачи испытательного напряжения, что сокращает время эксплуатации усилителя, увеличивает его надежность и надежность устройства в целом. Точность контроля повышается и эа счет автоматического многократного его проведения. 2 ил, транзисторы 55 и 56, резисторы 57-61, диод 62,. Резисторы 63 и 64, диоды 65 и и 66, резисторы 67 и 68, а также диод 69.

Конденсатор 3 соединен первым выводом с первой клеммой для подключения контролируемой электрической цепи 1, второй конденсатор 2 — первым выводом через эталонный резистор

4 с общей шиной устройства, Первые выводы обмоток первого 7 и второго

25 13 реле, обмотки реле 5 времени, третьего 14 и четвертого 18 конденсаторов, светового индикатора 16, первого 5-3 и второго 5-4 размыкающих контактов реле 5 времени, первого

30 13-1 и второго 13-2 замыкающих контактов второго реле 13 соединены с общей шиной устройства и минусовой клеммой 21 питания устройства. Плюсовая шина питания устройства 22 связа»

35 на через размыкающий контакт 1 3- 3 второго реле с IIJIlocoBbM выводом 23 усилителя 6, анодами первого 9 и второго 10 тиристоров, вторым выводом обмотки реле 5 времени, первым выво40 дом первого переключающего .контакта

5-5 реле 5 времени, второй вывод которого соединен со вторым выводом обмотки первого реле 7, а третий вы вод через третий конденсатор 18—

45 с общей шиной устРойства. Первый выход 29 усилителя 6 соединен с управляющим электродом первого тиристора 9, катод которого соединен с первым входом 27 усилителя 6 и анодом

50 первого диода 11, соединенного катодом с вторым выводом обмотки второго реле 13, вторым выводом четвертого конденсатора 14 и катодом второго диода 12, соединенного анодом через элемент 15 коммутации с вторым выво55 дом светового индикатора 16, катодом второго тпрчстора 10 и вторым входом усилителя 6, соединенного вторым выходом 30 с управляющим электродом

5 15821 второго тиристора 10. третьим входом

25 — с первым выводом второго переключающего контакта 5-1 реле 6 времени, соединенного вторым выводом с вторым выводом первого конденсатор»

3 и катодом первого стабилитрона 19, соединенного анодом непосредственно с вторым выводом первого конденсатора 3 и вторым выводом первого размыкающего контакта 5-3 реле 5 времени.

Катод первого стабилитрона 19 соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта 13-! реле 5 времени, четвертый вход 26 усилителя б соединен с первым выводом третьего переключающего контакта 5-2 реле 5 времени, второй вывс д которого соединен с вторым выводом второго конденсатора 2, катодом второго стабилитрона 20

20 и вторым выводом второго замыкающего контакта 13-2 второго реле 13.

Анод второго стабилитрона 20 связан с вторым выводом второго размыкающего контакта 5-4 реле 5 времени. Третьи 25 выводы второго 5.1 и третьего 5.2 переключающих контактов реле 5 времени объединены и через ограничительный резистор 17 подключены к плюсовому выводу источника 8 измерительного напряжения, соединенного минусовым выводом с общей шиной устройства. Минусовой вывод 24 питания усилителя 6 соединен через замыкающий контакт 7-1 первого реле 7 с общей шиной устройства.

Устройство контроля изоляции элект- рических цепей работает следующим образом.

При наличии питания на шине 22 и замкнутом контакте 13-3 срабатывает

40 реле 5, при этом замыкаются контакты

5-1, 5-2 и 5-5, подключая источник 8 измерительного напряжения к обкладкам конденсаторов 2 и 3, шину 22 питания к конденсатору 18, и размыкаются кон45 такты 5-3, 5-4, образуя образцовую

RC-цепочку из конденсатора 2 (емкость С ) и образцового резистора (сопротивление R ) и измерительную

RC-цепочку из конденсатора 3 (емкость С ) и испытуемой цепи 1 (сопротивление R x) .

В течение заданного времени t> происходит заряд конденсаторов 2 и 3 до напряжений Б с и 11сз (относительно

55 плюса источника 8), определяемых урава

- б14 нением U z q,!= U (1 — е ), где

r 6

1, С, „! = К„С,, но не более чем до допустимых для подачи на входы

25 и 26 усилителя б. а конденсатора

18 — до напряжения шины 22 относительно общего минуса.

По истечении времени задержки реле 5 времени отпускается и контакты 5-1-5-5 возвращаются в исходное положение, при этом одни обкладкя конденсаторов 2 и 3 отключаются от источника 8 измерительного нагряжения и подключаются к входам 25 и 26 усилителя 6, а другие — к минусовой шине 21, одновременно шунтируя обраэцовьп! резистор 4 и испытуемую цепь 1, благодаря чему напряжения на обкладках конденсаторов 2 и 3 оказываются подключенными к входам 25 и 26 усилителя б относительно общего минуса.

Поскольку в данный момент усилитель 6 подключен только к плюсу, так как контакт 7.1 разомкнут, то сравгений напряжений U u U усилителем

6 в момент переходного процесса не производится.

После отпускания реле 5 и замыкания контактов 5-5 конденсатор 18 разряжается на обмотк„ р«ле 7, на время разряда ср láàòûâçåò реле 7, подключая минусовой вывод 24 усилителя 6 к минусовой шине 21 через контакт 7-1.

С этого момента происходит сравнение напряжений U u U . в течение времени, необходимого для включения одного из тирнсторов 9 и 10, причем токи на входы 25 и 26 усилителя

6 достигают сотен микроампер, что существенно упрощает контроль и повышает его TG !ность, Под действием положительной обратной связи с катодов тиристоров

9 и 10 на входы 27 и 28 усилителя 6 исключается возможность срабатывания второго тиристора в момент переходного процесса. Если сопротивление R цепи 1 по номиналу больше образцового, включается тиристор 9 (норма) и срабатывает реле 13, отключая контактом 13-3 шину 22 питания, а контактами 13-1, 13-2 снимая накогленные заряды с конденсаторов 2 и 3. Реле 13 несмотря на отключение питания остается еще некоторое время во включенном состоянии за счет, энергии, накопленной кс-нденсатором 14.

1582155

После обесточивания обмотки реле

13 и замыканиг контактов 13-1-13-3 ,процесс повторяется.

Если сопротивление R цепи 1 меньх ше образцового (брак), включается тиристор 10 и зажигается световой индикатор 16. Дпя продолжения контроля кратковременно (вручную) замыкается элемент 15 и весь процесс по,вторяется.

Резистор 17 предназначен для ограничения зарядного тока в случае, если сопротивление цепи 1 имеет низкий номинал или короткое замыкание. Ста— билитроны 19 и 20 ограни ивают напря-! ,,æåíèå на входах усилителя б, защищая !

его от отказа. Диоды 11 и 12 обеспе-! ,чивают развязку цепей тиристоров 9, 1 ,10.

Для реализации схемы устройства !

:следует учитывать, что конденсаторы !

;2 и 3 целесообразно заряжать как ми1 нимум до 8-10 В и как максимум до

i5-18 В, так как при меньших, чем 25

6 В, напряжениях снижается надежность коммутации контактов реле, а при больппгх, чем 20 В, несколько усложняется подбор элементной базы для усилителя, Емкость конденсаторов 3 и 2 подби.,рается из условия, чтобы время их за ряда находилось в пределах 4-5 посто1 янной времени срабатывания примененного реле 5 (например РЭС-8), т.е.

0,2-0.3 с. С учетом всех коммутаций время контроля одного сопротивления изоляции составляет 0,4-0,5 с °

3а счет отключения контактом 7-1 в момент заряда конденсаторов 2 и 3 входных цепей и питания усилителя исключается их влияние на ток заряда, что повышает точность койтроля. Кроме того, обеспечивается повьппение надежности усилителя и устройства в целом, так как он находится поц 45 питанием в течение ограниченного времени, а входные цепи в момент воздействия на контролируемую цепь 1 отключ ены.

Усилитель б предназначен для сравГ нения потенциалов, накопленных в конденсаторах 2 и 3, и включения одного из тиристоров 9 и !О в зависимости от величины сопротивления изоляции проверяемых цепей.

Усилитель 6 состоит и"- входных цепей на диодах 62 и 66 и резисторах

63 и 67, трехкаскадного дифференциального усилителя на и-р-п-транзисторах 31, 32, 37, 38„41 и 42 и резисторах 35, 61, 33, 34, 36, 39, 40, 53, 44, 45 zz 46, причем входы второго каскада присоединены к коллекторам транзисторов первого каскада, а входы третьего — к коллекторам транзисторов второго каскада, и двух усилителей мощности на п-р-и-транзисторах

5 1 и 52, р-и-р-транзисторах 55 и 56 и резисторах 49, 50,:53, 54, 59 и 60.

Входные цепи усилителей моин.ости посредством .диодов 47 и 48 пв единены к эмиттерам транзистор l и 52 третьего каскада дифференциального усилителя, а их выходные цепи — к выходам 29 и 30 усилителя 6. К резисторам 63 и 67 посредством резисторов

64 и 68 и диодов 65 и 69 от входов

27 и 28 присоединены цепи положительных обратных связей.

Усилитель 6 работает следующим обре зом.

При подаче на входы 25 и 26 сигналов с заряженных конденсаторов 2 и 3 (фиг. 1) усиления не происходит.

Через 6-8 мс вывод 24 усилителя 6 подключается к общей шине. Если при этом на вход 26 подан больший потенциал, чем на вход 25, транзистор 31 открывается больше, чем транзистор

32, благодаря чему закрывается транзистор 37, открывается транзистор 41, а транзисторы 38 и 42 соответственно приоткрываются и закрываются. В результате этого эмиттеры транзисторов

41 и 42 относи-.ельно друг друга становятся соответственно плюсом и минусом, что в свою очередь приводит к полному открыванию транзисторов

51 и 55 и запиранию транзисторов 52 и 56.

Коллекторным током транзистора 55 открывается тиристор 9 (фиг. 1), после чего с его катода на вход 27 усилителя 6 поступает плюсовой потенциал в виде положительной обратной связи и тиристор 10 сработать уже не может.

Так как в схеме усилителя нет ни емкостей, ни инцуктивностей, время от момента замыкания контакта 7-1 до отпирания тиристора 9. определяется только частотными характеристиками транзисторов и временем отпирания

\ тиристора 9, что в сумме не превыиает нескольких микросекунд.

1582155

Формула из обретения

Ус гройство контроля сопротивления изоляции электрических цепей, содержащее элемент коммутации, усилитель, первый конденсатор, соединенный первым выводом с первой клеммой для подключения контролируемой электрической цепи, второй конденсатор, соединенный первым выводом через эталонный резистор с общей шиной устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля и надежности устройства, в него введе-t5 ны реле времени, два реле, третий и четвертый конденсаторы, световой индикатор, ограничительный резистор, источник измерительного напряжения, два диода, два тиристора, два стаби- щ литрона, причем первые выводы обмоток первого и второго реле, обмотки реле времени, третьего и четвертого конденсаторов, светового индикатора, первого и второго размыкающих контак- >> тов реле времени, первого и второго замыкающих контактов второго реле соединены с общей шиной устройства и минусовой клеммой питания устройства, плюсовая шина питания устрой- Зр ства соединена через размыкающий контакт второго реле с плюсовым выводом усилителя, анодами первого и второго тиристоров, вторым выводом обмотки реле времени, первым выводом первого переключающего контакта реле времени, второй вывод которого соединен с вторым выводом обмотки первого реле, а третий вывод - c вторым выводом третьего конденсатора, первый 4g выход усилителя соединен с управляющим электродом первого тиристора, катод которого соединен с первым входом усилителя и анодом первого диода, соединенного катодом с вторым выводом обмотки второго реле, вторым выводом четвертого конденсатора и катодом второго диода, соединенного анодом через элемент коммутации с вторым выводом светового индикатора катодом второго тиристора и вторым входом усилителя, соединенного вторым выходом с управляющим электродом второго тиристора, третьим входом — с первым выводом второго переключающего контакта реле времени, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого конденсатора и катодом первого стабилитрона, соединенного анодом с вторым выводом первого конденсатора и вторым выводом первого размыкающего контакта реле времени, катод первого стабилитрона соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта второго реле, четвертый вход усилителя соединен с первым выводом третьего переключающего контакта реле времени, второй вывод которого соединен с вторым выводом второго конденсатора, катодом второго стабилитрона и вторым выводом второго замыкающего контакта второго реле, анод второго стабилитрона соединен с вторым выводом второro paзмыкающего контакта реле времени и первым выводом второго конденсатора, третьи выводы второго и третьего переключающих контактов реле времени соединены между собой и через ограничительный резистор с плюсовым выводом источника измерительного напряжения, соединенного минусовым выводом с общей шиной устройства, минусовый вывод питания усилителя соединен через замыкающий контакт первого реле с общей шиной устройства.

Составитель Ъ. Дворкин

Редактор Л. Пчолинская Техред П.Сердюкова - Корректор Т. Иалец

Заказ 2087 Тираж 562 Подписчое

ВНИИНИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101