Способ измерения электрического сопротивления изоляции
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.
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![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/56/569528.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/56/569529.gif)
Зная потенциал V0 точки В до подключения конденсатора, равный
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/56/569530.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/56/569531.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/56/569532.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/56/569533.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/56/569534.gif)
Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить реализацию устройств для измерения электрического сопротивления изоляции и обеспечить гальваническую развязку измерительных цепей.
Формула изобретения
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/931.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/56/569535.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/56/569536.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/56/569537.gif)
где V0, Vn - установившееся и начальное значения напряжения в точке измерения;
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/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.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3