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, R_ИЗ1, R_ИЗ2 - 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 Зависимость e(t) приведена на фиг. 2.

Проводя постоянные замеры изменяющегося потенциала V_xi точки В, фиксируют момент t_i, когда он достигнет какого-нибудь значения из таблицы, выбранного из соображений, либо минимальной погрешности, либо минимального времени преобразования. Этому значению V_xi соответствует коэффициент k_i, который определяет соотношение между _i и t_i.

Тогда _i определяется по формуле
Зная потенциал V₀ точки В до подключения конденсатора, равный , значение скачка напряжения V_n в точке В в момент шунтирования, равное , и постоянную времени переходного процесса , легко определить параметры изоляции по формулам



Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить реализацию устройств для измерения электрического сопротивления изоляции и обеспечить гальваническую развязку измерительных цепей.

Формула изобретения

Способ измерения электрического сопротивления изоляции цепей, находящихся под напряжением постоянного тока, заключающийся в том, что изменяется конфигурация измеряемой цепи путем шунтирования и производится ряд замеров измеряемой цепи, отличающийся тем, что вначале измерения производятся замеры потенциалов разных участков цепей по отношению к корпусу, потом шунтируют участок цепи, имеющий более высокий потенциал, конденсатором известной емкости, и измеряют параметры переходного процесса в точках шунтирования, а по этим параметрам вычисляют значения паразитных емкостей C и сопротивлений изоляций цепей по отношению к корпусу R_ИЗ1 и R_ИЗ2 по формулам



где V₀, V_n - установившееся и начальное значения напряжения в точке измерения;
- постоянная времени переходного процесса;
V₁ - источник напряжения в контролируемой цепи;
R_ИЗ1, R_ИЗ2 - сопротивления изоляции первого и второго участков цепи по отношению к корпусу;
С₁, С₂ - паразитные емкости первого и второго участков цепи по отношению к корпусу;
С_ш - конденсатор известной емкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3