УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и предназначено для контроля сопротивления изоляции токам утечки во время работы электроустановки и отключения питания при снижении сопротивления ниже заданного значения.
Известны устройства для контроля сопротивления изоляции обмоток электрических машин. Они представляют собой достаточно сложные электронные устройства производящие аппаратное определение сопротивления изоляции [1].
Недостатками такого устройства является повышенная сложность, снижающая надежность и быстродействие, а также необходимость использования внешнего питания для электронного блока.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство контроля изоляции [2], включающее в себя включатель автоматический с катушкой независимого расцепителя, пороговый элемент, узел питания, выводы питания которого подключены к одному из фазных проводов и к нулевому проводу сети соответственно, выпрямитель, а также три резистора, каждый из которых соединены между собой, дополнительно введены оптопара, датчик дифференциального тока, два ключа, пять пороговых элементов, пять резисторов, элемент ИЛИ, два одновибратора, инерционное звено, два диода и соединены определенным образом.
Недостатком такой установки сложность конструкции, приводящая к низкой надежности устройства.
Полезная модель решает задачу повышения надежности контроля сопротивления изоляции электроустановок.
Поставленный технический результат достигается тем, что в предложенном устройстве для регистрации токов утечки используется дифференциальный трансформатор, дополнительная обмотка напряжения регистрирует напряжение электроустановки. Электромагнитный исполнительный орган получает питание от вторичной обмотки дифференциального трансформатора и отключает устройство при снижении сопротивления изоляции ниже уровня, задаваемого при настройке устройства.
Это позволяет исключить дополнительные электронные элементы и датчик напряжения.
Поэтому значительно упрощается конструкция, повышается надежность изделия. Измерение тока утечки и напряжения питания, а также их сравнение осуществляется не отдельными блоками, а только одним аппаратом - дифференциальным трансформатором с дополнительной катушкой. В этом же трансформаторе происходит аппаратное сравнение величин тока и напряжения.
Указанные существенные признаки обеспечивают появление у заявленного устройства контроля сопротивления изоляции новых свойств, отличных от прототипа. Это, во-первых, использования в качестве датчика напряжения дополнительной катушки трансформатора; во-вторых, использование дифференциального трансформатора для аппаратного сравнения величин напряжения и тока утечки. Перечисленные отличия ведут к достижению поставленной цели, что является доказательством их существенности.
Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию «существенные отличия» и обеспечивает достижение положительного эффекта, обозначенного целью полезной модели.
Других известных технических решений с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.
На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство контроля изоляции.
Устройство состоит из катушек 1 и 2, необходимых для контроля тока утечки, катушки для контроля напряжения 4, катушки 5, являющейся вторичной обмоткой дифференциального трансформатора, ферромагнитного сердечника 3. Перечисленные элементы образуют дифференциальный трансформатор с дополнительной катушкой. Также в состав устройства входят: резистор R, электромагнитный исполнительный механизм Y, механически связанный с ключом К.
4
Устройство работает следующим образом. При ручном замыкании ключа К ток нагрузки начинает протекать через катушки 1, 2. Напряжение питания нагрузки приложено к цепи последовательно соединенных резистора R и катушки 4. При отсутствии токов утечки магнитные потоки катушек 1 и 2, находящиеся в противофазе, компенсируют друг друга. Магнитный поток, образуемый катушкой 4 Ф мал для того, чтобы в катушке 5 образовалась электродвижущая сила ЭДС достаточная для срабатывания исполнительного механизма Y.
12
4
При появлении токов утечки потоки катушек 1 и 2 не компенсируют друг друга, образуя в сердечнике поток Ф, который направлен встречно потоку Ф. При достижения током утечки порогового значения, соответствующего
12
4
Ф=-1,9Ф
12
0
4
или Ф=-(Ф+0,9Ф),
0
где Ф - поток, при котором происходит срабатывание исполнительного механизма
происходит срабатывание исполнительного механизма Y, который отключает нагрузку при помощи ключа К.
При уменьшении напряжения питания срабатывание устройства происходит при меньшем значении тока утечки, то есть можно считать выполняется приближенное соотношение
,
n
где U - напряжение питания,
y
I - ток утечки,
R - сопротивление токам утечки.
Таким образом, устройство контролирует сопротивление токам утечки.
12
0
При повышении напряжения питания более чем на 10% магнитный поток Ф превышает Ф. Это приводит к срабатыванию исполнительного органа Y и отключению нагрузки. Таким образом предлагаемое устройство дополнительно осуществляет защиту от перенапряжений.
Источники информации.
1) Патент РФ №2003137167/20, 24.12.2003
2) Патент РФ №2000111641/09, 10.05.2000