Пристрій для вимірювання струму витікання високовольтного обладнання транспортних засобів

Винахід відноситься до електровимірювальної техніки і може бути використаний для вимірювання струму витікання багатосхідної ізоляції високовольтного електрообладнання транспортного засобу, зокрема, тролейбуса. Відомий пристрій для вимірювання струму витікання на тролейбусах, що містить контактний щуп, індикатор струму витікання та заземлювач (Томлянович Д.К., Чубулов В.И. Защита устройств электроснабжения троллейбусов. - М.: Транспорт, 1980. - С.89, рис.44). Загальними ознаками винаходу, що заявляється, для вимірювання струму витікання аналога є контактний щуп та заземлювач. Проте цей пристрій має суттєвий недолік: він мало надійний у роботі, тому що перехідний опір рухомого контакту заземлювача змінюється у залежності від стану дороги. Крім того, опір самого шляхового покриття, особливо асфальтового, порівняно великий і може коливатися в інтервалі від 0,35 до 100МОм. Тому через індикатор струму витікання може текти струм у десятки і навіть сотні разів менший від дійсного струму витікання. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого є відомий пристрій для вимірювання струму витікання, що містить послідовно з'єднані контактний щуп, струмообмежувальний опір, що шунтується кнопкою, міліамперметр та заземлювач (Экспрессинформация. Сер.: "Городской электротранспорт". - №7. - Вып.2. - ЦБНТИ Минжилкомхоза РСФСР, 1978). У цьому пристрої струм витікання протікає від контактної мережі через високовольтну ізоляцію тролейбуса на його корпус і далі через міліамперметр на землю. Щодо прототипа й пристрою вимірювання струму витікання, що заявляється, загальними є такі суттєві ознаки: контактний щуп, міліамперметр та заземлювач. Основний недолік цього пристрою - низька точність через шунтуючу дію опору пневматичних шин, що змінюється на чотири порядки у залежності від погодних умов. В основу винаходу поставлене завдання створення пристрою для вимірювання струму витікання, в якому наявність нових конструктивних елементів дозволяє виключити вплив варіації значень опору пневматичних шин залежно від погодних умов, що у кінцевому підсумку підвищує точність знаходження струму витікання через високовольтну ізоляцію тролейбуса. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій вимірювання струму витікання, який містить послідовно з'єднані контактний щуп, міліамперметр та заземлювач, відповідно до винаходу обладнано комутатором, що самоперемикається, двома осередками пам'яті, резисторним розподілом напруги, двома множними елементами і двома диференціальними підсилювачами, до того ж до виходу контактного щупа підключений вхід комутатора, що самоперемикається, виходи якого з'єднані зі входами двох осередків пам'яті, які мають вхідні опори 20МОм та 1КОм, виходи якого з'єднані з резисторним розподілом напруги із заземлювальною середньою точкою, зі входами першого множного елемента й входами першого диференціального підсилювача, до того вихід першого осередка пам'яті з входним опором 20МОм з'єднаний з прямим входом першого диференціального підсилювача, а вихід другого осередка зі вхідним опором 1КОм - інверсійним входом першого диференціального підсилювача. Вихід першого диференціального підсилювача з'єднаний з одним входом другого множного елемента, а між другим входом цього множного елемента та заземлювачем підключений міліамперметр. Виходи обох множних елементів, з'єднані між собою і через другий підсилювач - із міліамперметром. Від прототипу заявлене технічне рішення відзначається тим, що в нього додатково введені комутатор, який самоперемикається, два осередки пам'яті, резисторний розподіл напруги, два множних елемента та два диференціальних підсилювача. У результаті використання цього винаходу забезпечується отримання технічного результату, що складається з виключення впливу варіації значень опору пневматичних шин у залежності від погодних умов. Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і одержуваним технічним результатом існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Застосування комутатора з осередками пам'яті, що запам'ятовують, потенціал корпуса відносно землі та напругу доторкнення між корпусом й землею, з послідованою математичною обробкою дозволяє виключити вплив варіації значень опору пневматичних шин у залежності від погодних умов, що у кінцевому підсумку дозволяє підвищити точність знаходження струму витікання через високовольтну ізоляцію тролейбуса. Сутність винаходу пояснюється кресленням (фіг.), де наведена принципова схема пристрою для вимірювання струму витікання тролейбуса. Пристрій для вимірювання струму витікання високовольтного обладнання транспортних засобів містить контактний щуп 1, до виходу якого підключений вхід комутатора 2, що самоперемикається, виходи якого з'єднані з входами осередка пам'яті 3, маючи, наприклад, значення вхідного опору 20МОм, й осередка пам'яті 4, маючи, наприклад, значення вхідного опору 1КОм, виходи яких з'єднані з резисторним розподілом напруги 5 із заземлювальною середньою точкою, з входами множного елемента 6 і входами диференціального підсилювача 7, до того вихід осередка пам'яті 3 з'єднаний з прямим входом диференціального підсилювача 7, а вихід осередка 4 - з інверсним входом диференціального підсилювача 7. Вихід диференціального підсилювача 7 з'єднаний з одним входом множного елемента 8, а між другим входом множного елемента 8 та заземлювачем 11 підключений міліамперметр 10. Виходи множних елементів 6 і 8 з'єднані між собою через підсилювач 9 з міліамперметром 10. У процесі роботи запропонований пристрій реалізує математичну залежність де - струм витікання через ізоляцію тролейбуса, А; - потенціал корпусу тролейбуса відносно землі, В; - напруга доторкання між корпусом тролейбуса й землею, В. Винахід, що пропонується, працює таким чином. Заземлювач 11 підключається до контуру заземлення, а контактний щуп 1 до корпусу тролейбуса (на кресленні не показано). Внаслідок цього на вхід комутатора 2, що самоперемикається, прикладається потенціал корпусу тролейбуса. З виходу комутатора 2, що самоперемикається, потенціал подається на вхід осередка пам'яті 3 з вхідним опором 20МОм. При спрацюванні комутатора 2, що самоперемикається, його вихід перемикається на вхід осередка пам'яті 4, що має вхідний опір 1кОм. Сигнали на виходах осередків пам'яті 3 та 4 за амплітудою дорівнюють сигналам на вході. Внаслідок алгебраїчного підсумування цих сигналів на резисторному розподілі напруги 5 формується сигнал що подається на вхід диференціального підсилювача 7, що забезпечує гальванічну розв'язку цього сигналу відносно землі. Вихідний сигнал з диференціальним підсилювачем 1 дорівнює вхідному, але гальванічно зв'язаний із землею. Крім того, сигнали з виходів осередків пам'яті 3 й 4 подаються на вхід множного елемента 6, який формує на виході добуток вхідних сигналів Щодо виконання аналогової операції ділення сигнал з виходу множного елемента 6 подається на вихід множного елемента 8, а на вхід подаються: вихідний сигнал з диференціального підсилювача 7 і потенціал землі. Оскільки між виходом множного елемента 8 і другим його входом існує тісний зворотний зв'язок, завдяки наявності підсилювача 9 через міліамперметр 10 протікає струм, що дорівнює струмові витікання через ізоляцію. Використання запропонованого пристрою вимірювання струму витікання тролейбуса дозволяє визначити дійсне значення струму витікання через ізоляцію незалежно від опору пневматичних шин.