[go: up one dir, main page]

RU2747043C1 - Device for automatic control of insulation resistance of dc power supply network - Google Patents

Device for automatic control of insulation resistance of dc power supply network Download PDF

Info

Publication number
RU2747043C1
RU2747043C1 RU2020127805A RU2020127805A RU2747043C1 RU 2747043 C1 RU2747043 C1 RU 2747043C1 RU 2020127805 A RU2020127805 A RU 2020127805A RU 2020127805 A RU2020127805 A RU 2020127805A RU 2747043 C1 RU2747043 C1 RU 2747043C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacitor
measurement
values
positive
resistance
Prior art date
Application number
RU2020127805A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Владимирович Ендачев
Кирилл Евгеньевич Карпухин
Илья Александрович Куликов
Александр Алексеевич Шорин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ")
Priority to RU2020127805A priority Critical patent/RU2747043C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2747043C1 publication Critical patent/RU2747043C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/12Circuits for multi-testers, i.e. multimeters, e.g. for measuring voltage, current, or impedance at will
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
    • G01R27/18Measuring resistance to earth, i.e. line to ground

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: control and measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to the control and measuring equipment of vehicles with direct current electric traction. The device for automatic control of the insulation resistance of the DC power supply network contains the first K1 and the second K2 switching elements. The input of K1 is connected to the input electrode of the capacitor C, and its output through the discharge resistor RDis connected to the output grounded electrode of the capacitor C. The inputs of K2 are made with the possibility of alternately connecting to the positive or negative power bus, or disconnecting from the power supply, and its output is connected through an additional resistance RAto the input electrode of the capacitor C. The means of measuring parameters are made in the form of appropriately connected measurement, calculation and parameter fixation units. The calculation unit is designed to calculate the value of the insulation resistances Ri+, Ri-according to the ratios:where: Ri+, Ri-- insulation resistances of the positive and negative power buses, respectively; U+, U-- the voltage on the positive and negative power buses relatively to the “ground” before the start of the charge cycle of the capacitor C; UC- the voltage on the capacitor charged during the measurement; C - the capacity of the capacitor; t - the capacitor charge time; RA- the resistance of an additional resistor in the capacitor charge circuit. In the control unit, the calculated values are compared with the values of the resistances from previous measurements and, if these values do not exceed the standard values, these values are recorded in the parameter fixation unit until the next measurement and calculation cycle.EFFECT: increased accuracy of measurements of insulation resistances of DC network buses, increased electrical safety of operation and increased noise immunity.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике сетей постоянного тока, предпочтительно транспортных средств с электрической тягой на постоянном токе.SUBSTANCE: invention relates to control and measuring equipment of direct current networks, preferably vehicles with electric traction on direct current.

Известно устройство измерения сопротивлений изоляции сети постоянного тока (Патент РФ № RU 2670722 С9, МПК G01R 27/18, заявитель ООО «Силовая электроника», опубл. 24.10.2018 г.), содержащее средства переключения, контроля, измерения параметров, конденсатор и разрядные резисторы, при этом его работа заключается в измерении напряжения между полюсами изолированной сети постоянного тока и "землей" при подключенных измерительных резистивных элементах между каждым полюсом и "землей" и вычислении значений сопротивлений изоляции. В качестве измерительных резистивных элементов используют переключаемые делители напряжения. Переключение делителей производят таким образом, чтобы в первом состоянии общее сопротивление первого делителя было меньше, чем второго, а во втором состоянии общее сопротивление первого делителя было больше, чем второго, причем коэффициент деления каждого делителя оставляют неизменным.A known device for measuring the insulation resistance of a DC network (RF Patent No. RU 2670722 C9, IPC G01R 27/18, applicant LLC Power Electronics, publ. 24.10.2018), containing means of switching, monitoring, measuring parameters, capacitor and discharge resistors, while its work is to measure the voltage between the poles of an isolated DC network and "ground" with connected measuring resistive elements between each pole and "ground" and calculate the values of insulation resistance. Switched voltage dividers are used as measuring resistive elements. The switching of the dividers is carried out in such a way that in the first state the total resistance of the first divider is less than that of the second, and in the second state the total resistance of the first divider is greater than the second, and the division coefficient of each divider is left unchanged.

Недостатками этого устройства являются сложность схемы реализации и снижение значений сопротивления изоляции за счет подключения параллельных резисторов.The disadvantages of this device are the complexity of the implementation scheme and a decrease in insulation resistance values due to the connection of parallel resistors.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство измерения сопротивления изоляции двухпроводных сетей постоянного тока (Патент SU 1041958 А1, МПК G01R 27/18, заявитель Винницкий политехнический институт, опубл. 15.09.1983 г.), содержащее средства переключения, контроля, измерения параметров, конденсатор и разрядные резисторы, при этом его работа заключается в фиксации напряжения между контролируемой шиной питания и землей, подключении между этой шиной и землей конденсатора и фиксация тока, протекающего через конденсатор, последующего разряда конденсатора и расчета сопротивления изоляции контролируемой шины питания.Closest to the proposed invention is a device for measuring the insulation resistance of two-wire DC networks (Patent SU 1041958 A1, IPC G01R 27/18, applicant Vinnitsa Polytechnic Institute, publ. 09/15/1983), containing means of switching, monitoring, measuring parameters, capacitor and discharge resistors, while its work consists in fixing the voltage between the monitored power bus and ground, connecting the capacitor between this bus and ground and fixing the current flowing through the capacitor, the subsequent discharge of the capacitor and calculating the insulation resistance of the monitored power bus.

Недостатками устройства являются низкая точность измерения при наличии колебаний питающего напряжения, но главное - нарушение требований электробезопасности при измерениях, когда потенциал шины питания подается на заземляющий контур или на корпус автомобиля.The disadvantages of the device are low measurement accuracy in the presence of fluctuations in the supply voltage, but the main thing is the violation of electrical safety requirements during measurements, when the potential of the power bus is applied to the ground loop or to the car body.

Техническими результатами предлагаемого изобретения являются повышение точности измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока, повышение электробезопасности эксплуатации и повышение помехозащищенности в их причинно-следственной связи с признаками предложенного устройства.The technical results of the proposed invention are to improve the accuracy of measuring the insulation resistance of the DC network, increase the electrical safety of operation and increase the noise immunity in their causal relationship with the features of the proposed device.

Устройство автоматического контроля сопротивления изоляции сети питания постоянного тока, содержит средства переключения, контроля, измерения параметров, конденсатор и резисторы, причем средства переключения выполнены в виде первого К1 и второго К2 коммутирующих элементов, причем вход первого коммутирующего элемента К1 соединен со входным электродом конденсатора С, а его выход через разрядный резистор RP соединен с выходным заземленным электродом конденсатора С, а входы второго коммутирующего элемента К2 выполнены с возможностью попеременного соединения с положительной или отрицательной шиной питания, или отключения от сети питания, а его выход соединен через дополнительное сопротивление RД с входным электродом конденсатора С, средства измерения параметров выполнены в виде соответствующим образом связанных блоков измерений, расчета и фиксации параметров, средства контроля выполнены в виде блока автоматического управления и контроля, необходимым образом связанного соответственно с коммутирующими элементами, блоками измерений, расчета, контроля и фиксации параметров, средства контроля выполнены в виде блока автоматического управления, необходимым образом связанного соответственно с коммутирующими элементами, блоками измерений, расчета по нижеуказанным соотношениям, контроля и фиксации параметров.The device for automatic control of the insulation resistance of the DC power supply network contains means for switching, monitoring, measuring parameters, a capacitor and resistors, and the means for switching are made in the form of the first K1 and second K2 switching elements, and the input of the first switching element K1 is connected to the input electrode of the capacitor C, and its output through the discharge resistor R P is connected to the output grounded electrode of the capacitor C, and the inputs of the second switching element K2 are made with the possibility of alternating connection with a positive or negative power bus, or disconnecting from the power supply, and its output is connected through an additional resistance R D with the input electrode of the capacitor C, the means for measuring the parameters are made in the form of appropriately connected blocks for measuring, calculating and fixing the parameters, the control means are made in the form of an automatic control and monitoring unit, which is necessarily connected, respectively, with the com mutating elements, units of measurement, calculation, control and fixation of parameters, the control means are made in the form of an automatic control unit, which is necessarily connected, respectively, with the switching elements, measurement units, calculation according to the following ratios, control and fixation of parameters.

Указанными блоками устройства при его работе в последовательности, определяемой в блоке управления в порядке заданном его программой управления измеряются напряжения между шинами питания и землей, для этого выключается первый коммутирующий элемент К1, обеспечивающий полный разряд конденсатора С через разрядный резистор RP на землю, а в результате полного разряда конденсатора С устройство автоматического контроля сопротивления изоляции сети питания постоянного тока подготавливается к измерению напряжений, и после того как отключается первый коммутирующий элемент К1, измеряют напряжения между соответствующими шинами питания и землей, и включается на фиксированное время второй коммутирующий элемент К2, обеспечивающий заряд конденсатора С от положительной или во втором случае от отрицательной шины питания через дополнительное сопротивление RЛ и соответствующее сопротивление изоляции Ri+ или, Ri-, при этом после выключения через заданное время второго коммутирующего элемента К2 заряд конденсатора С прерывается, замеряют напряжение заряда конденсатора С и после проведения в блоке расчета соответствующих расчетов вычисляют значения сопротивлений изоляции Ri+, или Ri-, затем включают первый коммутирующий элемент К1, замыкая цепь разряда конденсатора С через разрядный резистор RP на «землю», который соединен с выходным заземленным электродом конденсатора С, и полностью разряжают его на «землю», тем самым подготавливая к следующему циклу измерения сопротивлений изоляции Ri+ или, Ri- соответствующих питающих шин и при этом блок расчета выполнен с возможностью вычисления значения сопротивлений изоляции Ri+, Ri- по следующим соотношениям:The indicated blocks of the device during its operation in the sequence determined in the control unit in the order specified by its control program measure the voltages between the power buses and ground, for this the first switching element K1 is turned off, providing a complete discharge of the capacitor C through the discharge resistor R P to ground, and in As a result of the complete discharge of the capacitor C, the automatic control device of the insulation resistance of the DC power supply network is prepared for voltage measurement, and after the first switching element K1 is turned off, the voltages between the corresponding power buses and ground are measured, and the second switching element K2 is turned on for a fixed time, providing charge capacitor C from the positive or, in the second case, from the negative power bus through an additional resistance R L and the corresponding insulation resistance R i + or, R i- , while after turning off the second switching element K2 after a specified time, the charge to the capacitor C is interrupted, the charge voltage of the capacitor C is measured, and after carrying out the corresponding calculations in the calculation unit, the values of the insulation resistance R i + or R i- are calculated, then the first switching element K1 is turned on, closing the discharge circuit of the capacitor C through the discharge resistor R P to ground , which is connected to the output grounded electrode of the capacitor C, and completely discharges it to "ground", thereby preparing for the next cycle of measuring the insulation resistance R i + or, R i- of the corresponding supply buses, and the calculation unit is configured to calculate the value of the insulation resistance R i + , R i- according to the following ratios:

Figure 00000001
Figure 00000001

где:Where:

Ri+, Ri- - сопротивления изоляции положительной и отрицательнойR i + , R i- - insulation resistance of positive and negative

шин питания соответственно;power rails, respectively;

U+, U- - напряжения на положительной и отрицательной шинах питания относительно "земли" до начала цикла заряда конденсатора С;U + , U - - voltages on the positive and negative power lines with respect to "ground" before the start of the charge cycle of the capacitor C;

UC - напряжение на заряженном в процессе измерения конденсаторе;U C is the voltage across the capacitor charged during the measurement;

С - емкость конденсатора;C is the capacitance of the capacitor;

t - время заряда конденсатора:t is the charging time of the capacitor:

RД - сопротивление дополнительного резистора в цепи заряда конденсатора.R D is the resistance of an additional resistor in the capacitor charging circuit.

Далее сравнивают в блоке контроля рассчитанные значения с величинами сопротивлений из предыдущих измерений, вычисленных ранее и определяют их изменения за заданное число предыдущих циклов измерений, если эти величины изменений не превышают штатных величин (например, в пределах статистической погрешности измерений или не превышение предельной величины уменьшения сопротивления изоляции за один шаг цикла измерений) и не имеют тенденцию к росту, то фиксируют заданное число этих значений в блоке фиксации параметров до следующего цикла измерения и расчета.Next, the calculated values are compared in the control unit with the resistance values from previous measurements, calculated earlier and their changes for a given number of previous measurement cycles are determined, if these changes do not exceed the standard values (for example, within the statistical measurement error or not exceeding the limiting value of the decrease in resistance isolation in one step of the measurement cycle) and do not have a tendency to increase, then the specified number of these values is fixed in the block for fixing the parameters until the next measurement and calculation cycle.

Технические результаты изобретения заключаются в повышении точности измерений сопротивлений изоляции положительной и/или отрицательной шин сети постоянного тока, повышении электробезопасности эксплуатации и повышении помехозащищенности и достигаются таким образом, что вне зависимости от соотношения сопротивлений изоляции положительной и отрицательной шины питания сети постоянного тока и при их изменениях в процессе эксплуатации производится постоянный контроль этих сопротивлений, при этом за счет простоты выполнения устройства и простых расчетных формул при однотипных автоматически повторяющихся действий измерения и расчета повышаются точность измерения, а путем устранения случайно выпадающих экстремальных значений из общего числа значений измеряемых и расчетных величин, что позволяет своевременно выявить нештатное снижение сопротивления изоляции шин питания или тенденцию к этому, что повышает электробезопасность эксплуатации, помехозащищенность же повышается за счет использования для необходимых измерений такого помехоустойчивого элемента как конденсатор.The technical results of the invention are to improve the accuracy of measurements of the insulation resistance of the positive and / or negative DC busbars, increase the electrical safety of operation and increase the noise immunity, and are achieved in such a way that, regardless of the ratio of the insulation resistances of the positive and negative busbars of the DC power supply and when they change during operation, these resistances are constantly monitored, while due to the simplicity of the device and simple calculation formulas with the same type of automatically repeated measurement and calculation actions, the measurement accuracy is increased, and by eliminating accidentally falling extreme values from the total number of measured and calculated values, which allows timely identify an abnormal decrease in the insulation resistance of the power buses or a tendency to this, which increases the electrical safety of operation, the noise immunity increases due to the use of necessary measurements of such a noise-immune element as a capacitor.

На фигуре 1 изображена схема основных измерительных соединений устройства автоматического контроля сопротивления изоляции сети питания постоянного тока без электрических и механических соединений со средствами контроля, выполненными в виде блока автоматического управления коммутирующими элементами, блоками измерений, расчета и фиксации параметров, соответствующим образом связанными между собой.Figure 1 shows a diagram of the main measuring connections of a device for automatic control of the insulation resistance of a DC power supply network without electrical and mechanical connections with control means made in the form of an automatic control unit for switching elements, units for measuring, calculating and fixing parameters, respectively interconnected.

Устройство автоматического контроля сопротивления изоляции сети питания постоянного тока содержит средства переключения, контроля, измерения параметров, конденсатор и резисторы. Причем средства переключения выполнены в виде первого К1 и второго К2 коммутирующих элементов, при этом вход первого коммутирующего элемента К1 соединен со с входным электродом конденсатора С, а его выход через разрядный резистор RP соединен с выходным заземленным электродом конденсатора С. Входы второго коммутирующего элемента К2 выполнены с возможностью попеременного соединения с положительной или отрицательной шиной питания, или отключения от сети питания, а его выход соединен через дополнительное сопротивление RД с входным электродом конденсатора С. Средства измерения параметров выполнены в виде соответствующим образом связанных блоков измерений, расчета и фиксации параметров, средства контроля выполнены в виде блока автоматического управления и контроля, необходимым образом связанного соответственно с коммутирующими элементами, блоками измерений, расчета, контроля и фиксации параметров.The device for automatic control of the insulation resistance of the DC power supply network contains means for switching, monitoring, measuring parameters, a capacitor and resistors. Moreover, the switching means are made in the form of the first K1 and the second K2 switching elements, while the input of the first switching element K1 is connected to the input electrode of the capacitor C, and its output through the discharge resistor R P is connected to the output grounded electrode of the capacitor C. Inputs of the second switching element K2 are made with the possibility of alternating connection with a positive or negative power bus, or disconnection from the power supply, and its output is connected through an additional resistance R D with the input electrode of the capacitor C. The means for measuring parameters are made in the form of appropriately connected blocks for measuring, calculating and fixing parameters, the control means are made in the form of an automatic control and monitoring unit, which is necessarily connected, respectively, with the switching elements, units for measurements, calculation, control and fixation of parameters.

Все указанные блоки являются типовыми, конструируются, программируются и связываются между собой типовым образом, работают по известным заранее заданным алгоритмам и по этой причине не представляют интереса и не требуют подробного описания их конструкции и работы.All these blocks are typical, designed, programmed and interconnected in a typical way, operate according to known predetermined algorithms and for this reason are not of interest and do not require a detailed description of their design and operation.

Блок расчета выполнен с возможностью вычисления значений сопротивлений изоляции Ri+, или Ri- по следующим соотношениям:The calculation unit is configured to calculate the values of insulation resistance R i + , or R i- according to the following relationships:

Figure 00000002
Figure 00000002

где:Where:

Ri+, Ri- - сопротивления изоляции положительной и отрицательной шин питания соответственно;R i + , R i- are the insulation resistance of the positive and negative power lines, respectively;

U+, U- - напряжения на положительной и отрицательной шинах питания относительно "земли" до начала цикла заряда конденсатора С;U + , U - - voltages on the positive and negative power lines with respect to "ground" before the start of the charge cycle of the capacitor C;

UC - напряжение на заряженном в процессе измерения конденсаторе;U C is the voltage across the capacitor charged during the measurement;

С - емкость конденсатора;C is the capacitance of the capacitor;

t - время заряда конденсатора;t is the charging time of the capacitor;

RД - сопротивление дополнительного резистора в цепи заряда конденсатора.R D is the resistance of an additional resistor in the capacitor charging circuit.

Устройство автоматического контроля сопротивления изоляции сети питания постоянного тока работает следующим образом в последовательности действия блоков выше описанного устройства следующим образом.The device for automatic control of the insulation resistance of the DC power supply network operates as follows in the sequence of the blocks of the above described device as follows.

Устройство автоматического контроля сопротивления изоляции сети постоянного тока работает в следующей последовательности, при которой посредством автоматики блока автоматического управления и контроля измеряют напряжения U+, U- между соответственно положительной и/или отрицательной шинами питания и землей, затем для этого после полного разряда конденсатора С выключают первый коммутирующий элемент К1, обеспечивавший полный разряд конденсатора С через разрядный резистор RP на землю, затем включают на фиксированное время t второй коммутирующий элемент К2, обеспечивая заряд конденсатора С от произвольно выбранной шины питания через дополнительное сопротивление RД и соответствующее сопротивление изоляции Ri, после выключения второго коммутирующего элемента К2 заряд конденсатора С прерывают, замеряют напряжение заряда конденсатора С и включают первый коммутирующий элемент К1 цепи разряда конденсатора С на землю через разрядный резистор RP до полных разряда конденсатора С и готовности к повторному измерению. The device for automatic control of the insulation resistance of the DC network operates in the following sequence, in which, by means of the automatic control and monitoring unit, the voltages U + , U - are measured between, respectively, the positive and / or negative power buses and ground, then for this, after the complete discharge of the capacitor C, they are turned off the first switching element K1, which ensured the complete discharge of the capacitor C through the discharge resistor R P to ground, then the second switching element K2 is switched on for a fixed time t, providing the charge of the capacitor C from an arbitrarily selected power bus through an additional resistance R D and the corresponding insulation resistance R i , after turning off the second switching element K2, the charge of the capacitor C is interrupted, the charge voltage of the capacitor C is measured and the first switching element K1 of the circuit for the discharge of the capacitor C to ground is switched on through the discharge resistor R P until the capacitor C is completely discharged and ready to re-measure.

Далее сравнивают в блоке контроля рассчитанные значения с величинами сопротивлений из предыдущих измерений, вычисленных ранее и определяют их изменения за заданное число предыдущих циклов измерений, если эти величины изменений не превышают штатных величин (например, в пределах статистической погрешности измерений или не превышение предельной величины уменьшения сопротивления изоляции за один шаг цикла измерений) и не имеют тенденцию к росту, то фиксируют заданное число этих значений в блоке фиксации параметров до следующего цикла измерения и расчета.Next, the calculated values are compared in the control unit with the resistance values from previous measurements, calculated earlier and their changes for a given number of previous measurement cycles are determined, if these changes do not exceed the standard values (for example, within the statistical measurement error or not exceeding the limiting value of the decrease in resistance isolation in one step of the measurement cycle) and do not have a tendency to increase, then the specified number of these values is fixed in the block for fixing the parameters until the next measurement and calculation cycle.

Заявляемое устройство автоматического контроля сопротивления изоляции сети питания постоянного тока во время его работы позволяет контролировать в процессе измерения параметры, необходимые для расчета постоянной времени цепи заряда конденсатора С. При этом время измерения и номинальное значение емкости конденсатора С выбираются таким образом, чтобы величина напряжения на конденсатора UC по окончанию цикла измерения не превышала 1÷2% от величины напряжения сети питания постоянного тока. В этом случае процесс заряда конденсатора можно считать линейным с точностью до 1%. Аппроксимирующий расчет постоянной времени, например, при расчете Ri-, достигается расчетом соотношения

Figure 00000003
Если учесть, что для конденсатора постоянная времени τ=CR, получаем требуемую зависимость
Figure 00000004
Далее находим искомую величину
Figure 00000005
Аналогично, разрядив конденсатор и подключив коммутирующего элемента К2 к отрицательной шине питающей сети, рассчитываем
Figure 00000006
The inventive device for automatic control of the insulation resistance of the DC power supply network during its operation makes it possible to control during the measurement the parameters necessary to calculate the time constant of the charging circuit of the capacitor C. In this case, the measurement time and the nominal value of the capacitance of the capacitor C are selected so that the voltage across the capacitor U C at the end of the measurement cycle did not exceed 1 ÷ 2% of the value of the DC power supply voltage. In this case, the process of charging the capacitor can be considered linear with an accuracy of 1%. An approximate calculation of the time constant, for example, when calculating R i- , is achieved by calculating the ratio
Figure 00000003
If we take into account that the time constant τ = CR for the capacitor, we obtain the required dependence
Figure 00000004
Next, we find the required value
Figure 00000005
Similarly, by discharging the capacitor and connecting the switching element K2 to the negative bus of the supply network, we calculate
Figure 00000006

Таким образом, вне зависимости от соотношения сопротивлений изоляции положительной и отрицательной шин питания сети постоянного тока и при их изменениях в процессе эксплуатации производится постоянный контроль этих сопротивлений, при этом за счет простоты выполнения устройства и простых расчетных формул при однотипных автоматически повторяющихся измерениях и расчетах повышаются точность измерения, путем устранения случайно выпадающих экстремальных значений из общего числа значений измеряемых и расчетных величин, что позволяет своевременно выявить нештатное снижение сопротивления изоляции шин питания, и это повышает электробезопасность эксплуатации, помехозащищенность же повышается за счет использования для необходимых измерений такого помехоустойчивого элемента как конденсатор.Thus, regardless of the ratio of the insulation resistances of the positive and negative power supply buses of the DC network and when they change during operation, these resistances are constantly monitored, while due to the simplicity of the device and simple calculation formulas with the same type of automatically repeated measurements and calculations, the accuracy is increased measurements, by eliminating accidentally falling out extreme values from the total number of measured and calculated values, which makes it possible to timely identify an abnormal decrease in the insulation resistance of the supply buses, and this increases the electrical safety of operation, while noise immunity increases due to the use of such an anti-interference element as a capacitor for the necessary measurements.

Оперативного контроля сопротивлений изоляции сети требуют стандарты безопасности различных технологических процессов, например, процесса зарядки и эксплуатации тяговых батарей электромобиля.The operational monitoring of the network insulation resistance is required by the safety standards of various technological processes, for example, the process of charging and operating traction batteries of an electric vehicle.

Claims (9)

Устройство автоматического контроля сопротивления изоляции сети питания постоянного тока, содержащее средства переключения, контроля, измерения параметров, конденсатор и резисторы, отличающееся тем, что средства переключения выполнены в виде первого К1 и второго К2 коммутирующих элементов, причем вход первого коммутирующего элемента К1 соединен со входным электродом конденсатора С, а его выход через разрядный резистор RР соединен с выходным заземленным электродом конденсатора С, а входы второго коммутирующего элемента К2 выполнены с возможностью попеременного соединения с положительной или отрицательной шиной питания, или отключения от сети питания, а его выход соединен через дополнительное сопротивление RД со входным электродом конденсатора С, средства измерения параметров выполнены в виде соответствующим образом связанных блоков измерений, расчета и фиксации параметров, средства контроля выполнены в виде блока автоматического управления и контроля, необходимым образом связанного соответственно с коммутирующими элементами, блоками измерений, расчета, контроля и фиксации параметров, а блок расчета выполнен с возможностью вычисления значений сопротивлений изоляции Ri+, или Ri- по следующим соотношениям:A device for automatic control of the insulation resistance of the DC power supply network, containing means for switching, monitoring, measuring parameters, a capacitor and resistors, characterized in that the switching means are made in the form of the first K1 and second K2 switching elements, and the input of the first switching element K1 is connected to the input electrode capacitor C, and its output through the discharge resistor R P is connected to the output grounded electrode of the capacitor C, and the inputs of the second switching element K2 are made with the possibility of alternating connection with a positive or negative power bus, or disconnecting from the power supply, and its output is connected through an additional resistance R D with the input electrode of the capacitor C, the means for measuring the parameters are made in the form of appropriately connected blocks of measurement, calculation and fixation of parameters, the control means are made in the form of an automatic control and monitoring unit, which is necessarily connected with responsibly with switching elements, units of measurement, calculation, control and fixation of parameters, and the calculation unit is configured to calculate the values of insulation resistance R i + , or R i- according to the following relationships:
Figure 00000007
Figure 00000007
где:Where: Ri+, Ri- - сопротивления изоляции положительной и отрицательной шин питания соответственно;R i + , R i- are the insulation resistance of the positive and negative power lines, respectively; U+, U- - напряжения на положительной и отрицательной шинах питания относительно "земли" до начала цикла заряда конденсатора С;U + , U - - voltages on the positive and negative power lines with respect to "ground" before the start of the charge cycle of the capacitor C; UС - напряжение на заряженном в процессе измерения конденсаторе;U C is the voltage across the capacitor charged during the measurement; С - емкость конденсатора;C is the capacitance of the capacitor; t - время заряда конденсатора:t is the charging time of the capacitor: RД - сопротивление дополнительного резистора в цепи заряда конденсатора.R D is the resistance of an additional resistor in the capacitor charging circuit.
RU2020127805A 2020-08-20 2020-08-20 Device for automatic control of insulation resistance of dc power supply network RU2747043C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127805A RU2747043C1 (en) 2020-08-20 2020-08-20 Device for automatic control of insulation resistance of dc power supply network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127805A RU2747043C1 (en) 2020-08-20 2020-08-20 Device for automatic control of insulation resistance of dc power supply network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747043C1 true RU2747043C1 (en) 2021-04-23

Family

ID=75584922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020127805A RU2747043C1 (en) 2020-08-20 2020-08-20 Device for automatic control of insulation resistance of dc power supply network

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747043C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1041958A1 (en) * 1981-04-30 1983-09-15 Винницкий политехнический институт Two-wire dc network insulation resistant measuring device
JPH08226950A (en) * 1994-12-12 1996-09-03 Honda Motor Co Ltd Method and device for detecting insulation of ungrounded power source
RU2230332C2 (en) * 2002-07-30 2004-06-10 Нкб "Миус" Трту Apparatus measuring electric resistance of insulation
JP2004170131A (en) * 2002-11-18 2004-06-17 Yazaki Corp Insulation detection device for ungrounded power supply
KR20150084532A (en) * 2014-01-14 2015-07-22 주식회사 엘지화학 Apparatus and method for measuring insulation resistance
US10067176B2 (en) * 2014-10-02 2018-09-04 Lg Chem, Ltd. Insulation resistance measuring device and method capable of rapidly measuring insulation resistance
US20190011504A1 (en) * 2016-11-16 2019-01-10 Lg Chem, Ltd. Apparatus and method for calculating insulation resistance of battery

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1041958A1 (en) * 1981-04-30 1983-09-15 Винницкий политехнический институт Two-wire dc network insulation resistant measuring device
JPH08226950A (en) * 1994-12-12 1996-09-03 Honda Motor Co Ltd Method and device for detecting insulation of ungrounded power source
RU2230332C2 (en) * 2002-07-30 2004-06-10 Нкб "Миус" Трту Apparatus measuring electric resistance of insulation
JP2004170131A (en) * 2002-11-18 2004-06-17 Yazaki Corp Insulation detection device for ungrounded power supply
KR20150084532A (en) * 2014-01-14 2015-07-22 주식회사 엘지화학 Apparatus and method for measuring insulation resistance
US10067176B2 (en) * 2014-10-02 2018-09-04 Lg Chem, Ltd. Insulation resistance measuring device and method capable of rapidly measuring insulation resistance
US20190011504A1 (en) * 2016-11-16 2019-01-10 Lg Chem, Ltd. Apparatus and method for calculating insulation resistance of battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107621572B (en) Insulation detector and electronic device
JP6633585B2 (en) Ground fault detector
RU2603260C2 (en) Method for increasing service life of capacitors in sequential units and device for its implementation
US20110049977A1 (en) Safety and performance optimized controls for large scale electric vehicle battery systems
US20190288344A1 (en) Battery Control Device
WO2021092109A1 (en) System for charging a series of connected batteries
KR102367775B1 (en) Method and apparatus for measuring impedance of battery cell on-line
CN107843842B (en) Battery state monitoring system and method
RU2006121543A (en) METHOD FOR BALANCED CHARGING OF A LITHIUM-ION OR LITHIUM-POLYMER BATTERY
US20180306866A1 (en) Current monitoring circuit and coulomb counter circuit
CN112955758B (en) Method for measuring insulation resistance in an inverter with multi-point topology and inverter with multi-point topology
RU2007130852A (en) METHOD FOR BALANCED CHARGING OF A LITHIUM-ION OR LITHIUM-POLYMER BATTERY
JPWO2013141100A1 (en) Battery state estimation device
CN107478908B (en) Electric vehicle insulation detection device and detection method thereof
CN105203958B (en) Battery monitor and cell apparatus
JP7467337B2 (en) Integrated circuit, battery monitoring device, and battery monitoring system
JP2024528899A (en) Cell balancing method and battery system providing the same
US11322963B2 (en) Control method for power supply
RU2749577C1 (en) Method for automatic control of insulation resistance of dc network
CN116148697B (en) A battery internal resistance detection method, device and storage medium for a battery pack
RU2747043C1 (en) Device for automatic control of insulation resistance of dc power supply network
CN108139447B (en) Vehicle, device and method for determining battery voltage in multiple series battery strings
US10955481B2 (en) Methods and apparatus for determining a resistance value of a resistor in a battery system
JP7107707B2 (en) Battery monitoring device and battery monitoring method
RU2415445C1 (en) Method to measure resistance of insulation and protection against chassis faults in power circuits of diesel locomotives