169707. lajstromszámú szabadalom • Önműködő túlfeszültségvédő áramkör elektronikus ellenállásmérő berendezésekhez

169707 3 4 körben alkalmazott túlfeszültségvédelmet szolgáló megoldásoknak tehát közösen az a hátrányuk, hogy a tervezettnél nagyobb túlfeszültség fellépése esetén megbízhatóan, időveszteség nélkül nem védik az áramköri elemeket. További hátrányuk, hogy a műszerek névleges feszültségtartományához képest az ellenállásmérő üzemmód túlfeszültség-védelme jelentősen kisebb. Ebből következik, hogy figyelmetlen kezelés esetén - mérő üzemmódok helytelen felcserélésekor a katasztrofális meghibásodás veszélye igen nagy. A napjainkban forgalomba hozott műszerekkel szemben a felhasználók által támasztott igény, hogy az ellenállásmérő üzemmód túlfeszültség-védelme azonos legyen a műszer névleges feszültségtartományával. Ezen hátrányokat küszöböli ki, és a felmerült műszaki igényt teljesíti az általunk kidolgozott találmány. Az általunk kidolgozott találmány és a kivitelezett berendezés ellenállásmérő üzemmód túlfeszültségvédelme tetszés szerint terjeszthető ki a feszültségmérő üzemmód feszültségtartomány felső határáig. Az áramköri elemek alkalmazása lehetővé teszi, hogy ezen feladatot kezelőtől függetlenül, önműködően hajtsa végre. A kitűzött feladatot azzal oldjuk meg, hogy az eddig alkalmazott hasonló rendeltetésű áramköröktől eltérően, feszültség- és áramkorlátozó elemeket, vezérelt elektronikus biztosítót és érzékelő áramkört alkalmazunk. A feladat megoldására alkalmas áramkör blokkvázlatát a 3. ábra mutatja be, ahol az 1 referencia elemet, 2 erősítőt, 3 és 5 feszültségkorlátozó elemet, 4 védőáramkört, 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkört, 7 érzékelő elemet, 8 az érzékelő elem kimenetét, 9 földpontot, 10, 11 az érzékelő elem bemeneteit, 12, 13 mérőbemeneti pontokat, 14 a 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkör vezérlő bemenetét, 15, 16 a kimeneteit, 17, 18 bemeneti pontjait jelentik a 2 erősítőnek. A 3. ábrán bemutatott túlfeszültségvédő áramkör 12 mérőbemeneti pontjához egy kétbemenetű 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkör csatlakozik. Az ugyanezen áramkör egyik 16 kimenete a 4 védőáramkörön keresztül a 2 erősítő bemenetére van bekötve. Az ugyanezen erősítő kimenete pedig egyrészt a 7 érzékelő elem egyik 10 bemenetére, ill. az 5 feszültségkorlátozó elem egyik pólusára, a 7 érzékelő elem 8 kimenete a 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkör 14 vezérlő bemenetére csatlakozik. A 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkör további 15 kimenete az 1 referencia elemen keresztül a 3 feszültségkorlátozó elemre van kötve. Az 1 referencia elem a 3 és 5 feszültségkorlátozó elem, a 4 védőáramkör és a 7 érzékelő elem egy-egy pontja földre van kötve. A 13 mérőbemeneti pont közvetlenül a 2 erősítő kimenetére van kötve. A 3. ábrán bemutatott áramkör működése a következő. A mérendő ellenállás a földelt áramgenerátoros ellenállásmérőnél a 9 földpontra és 12 mérőbemeneti pontra, míg a földeletlen áramgenerátoros ellenállásmérőnél a 12 és 13 mérőbemeneti pontokra kapcsolódik. A rendszer állapotát a 9 földpontra és 12, 31. a 12 és 13 mérőbemeneti pontokra jutó villamos mennyiség határozza meg. Ez a villamos mennyiség lehet ohmikus ellenállás, feszültség és induktivitás. Ellenállás mérésekor a mérendő ellenállás értékével arányos a 2 erősítő bemeneti és kimeneti feszültsége, valamint mindkét mérőbemeneten létrejövő feszültség. Minden méréshatárban a még mérhető legnagyobb ellenállásértékhez a 2 erősítőnek meghatározott maximális bemeneti és kimeneti feszültség értéke tartozik. Az ugyanezen értékek, vagy ennél kisebb feszültségek esetén a 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkör alapállapotban van és hatástalan a mérőrendszerre, így a rendszer 12 mérőbemeneti pontja, valamint a 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkör 15, 16 kimenetei azonos potenciálon vannak. Ha a rendszer 9 földpontja és 12, ill. 12 és 13 mérőbemeneti pontjai villamos szakadással vannak lezárva, vagy túlfeszültség kerül rájuk, akkor a 2 erősítő túlvezérlődik, és a bemeneti és kimeneti feszültsége az üzemi állapotra jellemző értéktől eltérő lesz. Ezt az állapotot érzékeli a 7 érzékelő elem és működésbe hozza a 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkört, amely a 4 védőáramkörrel együtt a megengedett értékre korlátozza a rendszerben a túlfeszültség hatására keletkező áramot, ugyanakkor a feszültségek megengedett értékre való korlátozását a 3 és 5 feszültségkorlátozó elemek és a 4 védőáramkör végzi. Ha a szakadással lezárt mérőbemenetekre kerül a túlfeszültség, akkor az annak hatására keletkező áramértéket már a bekapcsolt korlátozó elemek határozzák meg. Ha a túlfeszültség egységugrás jel, akkor a mérőbemenetek a generátor kimeneti ellenállásával vannak lezárva. Ezt a mérőrendszer az ugrás pillanatáig üzemszerű állapotnak érzékeli, a túlfeszültségvédő áramkör kikapcsolt állapotban van, így a rendszer áramköri elemeinek feszültség- és teljesítmény igénybevétele a kritikusnál nagyobb lehet. A 3 és 5 feszültségkorlátozó elemek megakadályozzák, hogy a mérőbemenetekre kapcsolt feszültség az 1 referencia fonásra, ül. a 2 erősítő bemenetére jusson. A 6 vezérelhető elektronikus biztosító áramkör, valamint a 7 érzékelő elem a nagy teljesítmény igénybevételt az általuk meghatározott kapcsolási időre korlátozzák. A találmány tárgyát képező túlfeszültségvédő áramkör további kiviteli alakjaiban a 7 érzékelő elem 11 bemenete, a 9 földpont, a 12 mérőbemeneti pont, a 6 vezérelt elektronikus biztosító 15, vagy 16 kimenete a 2 erősítő 17, vagy 18 bemeneti pontja valamelyikére van bekötve. A 4. ábrán bemutatott kapcsolási rajz a 3. ábrán bemutatott 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkört ábrázolja, ahol X, Y, Z vezérelhető visszacsatoló elemeket, a 19, 20, 21 áramkorlátozó elemeket, 22, 23, 24 megszakító elemeket, 25 pedig X, Y, Z vezérelhető visszacsatoló elemek közös pontját jelenti. A 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkörben olyan egy vagy több vezérelhető visszacsatoló elem(ek) van(nak), mely(ek) i célszerűen párhuzamosan kötött egy-egy 22, 23, 24 megszakító elemből és 19, 20, 21 áramkorlátozó elemből állnak. Ezen X, Y, Z vezérelhető visszacsatoló elemek egy-egy pontja a 25 közös pontra van bekötve, míg közösítetlen pontjaik külön-külön a 6 vezérelt elektronikus biztosító áramkör 15, 16 kimeneteire és az egyik bemenetére 2