УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРИВОДА Российский патент 1997 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к устройству для контрольного испытания электрического привода, предпочтительно, привода арматуры, содержащему измерительный и анализирующий блок, съемный блок распределительного устройства, через который проведены электрические линии питания привода и на котором расположены отводы для измерительного и анализирующего блока.

Путем контрольного испытания электрического привода арматуры проверяют рабочее состояние арматуры. За счет этого можно своевременно распознавать нарушения или изменения в поведении арматуры в процессе эксплуатации. Такие нарушения еще не оказывают отрицательного влияния на надежность арматуры, однако могли бы повлечь за собой существенные для надежности повреждения арматуры. Путем своевременного распознавания нарушения можно своевременно нацелено ремонтировать или заменять арматуру. Следовательно, не возникает существенных для надежности повреждений, которые должны избегаться особенно в установках с высокими требованиями к надежности или готовности. Такими установками могут быть ядерные электростанции или производственные установки или химические установки.

Электрические линии питания привода обычно расположены проходящими через съемный блок распределительного устройства. Такой съемный блок известен из энциклопедии Брокгауза Естественные науки и техника, том 1, 1983, стр.302. Подобный съемный блок имеется в распоряжении для каждого привода. В таком съемном блоке находится управляющий блок, а также другие электронные конструктивные элементы. Кроме того, там расположены блок напряжения питания контакторы для привода.

Способ испытания и контрольный прибор для электрического привода известны из DE 29 17 529 C2.

Из EP 0 301 358 A1 известен способ для контрольного испытания привода, при котором для измерения силы тока в цепь тока привода включен резистор. Таким образом, оказывается отрицательное влияние на работу привода во время процесса измерения.

Из EP 0 355 255 A2 известно, что на агрегат можно для измерительных целей насаживать модуль. За счет этого модуля, который содержит электрические и электронные компоненты, режим работы агрегата во время измерения ухудшается.

В случае известных способов и устройств или ограничивается готовность привода и, в частности, арматуры за счет необходимых испытаний, или для испытания привода приходится вмешиваться в работу устройства, содержащего привод установки. Поэтому, чтобы удерживать помехи эксплуатации незначительными, испытания можно проводить только через определенные промежутки времени. Отсюда следует, что появляющиеся между испытаниями нарушения не могут распознаваться.

В случае, если подлежащему испытанию приводу придан съемный блок, который, например, известен из энциклопедии Брокгауза "Естественные науки и техника", то для проведения контрольного испытания привода обычно извлекают соответствующий съемный блок из распределительного устройства и заменяют его на измерительный съемный блок.

Привод, таким образом, освобождается от его собственной задачи. Приводимую в движение приводом арматуру останавливают с тем, чтобы привод можно было проверить в ограниченном контрольно-измерительном процессе.

Может быть необходимым после удаления съемного блока использовать адаптерный съемный блок, с которым могут соединяться измерительные устройства.

Известный измерительный съемный блок или адаптерный съемный блок содержат другой кабельный монтаж, чем предназначенный для длительной эксплуатации съемный блок. В измерительном съемном блоке на электрических линиях питания привода находятся соединители линий для измерения напряжения. Эти линии соединены с выполненными в виде штекерных контактов отводами напряжения на измерительном съемном блоке. Для измерения силы тока линии питания в измерительном съемном блоке прерваны. Оба конца линии находятся в соединении с токоотводом в виде штекерных контактов на измерительном съемном блоке.

От съемного блока для нормальной эксплуатации привода измерительный съемный блок отличается, в частности, тем, что линии питания для измерения силы тока являются прерванными.

Как правило к отводам напряжения и токоотводам измерительного съемного блока подключают измерительный и анализирующий блок, в котором из напряжения и силы тока определяют активную мощность, которая является мерой состояния арматуры.

Известный способ и пригодное для его выполнения устройство являются сложными и неудобными в использовании. Для каждого контрольного испытания должен быть выведен из эксплуатации не только подлежащий испытанию привод, что затрагивает эксплуатацию всей установки, кроме того еще необходимо заменять приданный приводу съемный блок в распределительной установке на измерительный съемный блок или на адаптерный съемный блок. Частая замена съемных блоков в распределительной установке может приводить к повреждениям съемных блоков или распределительной установки. Дальнейшая эксплуатация привода и арматуры во время процесса испытания не является возможной, так как при замене съемных блоков прерывают линии питания.

Поэтому в основе изобретения лежала задача создания устройства для контрольного испытания электрического привода, в частности, привода арматуры, который может использоваться не только на предварительно выведенном из эксплуатации приводе. Более того, должно быть возможным непрерывное контрольное испытание привода во время обычного использования привода. Кроме того, не должны быть необходимыми никакие серьезные вмешательства в устройство, в частности, в линии питания привода. Привод должен постоянно оставаться в готовности во время своего испытания.

Задача создания устройства для контрольного испытания электрического привода решается согласно изобретению тем, что в съемном блоке размещены линии измерения напряжения, которые отведены от линий питания и выполнены с отводами напряжения на концах, при этом к линиям питания в съемном блоке подведены преобразователи тока без прерывания линий питания, которые через введенные линии измерения тока соединены с токоотводами.

Таким образом, достигается преимущество, что путем измерения напряжения и силы тока не оказывается воздействия на целостность линий питания. В частности, при приводе переменного тока применяются индуктивные преобразователи тока.

Только за счет использования преобразователя тока можно обойтись без особого измерительного съемного блока. А именно линия питания из-за преобразователя тока не должна прерываться для измерения силы тока. Если не должно производиться никакое контрольное испытание, то подсоединение для измерения силы тока через преобразователь тока не препятствует протеканию тока через линии питания. С помощью преобразователя тока могут производиться кратковременные измерения силы тока. Возможно даже текущее контрольное испытание привода. Путем текущего контрольного испытания привода могут предпочтительным образом также распознаваться и время от времени появляющиеся кратковременные нарушения.

Например, съемный блок выдает на измерительный и анализирующий блок характеризующий сам себя кодирующий сигнал. За счет этого в измерительном и анализирующем блоке распознается, с каким съемным блоком и тем самым с каким приводом он в настоящее время соединен.

Задача создания устройства для контрольного испытания электрического привода решается согласно изобретению тем, что в съемном блоке от линий питания исходят линии измерения напряжения, которые заканчиваются на отводах напряжения, причем в съемном блоке линиям питания приданы преобразователи тока без прерывания линий питания, и преобразователи тока соединены через линии измерения тока с отводами.

Таким образом, достигается преимущество, что путем измерения напряжения и силы тока не оказывается воздействия на целостность линий питания. В частности, при приводе переменного тока применяются индуктивные преобразователи тока, для которых линии питания могут оставаться ненарушенными. Так как линии питания за счет контрольного испытания не затрагиваются, то один и тот же съемный блок может применяться одновременно и для эксплуатации и для контрольного испытания привода. Контрольное испытание привода может производится даже во время эксплуатации.

Применение индуктивного преобразователя тока в таком съемном блоке было до сих пор не возможным, так как в распоряжении не было достаточно малых преобразователей тока, которые могли бы размещаться в съемном блоке с заранее заданной величиной. Только разработанные специально для применения в устройстве согласно изобретения преобразователи тока с малыми габаритами позволяют осуществить конструкцию устройства для контрольного испытания электрического привода согласно изобретения. Соответственно только малые преобразователи тока делают возможным осуществление способа согласно изобретения.

В случае привода постоянного тока линиям питания приданы преобразователи постоянного тока. Подходящим преобразователем тока является генератор Холла. Обычные преобразователи постоянного тока работают как индуктивные преобразователи тока бесконтактно. Таким образом для привода постоянного тока один и тот же съемный блок может применяться одновременно для эксплуатации и для контрольного испытания привода.

В случае, когда линии питания в приводе постоянного тока содержат шунты, это сопротивления в диапазоне миллиом, то с обеих сторон шунта от линии питания может исходить по одной линии измерения напряжения шунта, которые заканчиваются на токоотводах. В измерительном и анализирующем блоке тогда при свойствах шунта, в частности, при известном сопротивлении шунта, из напряжения на шунте может определяться сила тока в линии питания. В соединении с анализирующим блоком шунт служит при этом в качестве преобразователя тока, а линии измерения напряжения шунта служат в качестве измерительных линий тока.

Отводам напряжения и токоотводам на съемном блоке придан, например, диагностический штекер, который соединен с измерительным и анализирующим блоком. Диагностический штекер выполнен таким образом, что он подходит к отводам напряжения и токоотводам съемного блока. Таким образом достигается преимущество, что измерительный и анализирующий блок может быть быстро соединен со съемным блоком и также быстро снова отсоединен от съемного блока. Целесообразно, если диагностический штекер измерительного и анализирующего блока подходит ко всем съемным блокам, которые соответственно приданы приводу. Тогда предпочтительным образом нужен только один измерительный и анализирующий блок, которым могут последовательно контролироваться все электрические приводы. Для этого диагностический штекер тогда должен последовательно соединиться с отдельными съемными блоками.

Например, съемный блок имеет кодирующий отвод, к которому приложен кодирующий сигнал, характеризующий привод, который придан съемному блоку. Диагностический штекер принимает как все отводы, так и кодирующий отвод. От штекера ведет линия для кодирующего сигнала к измерительному и анализирующему блоку. Кодированием съемных блоков достигается преимущество, что измерительному и анализирующему блоку через кодирующий сигнал сразу же сообщается, с каким съемным блоком соединен в настоящий момент диагностический штекер. Таким образом не может существовать никаких неясностей относительно того, какой привод подвергается контрольному испытанию в данный момент.

Согласно дальнейшему примеру в съемном блоке два полюса одного токоотвода проводящее соединены друг с другом до тех пор, пока в съемный блок не вставлен никакой диагностический штекер. Только после вставления диагностического штекера это соединение обоих полюсов механически прерывается. Таким образом, достигается преимущество, что индуктивные преобразователи тока являются коротко замкнутыми до тех пор, пока они не требуются.

С помощью способа и устройства согласно изобретению достигается, в частности, преимущество, что во время нормальной эксплуатации привода в любое время можно производить кратковременное контрольное испытание этого привода без необходимости замены съемных блоков в распределительное устройстве. Один или несколько приводов могут даже подвергаться контрольному испытанию непрерывно до тех пор, пока измерительный и анализирующий блоки соединены с соответствующим съемным блоком. Таким образом, могут надежно распознаваться даже только спорадически появляющиеся нарушения. Неисправности привода могут распознаваться быстро и однозначно. Могут распознаваться даже тенденции в поведении привода. Несмотря на это подвергающийся контрольному испытанию привод остается постоянно в готовности для выполнения своей собственной задачи. Предпочтительным образом не требуются никакие вмешательства в установку, частью которой является привод.

За счет кодирования съемных блоков можно надежно и достоверно установить, какой привод контролируется в настоящий момент.

На фиг.1 изображен съемный блок, который одновременно может использоваться для эксплуатации и для контрольного испытания привода; на фиг.2 вырез из другой формы выполнения такого съемного блока.

Привод 1, который может быть приводным двигателем арматуры, соединен через линии питания 2 с источником напряжения U. Распределительное устройство содержит для каждого привода 1 съемный блок 3. В таком съемном блоке 3 производится управление приводом 1, при котором путем приложения управляющих напряжений U_st открывают или закрывают переключатели/контакторы 4 в линиях питания 2.

В съемном блоке 3 от линий питания 2 соответственно отходит по одной линии измерения напряжения 5, которые заканчиваются на отводах напряжения 6. В линиях измерения напряжения 5 включены предохранители 7.

Для измерения силы тока в линиях питания 2 им соответственно придано по одному преобразователю тока 8. В случае, если привод 1 является приводом переменного тока, преобразователь тока 8 является индуктивным преобразователем тока. В случае, если привод 1 является приводом постоянного тока, преобразователь тока 8 является преобразователем постоянного тока, например, генератором Холла. Эти преобразователи тока 8, в частности, индуктивные преобразователи тока выполнены с такими размерами, что они могут быть размещены в обычном съемном блоке 3. Такие маленькие преобразователи тока были до сих пор не известны. Преобразователи тока 8 соответственно по двум линиям измерения тока 9a и 9b связаны с токоотводами 10a и 10b.

В качестве "преобразователя тока" (см. фиг.2) может также служить шунт 16, который соединен с двумя линиями измерения напряжения шунта 15a, 15b, которые имеют функцию линий измерения тока. В случае привода постоянного тока 1 в линиях питания 2 часто расположены сопротивления в диапазоне миллион, так называемые шунты 16. С такого шунта 16 с помощью линий измерения напряжения шунта 15a, 15b снимают напряжение. Эти линии измерения напряжения шунта 15a, 15b заканчиваются на токоотводах 10a, 10b. В измерительном и анализирующем блоке из измеренного на шунте 16 напряжения с помощью известных характеристик шунта 16, таких как электрическое сопротивление, число витков и т. д. может быть определена сила тока в линиях питания 2. Съемный блок 3 (фиг. 1) может содержать также отводы 11 для управляющего напряжения U_st. Этим отводам 11 приданы предохранители 7a.

Со съемным блоком 3 может быть соединен диагностический штекер 12, который вступает в контакт со всеми отводами 6, 10a, 10b и при необходимости 11. Диагностический штекер 12 соединен, например, кабелем с измерительным и анализирующим блоком A. Там измеряют или определяют напряжения на отводах напряжения 6 и силы тока на отводах 10a, 10b. Из этих обоих значений определяют известным образом активную мощность, которая является мерой для состояния привода 1. Отклоняющаяся от заданного значения активная мощность является указанием на нарушение в приводе 1, которое должно быть устранено. Сравнение между собой отдельных сил тока и временных характеристик тока на приданных различным линиям питания 2 токоотводах 10a, 10b дает указание на состояние обмотки приводного двигателя. Отводы управляющего напряжения 11 могут быть также соединены с измерительным и анализирующим блоком A, который может содержать блок индикации. Управляющие напряжения вместе с активной мощностью или с напряжениями на отводах напряжения 6 или с токами на токоотводах 10a, 10b могут привлекаться для определения и оценки времен переключения переключателей или соответственно контакторов 4.

В распределительном устройстве находится множество съемных блоков 3. Каждый съемный блок 3 придан определенному приводу 1. Чтобы можно было распознать, какому приводу 1 принадлежит определенный съемный блок 3, он имеет кодирующий отвод 13, к которому приложена кодирующая схема. Кодирующая схема характеризует съемный блок 3 и тем самым привод 1. Диагностический штекер 12 содержит также приспособления для присоединения к кодирующему отводу 13. Исходя от диагностического штекера 12 наряду с остальными отводами также и кодирующий отвод 13 соединен с измерительным и анализирующим блоком A. Кодирующая схема опрашивается измерительным и анализирующим блоком A и там однозначно индицируется, какой привод 1 в настоящий момент подвергается контрольный проверке.

Оба токоотвода 10a и 10b преобразователя тока 8, если в съемный блок 3 не вставлен диагностический штекер 12, проводяще связаны друг с другом короткозамыкающим мостом 14. Этот короткозамыкающий мост 14 при вставлении в съемный блок 3 диагностического штекера 12 механически прерывается.

Представленный съемный блок 3 служит одновременно для эксплуатации и контроля привода 1. Для контрольного испытания привода 1 больше не требуется замены съемного блока 3. Привод 1 может непрерывно подвергаться контрольному испытанию, за счет чего могут быстро и надежно распознаваться нарушения привода 1.

Использование: для контрольного испытания электрического привода 1, в частности, привода 1 арматуры. Сущность изобретения: электрические линии питания 2 привода 1 проходят через приданный приводу 1 съемный блок 3 распределительного устройства. В съемном блоке 3 линии питания 2 соединены с измерительным и анализирующим блоком А. Съемный блок 3 одновременно используют для эксплуатации и для контрольного испытания привода 1. Для этого в съемном блоке 3 от линий питания 2 отходят линии измерения напряжения 5, которые заканчиваются на отводах напряжения 6. Кроме того, линиям питания 2 приданы без прерывания линий питания преобразователи тока 8. Преобразователи тока 8 через линии измерения тока 9a, 9b соединены с токоотводами 10a, 10b. Отводы могут соединяться через диагностический штекер 12 с измерительным и анализирующим блоком А. Каждый съемный блок 3 может иметь кодирующий отвод 13. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для контрольного испытания электрического привода, преимущественно привода арматуры, содержащее измерительный и анализирующий блок, съемный блок распределительного устройства, через который проведены электрические линии питания привода и на котором расположены отводы для измерительного и анализирующего блока, отличающееся тем, что в съемном блоке размещены линии измерения напряжения, которые отведены от линий питания и выполнены с отводами напряжения на концах, при этом к линиям питания в съемном блоке подведены преобразователи тока без прерывания линий питания, которые через введенные линии измерения тока соединены с токоотводами. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при испытании привода переменного тока преобразователи тока выполнены индуктивными. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при испытании привода постоянного тока в качестве преобразователей тока использованы преобразователи постоянного тока. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что преобразователи постоянного тока выполнены в виде генераторов Холла. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на линиях питания съемного блока размещены шунты электрического привода и от линий питания с обеих сторон каждого шунта отведено по одной линии с возможностью измерения напряжения шунта с токоотводами на концах, причем измерительный и анализирующий блок выполнен с возможностью определения силы тока по напряжению шунта при его известных характеристиках. 6. Устройство по одному из пп. 1 5, отличающееся тем, что к съемному блоку распределительного устройства через отводы напряжения и токоотводы подсоединен введенный диагностический штекер с возможностью разъединения со съемным блоком и который при этом соединен с измерительным и анализирующим блоком. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что в съемном блоке распределительного устройства размещен блок кодирования с возможностью определения характеристики контролируемого привода, выход которого введен в диагностический штекер для передачи сигнала из блока кодирования к измерительному и анализирующему блоку. 8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что в съемном блоке распределительного устройства полюса каждого токоотвода соединены друг с другом проводником в виде короткозамыкающего моста с возможностью разъединения их при подключенном диагностическом штекере.