УСТРОЙСТВО БЛОКИРОВКИ ЦЕПИ ПИТАНИЯ, ВСТРАИВАЕМОЙ В ОБОРУДОВАНИЕ Российский патент 2014 года по МПК H02H11/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах автоматической защиты электрических линий, встраиваемых в стойки, каркасы, корпуса и т.д. технических систем, оборудования и т.п.и срабатывающих в случае недопустимых отклонений от нормальных рабочих режимов, в частности для предотвращения возможности включения в случае, если в результате этого включения могут возникнуть нежелательные электрические режимы или опасные последствия для обслуживающего персонала.

Одной из основных задач, стоящих в рассматриваемой области техники, является обеспечение надежной защиты электрических линий от ошибочного или любого другого несанкционированного включения с помощью блокирующих устройств.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к заявляемому изобретению является устройство блокировки включения цепи питания, встраиваемой в радиоэлектронное оборудование, в частности, блок питания (патент RU 2007008, публик. от 30.01.1994 г.), содержащее схему отключения цепи питания с коммутирующим элементом и его схемой управления, разъемом цепи питания, контакты обеих ответных частей которого соединены перемычками, при этом контакты одной из частей разъема соединены адресной перемычкой, а контакты другой - блокирующей. Схема отключения выполнена с разрывом электрической цепи и включает в себя схему запрета включения коммутирующего элемента. При разомкнутости цепи схемы запрета включения коммутирующего элемента, сигнал запрета включения не проходит и управление коммутирующим элементом осуществляется соответствующим сигналом схемы управления коммутирующим элементом, причем это состояние цепи схемы запрета имеет место при правильной состыковке ответных частей разъема друг с другом без совпадения перемычек ответных частей. Устройство блокировки предотвращает выход из строя оборудования при некорректном подключении его к источнику питания.

Однако, при использовании оборудования повышенной опасности, размещаемого во вскрываемых корпусах или помещениях, например, высоковольтного или взрывоопасного оборудования, такой уровень защиты недостаточен, необходимо исключить с высокой надежностью несанкционированное срабатывания оборудования. Недостатком известного решения является то, что оно не защищает оборудование от срабатывания, например, при попадании электрических сигналов от посторонних источников питания в его цепь, находящуюся в разомкнутом состоянии, когда к ней имеется доступ, например, при техническом обслуживании.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение возможности и области применения путем повышения надежности блокировки и, тем самым, уровня защищенности цепи питания оборудования.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве блокировки цепи питания, встраиваемой в оборудование, содержащем схему отключения цепи питания с коммутирующим элементом и разъемом, контакты которого соединены перемычками, схема отключения выполнена без разрыва в виде дополнительного контура цепи питания, при этом коммутирующий элемент имеет силовую связь с отстыковываемой частью оборудования, обеспечивая разрыв цепи питания при отстыковке его частей друг от друга, причем разъем дополнительно снабжен контактами-имитаторами, выполненными на обеих ответных частях разъема и соединенными перемычками, имитирующими участки цепи питания.

Один контакт одной из ответных частей разъема может быть оснащен упругим токопроводящим элементом, один конец которого закреплен в разъеме, а другой замыкает цепь питания, с возможностью его перемещения с размыканием и шунтированием цепи при отсоединении ответных частей разъема друг от друга.

В схему отключения цепи питания может быть дополнительно последовательно подключен, по крайней мере, один коммутирующий элемент, при этом участок цепи питания, соединяющий коммутирующие элементы друг с другом, выполнен цельным и непротяженным или составным и протяженным до разъема, с замыканием перемычкой, выполненной между контактами его ответной части.

Выполнение схемы отключения без разрыва оказывает минимальное влияние на работоспособность собранного оборудования и обеспечивает длительный гарантийный срок эксплуатации.

Выполнение схемы отключения в виде дополнительного контура цепи питания, позволяет обеспечить оборудованию, в котором она размещена и которое является вскрываемым, длительный гарантийный срок эксплуатации без применения сложных кодовых устройств, и, в тоже время, обеспечить при вскрытии оборудования автоматическую блокировку цепи питания путем ее разрыва.

Силовая связь коммутирующего элемента с отстыковываемой частью оборудования необходима для обеспечения мгновенного изменения состояния коммутирующего элемента и разрыва цепи питания при разборке оборудования с отстыковкой его частей друг от друга, что позволяет защитить оборудование от возможных ошибочных включений и позволяет безопасно осуществлять техническое обслуживание. Размыкаемый при разборке оборудования дополнительный контур является первым уровнем блокировки заявляемого устройства.

Выполнение разъема с дополнительными контактами-имитаторами, соединенными перемычками, имитирующими участки цепи питания, позволяет усилить степень защиты цепи питания путем дополнительной защиты оборудования от намеренного включения, если будет иметь место тестирование контактов разъема и поиск рабочей пары. А чтобы сопротивление замкнутой цепи пар контактов - имитаторов было равно сопротивлению цепи, замеряемому между рабочей парой, для этого контакты-имитаторы замыкаются перемычками с эквивалентным сопротивлением.

Оснащение, по крайней мере, одного контакта одной из ответных частей разъема упругим токопроводящим элементом, замыкающим цепь питания, с возможностью его перемещения и размыкания цепи и шунтирования ее на корпус при отсоединении ответных частей разъема друг от друга, необходимо для дополнительной защиты цепи питания оборудования.

Т.о. предусмотренные в разъеме элементы: размыкающие, шунтирующие и имитирующие цепь питания при его расстыковки, являются вторым уровнем блокировки заявляемого устройства.

Подключение в цепь питания дополнительно последовательно, по крайней мере, еще одного коммутирующего элемента, при котором участок цепи питания, соединяющий коммутирующие элементы друг с другом выполняют цельным и непротяженным или составным и протяженным до разъема, с замыканием перемычкой, выполненной между контактами его ответной части, позволяет обеспечить множественный разрыв цепи питания, повышающий требования к плотности сборочного стыка оборудования для обеспечения замкнутости цепи питания и гарантирующий защиту цепи питания. Это повышает надежность размыкания при неполном вскрытии оборудования.

На фиг.1 изображен один из вариантов электрической схемы и схемы силовых связей устройства блокировки цепи питания включателя высоковольтного оборудования, например, ускорителя.

Полезная нагрузка 1 цепи питания в виде привода электромагнитного включателя условно изображена активным сопротивлением. Полезная нагрузка 1, ответные части 2, 3 разъема, коммутирующие элементы 4 и источник питания 5 размещены в стационарной части 6 оборудования и закрыты его отстыковываемой частью 7.

В ответной части 2 разъема размещено восемь переключающих коммутирующих элементов (ПКЭ), каждый из которых состоит из контакта 8, упругого элемента 9, шунтирующего контакта 10 на корпусе разъема и контакта 11.

Контакты 11 двух из ПКЭ, которые являются рабочими, соединены с входами полезной нагрузки 1.

Контакты 11 остальных ПКЭ, которые являются имитирующими, в определенном порядке попарно замкнуты имитирующими перемычками 12, 13 и рабочей перемычкой 14.

Перемычки 12 и 13 содержат имитирующие сопротивления 15 и 16.

В ответной части 3 разъема размещено восемь контактов 17 и восемь выступов 18.

Одна пара контактов 17 замкнута имитирующей перемычкой 19.

Схема отключения 20 в виде дополнительного контура соединяет ответную часть 3 разъема с коммутирующими элементами 4 и источником питания 5.

Отстыковываемая часть 7 оборудования имеет выступы 21.

Устройство блокировки цепи питания, встраиваемой в оборудование работает следующим образом.

В собранном оборудовании встроенное в стационарную часть 6 оборудования устройство блокировки цепи питания с состыкованными ответными частями 2 и 3 разъема соединяет управляемый источник питания 5 и полезную нагрузку 1 и не препятствует подаче питания в полезную нагрузку.

При вскрытии со снятием отстыковываемой части 7 оборудования каждый из выступов 21 прекращает силовое взаимодействие с выключателем соответствующего коммутирующего элемента 4, который размыкает схему отключения 20 цепи питания, предотвращая несанкционированное срабатывание полезной нагрузки от источника питания 5.

При дальнейшей расстыковке ответной части 3 и ответной части 2 разъема выступы 18 прекращают силовое взаимодействие с упругими элементами 9, которые размыкают участок цепи между контактами 8 и 11, но замыкают на корпус участок цепи от контактов 8 посредством шунтирующих контактов 10. При этом, несмотря на открывшийся доступ к контактам 8, случайный электрический заряд, например, от переносимого источника питания, не может попасть в цепь защищаемой полезной нагрузки 1 и стечет на корпус. Тем самым предотвращается несанкционированное срабатывание полезной нагрузки от постороннего источника питания.

В случае попытки намеренного несанкционированного подключения полезной нагрузки к постороннему источнику питания посредством подачи электрического заряда в рабочие контакты ответной части 2 разъема этому препятствует с определенной вероятностью наличие множества имитирующих контактов рядом с двумя рабочими. С этой же целью пары имитирующих контактов зашунтированы перемычками 12 и 13, содержащими сопротивления 15 и 16, которые имитируют сопротивление полезной нагрузки, что препятствует поиску рабочих контактов путем тестирования. Для этого же в ответной части 3 пара контактов 17 шунтируется перемычкой 19.

Попытке намеренного несанкционированного восстановления схемы отключения 20 препятствует выполнение ее участков между коммутирующими элементами составными и протяженными до состыкованного разъема, в котором они соединены перемычкой 14.

Перемычки 12, 13, 14, 19 могут устанавливаться в ответные части разъема при изготовлении, если корпус разъема выполняется невскрываемым, или быть съемными для изменения их положения при необходимости. Порядок выбора рабочих контактов и установки перемычек может быть индивидуальным в каждом разъеме, что также повышает защищенность оборудования.

Таким образом заявляемое устройство простое в обращении, надежное, не содержит электронных устройств, обеспечивает многоуровневую защиту цепи питания вскрытого оборудования и позволяет предотвратить опасное для обслуживающего персонала срабатывание оборудования во время проведения, например, технического обслуживания.

Устройство блокировки цепи питания, встраиваемой в оборудование, относится к электротехнике и может быть использовано в схемах автоматической защиты электрических линий, встраиваемых в стойки, каркасы, корпусы и т.д. технических систем, оборудования и срабатывающих в случае недопустимых отклонений от нормальных рабочих режимов, в частности для предотвращения возможности включения в случае, если в результате этого включения могут возникнуть нежелательные электрические режимы или опасные последствия для обслуживающего персонала. Устройство содержит схему отключения цепи питания с коммутирующим элементом и разъемом, контакты которого соединены перемычками, при этом схема отключения выполнена без разрыва в виде дополнительного контура цепи питания, при этом коммутирующий элемент имеет силовую связь с отстыковываемой частью оборудования, обеспечивая разрыв цепи питания при отстыковке его частей друг от друга, причем разъем дополнительно снабжен контактами-имитаторами, выполненными на обеих ответных частях разъема и соединенными перемычками, имитирующими участки цепи питания. Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение возможности и области применения путем повышения надежности блокировки и, тем самым, уровня защищенности цепи питания оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство блокировки цепи питания, встраиваемой в оборудование, содержащее схему отключения цепи питания с коммутирующим элементом и разъемом, контакты которого соединены перемычками, отличающееся тем, что схема отключения выполнена без разрыва в виде дополнительного контура цепи питания, при этом коммутирующий элемент имеет силовую связь с отстыковываемой частью оборудования, обеспечивая разрыв цепи питания при отстыковке его частей друг от друга, причем разъем дополнительно снабжен контактами-имитаторами, выполненными на обеих ответных частях разъема и соединенными перемычками, имитирующими участки цепи питания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, один контакт одной из ответных частей разъема оснащен упругим токопроводящим элементом, один конец которого закреплен в разъеме, а другой замыкает цепь питания, с возможностью его перемещения с размыканием и шунтированием цепи при отсоединении ответных частей разъема друг от друга.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в схему отключения цепи питания дополнительно последовательно подключен, по крайней мере, один коммутирующий элемент, при этом участок цепи питания, соединяющий коммутирующие элементы друг с другом, выполнен цельным и непротяженным или составным и протяженным до разъема, с замыканием перемычкой, выполненной между контактами его ответной части.