Устройство диагностирования состояния изоляции проводов воздушной сети электрических железных дорог Советский патент 1986 года по МПК B60M1/00 

Изобретение относится к электри ческому железнодорожному транспорту и может быть использовано для диаг- ностики изоляторов контактной сети, воздушных линий электрических железных дорог.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет увеличения числа диагностируемых проводов воздушных линий.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит источник 1 высокочастотной энергии, согласующий трансформатор 2 с резисторами 3 нагрузки, средние выводы которых соединены с одними выводами первичных обмоток 4 дифференциального трансформатора 5, а другие - к двум смежным диагностируемым участкам 6 и 7, объединяющие изоляторы 8 и подклю- ченные заземляющими спусками 9 к рельсу 10, а вторичная обмотка 11 дифференциального трансформатора 5 подключена к пороговому элементу 12 усилитель 13, элемент И 14, элемент 15 индикации, тиристорный ключ 16, две секции коммутатора 17, фильтры- пробки 18, элемент 19 задержки, исполнительное реле 20, конденсаторы 21 связи, дополнительные элементы И 22, тактовый генератор 23, дополнительный резистор 24 нагрузки.

Устройство подключено к диагностируемым воздзпаным проводам: к контактной сети 25,четного пути, к первому проводу 26 линии двойной провод - рельс . (ДПР), к питающему проводу 27 напряжением 27,5 Кв, к второму проводу 28 линии ДПР, к контактной сети 29 нечетного, пути.

В качестве коммутатора 17 может быть использован шаговьй искатель с двумя контактными секциями, а в качестве диагностируемых участков 6 и 7 - трос группового заземления

Устройство работает следующим образом.

Тактовый генератор 23 осуществляет непрерывное переключение щеток коммутатора 17, кбммутируя с ними ламели первой и второй секции. Сигнал с генератора 23 имеет скважность, равную двум, а продолжительность импульса 2 с. Контролируемые провода 25-29 поочередно подключаются через конденсаторы 21 связи, ламели и щетку второй секции комму

0

5

татора 17 подключают к средней точке вторичной обмотки транйформато- ра 2, а начало и конец этой обмотки через резисторы 3 и первичные о

мотки 4 трансформатора 5 подключены к двум смежным участкам 6 и 7, с которыми в свою очередь соединены гирлянды изоляторов 8 проводов 25- 29. Таким образом, создаются два электрических контура источника 1 энергии, в которые входят гирлянды изоляторов 8 контролируемых линий. Источник 1 работает непрерывно, однако его выход в основном не подключен к трансформатору 2, так как тиристоры ключа 16 заперты, В момент появления импульса с прямого выхода ген ератора 23, пррдвигающего щетки коммутатора 17 на очередную ламель, появляется также сигнал с элемента 19 задержки, управляемого от инверсного выхода генератора 23. От сигнала элемента 19 срабатывает реле 20, контакты которого включены к управляющим электродам тиристоров ключа 16.

Тиристоры открываются и от источника 1 начинает поступать энергия на трансформатор 2, Длительность импульса элемента 19 составляет 0,2 с.,Это время определяет продолжительность процесса высокочастотного опроса состояния изоляции одной из контролируемых воздуш1тах линий, которая в дан ное время оказывается подключенной через коммутатор 17 к трансформатору 2. После окончания импульса от элемента 19 реле 20 обесточивается и ключ 16 вновь запирается. Последую щий опрос и подключение источника 1 к данной линии на время 0,2 .с будет через полный перирд процессов в схеме, т.е. через 10с, Предлагаемое устройство обеспечивает режим работы, при котором исключается возможность нагрева током высокой частоты материала диэлектрика изолятора.

Вторичные обмотки 11 трансформатора 5 вкл1ючены встречно, поэтому сиг0 нал, снимаегмый с резистора 24, равен разности токов в одноименных воздушных линиях, объединенных смежными участкакн 6 и 7, Сигнал с резистора 24 подается на вход порогового эле5 мента 12, в котором осуществляется отстройка дифференциального сигнала, обусловленйого дефектными, в основном нулевым, изоляторами 8 воздуш0

5

ных линий, от остаточного сигнала- помехи, обусловленный различием в электрических параметрах смежных воз душных линий при исправных изоляторах 8 в них.

Усилитель 13 усиливает сигнал с элемента 12 и подает его на другие входы двухвходовых схем элементов И 14 и 22. В устройстве щетки коммутатора 17 для первой и второй секций работают синхронно. Поэтому на первые входы элементов И 14 и 22 поступает логическая единица, соответствующая тому номеру воздушной линии, которая опрашивается коммутатором 17 в рассматриваемый момент времени. При совпадении двух логических еди- . ниц в элементах И 14 и 22 срабатывает соответствующий элемент 15 индикации, который указывает адрес воздушной линии на участках & и 7 длиной, равной длине двух тросов группового заземления, в которой появляется дефектный изолятор 8 в гирлянде.

Через конденсатор 21 осуществляется подключение воздушной линии к устройству.

В целях исключения шунтирующего контура для контрольной частоты-в- заземляющий спуск 9 участков 6 и 7 на рельс IО включены фильтры-пробки 18, настроенные в резонанс на контрольную частоту.

Наиболее целесообразной частотой источника контрольного сигнала является 20 кГц. Для нее сопротивление одной гирлянды из трех последова тельно соединенных изоляторов 8 ПФ-бВ (ПС-60) составляет 100-107 кОм, а входное сопротивление воздушной линии, ограниченной участками 6 или 7, составляет 17-18 кОм, Значение емкости конденсатора 21 составляет

4574

lO пФ. Этого достаточно для селективной развязки двух источников частотой 50 Гц и напряжением 27,5 кВ и частотой 20 кГц и напряжением ис- точнйка 1 В с уровнем U. При этом почти все напряжение линии 27,5 кВ падает на сопротивлении конденсатора 21 свьш1е 99,9%, а от источника 1 лишь 20%. Остальное 0,8 U подается на воздушную линию для целей диагностирования.

При значении коэффициентов трансформации трансформатора 2, равном единице, и уровня напряжения источника 1 равном U 15 В, дифференциальный сигнал с резистора 24 при дефектном изоляторе 8 в гирлянде воздушной линии может достигать 80 мВ. Этого достаточно для срабатьгоания элемента 12, выполненного на типовом операционном усилителе.

Сигнал с элемента 15 индикации передается обслуживающему персоналу

для принятия оперативных мер любым способом, в том числе и посредством средств телемеханики энергодиспетчеру по системе телесигнализации (ТС). Из опыта эксплуатации железных

дорог переменного тока известно, что при проявлении дефектного нулевого изолятора в гирлянде электрическая прочность ее резко ухудшается, что приводит, как правило, к перекрытию

гирлянды напряжением 27,5 кВ и короткому замыканию в линии. При использовании предлагаемого устройства получается экономический эффект за счет предотвращения внезапных коротких эамыканий в линиях, связанных с перекрытием изоляции в гирляндах, ликвидации последствий этого, уменьшением задержки поездов.

J .

K.

г

J

,

гЩ

L±r::

Редактор A.Сабо

Составитель В.Кочетков

Техред Н«Вонкало Корректор МЛЛароши

Заказ 3949/10Тираж 647Подписное

ВНИИТШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ; Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

K

.

-1

p П..

.Jrv f - u-L.

f3

.UJ