Устройство для защиты тяговой сети постоянного тока от токов короткого замыкания Советский патент 1987 года по МПК B60M3/00 H02H3/87 

Изобретение относится к электрифицированному транспорту, а именно к устройствам для защиты тяговой сети постоянного тока от токов короткого замыкания, и является усовершенствованием известного устройства по основному авт. св. № 1284859.

Цель изобретения - повышение надежности устройства для заш.иты тяговой сети постоянного тока от токов короткого замыкания.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для заш,иты тяговой сети постоянного тока от токов короткого замыкания содержит включенный в контактную сеть 1, параллельно которой проложен дополнительный провод 2 и протяженный за- землитель 3, датчик 4 тока, выход которого через полосовой фильтр 5 подключен к блоку 6 отключения быстродействуюш,его выключателя 7, коммутационный аппарат 8, блок 9 управления коммутационным аппаратом 8, содержащий триггер 10 с системой сброса, генератор 11 тактовых импульсов и двухвходовой элемент 12 И, пороговый элемент 13, датчик 14 напряженности электрического поля, блок б отключения состоит из детектора 15, усилителя 16 мощности и дополнительной катущки 17 отключения быстродействующего выключателя 7, блок 18 обнаружения высокочастотной составляющей напряженности магнитного поля, состоящий из датчика 19 магнитного поля, двух пороговых элементов 20 и 21, причем вход элемента 21 соединен с выходом датчика 19 магнитного поля, а вход элемента 20 с выходом датчика 14 напряженности электрического поля, а выходы элементов 20 и 21 соединены с двумя входами элемента 22 И, выход которого соединен с одним из входов элемента 23 ИЛИ, другой вход которого через пороговый элемент 13 соединен с выходом датчика 14 напряженности электрического поля, а выход - с входом блока 9 управления коммутационным аппаратом 8, при этом коммутационный аппарат 8 выполнен в виде оптоэлектронной пары светодиод-фототиристор, причем фототиристор включен между дополнительным проводом 2 и протяженным заземлителем 3. Рельсы 24 изделия 25 представлены как линия с распределенными параметрами и выражены через емкости, индуктивности и резисторы.

Устройство работает следующим образом. При возникновении металлического короткого замыкания происходит снижение напряженности электрического поля, на что реагирует датчик 14. При достижении напряженности электрического поля определенного уровня срабатывает пороговый элемент 13. Единичный сигнал через-элемент 23 ИЛИ перебрасывает триггер 10 в единичное состояние и через элемент 12 И начинают проходить импульсы от генератора 11 тактовых импульсов. Через элемент 12 И импульсы будут проходить до тех пор, пока триггер 10 будет находиться в единичном состоянии. Это время определяется системой сброса. Через элемент 12 И импульсы с частотой (0:, которая задается генератором 11 тактовых импульсов, поступают на вход све- тодиода коммутационного аппарата 8, который вызывает открытие фототиристора с той же частотой.

Фототиристор включен между дополни- тельным проводом 2 и протяженным заземлителем 3. В результате открытия фоторезистора происходит коммутация провода 2 на протяженный заземлитель 3 с частотой (0|. В случае коммутации провода 2 на

5 заземлитель 3 с частотой coi за счет емкостной и взаимно индуктивной связи изменяются параметры тяговой сети. Это приводит к возникновению в спектре тока контактной сети 1 гармонической составляющей частоты СО, которая управляется датчиком 4

0 тока. С датчика 4 тока сигнал поступает на фильтр 5. Так как фильтр 5 настроен на частоту шь то сигнал проходит через него и поступает на вход блока 6 отключения, в результате чего происходит отключение

поврежденного участка. При возникновении горящей дуги, на что реагирует датчик 19 магнитного поля, срабатывает пороговый элемент 21, а так как напряженность электрического поля снижается незначительно, то срабатывает пороговый элемент 20, в резульQ тате чего на двух входах элемента 22 И появляется сигнал уровня логической единицы, который,проходя через элемент 23 ИЛИ, вызывает перебрасывание триггера 10 в единичное состояние. Дальнейшая работа устройства аналогична описанному при мег таллическом коротком замыкании.

Возможны случаи, когда происходит снижение напряженности электрического поля при отсутствии замыкания. Это возможно при прохождении электроподвижного состава в «мертвой зоне. В этом случае может срабо0 тать пороговый элемент 20, но на выходе порогового элемента 21 будет сигнал уровня логического нуля, поэтому на выходе элемента 22 И, а следовательно, и на выходе элемента 23 ИЛИ также будут сигналы уровня логического нуля.

Возможны случаи срабатывания порогового элемента 21 при возникновении дуги между пантографом и контактным проводом (это возмож-но при отрыве токоприемника от контактного п.ровода), но в этом

0 случае напряженность электрического поля практически не изменяется и на выходе пороговых элементов, а следовательно, и на выходе элемента ИЛИ появляются сигналы уровня логического нуля.

5Формула изобретения

Устройство для защиты тяговой сети постоянного тока от токов короткого замыкания по авт. св. № 1284859, отличающееся

тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено датчиком магнитного поля, выход которого через второй пopoгoв JIЙ элемент подключен к одному из входов элемента И, другой вход которого через третий пороговый элемент связан с выходом датчика

напряженности электрического полд, а выход элемента И соединен с одним из входов элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, а выход подключен к входу блока управления коммутационным аппаратом.

ТТ.Т Т

-pj-I-inrvx-j-c:: -- м - -кии25

2ff25

Г

Щ

п

18

1(р---.t -Л.

Изобретение относится к электрифицированному транспорту, а именно к устройствам для защиты тяговой сети постоянного тока от токов короткого за.мыкания, и является усовершенствованием усройства по основному авт. св. № 1284859. Целью изобретения является повышение надежности устройства от токов короткого замыкания. Устройство состоит из датчика напряженности электрического поля, установленного в «мертвых зонах, выход которого через пороговые элементы и блок обнаружения йысокочастотной составляюш.ей напряженности магнитного поля соединен с входом блока управления коммутационным аппаратом, который связывает дополнительный провод и заземлитель, в частности на естественный заземлитель - рельсовый путь. За счет емкостной и взаимно индуктивной связи дополнительного провода с контактной сетью и в результате коммутации этого провода на заземлитель изменяются параметры тяговой сети. Это приводит к возникновению в спектре тока контактной сети гармоничной составляющей, которая улавливается датчиком тока. Выход датчика тока соединен через полосовой фильтр с блоком отключения. При возникновении горящей дуги реагирует датчик магнитного поля, который вызывает срабатывание порогового элемента, а поскольку при этом напряженность снижается незначительно, то срабатывает и пороговый элемент, что приводит к срабатыванию блока управления коммутационным аппаратом. 1 ил. с сл оо 4 4 Gi 4 ISJ