Устройство для контроля состояния контактов коммутационного аппарата Советский патент 1991 года по МПК H01H49/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для контроля режимов работы коммутационной аппаратуры как постоянного, так и переменного токов.

Цель изобретения - повышение достоверности и объективности информации.

При аварийных и оперативных отключениях под нагрузкой электрическая дуга, возникающая на дугогасящих контактах коммутационного аппарата, оказывает термическое воздействие на контакты, оплавляет их. испаряет металл, из которого они сделаны. Площадь соприкосновения и усилие сжатия контактов уменьшаются, растет их омическое сопротивление, условия прохождения тока через контакты ухудшаются. При протекании через коммутационный аппарат токов, его контакты нагреваются даже

в том случае, если они не подвергались воздействию электрической дуги и все параметры коммутационного аппарата, в том числе и усилие сжатия, находятся в допустимых нормативами пределах.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - график зависимости между током и температурой контактов коммутационного аппарата в статическом режиме.

Зависимость между током, протекающим через контакты отрегулированного коммутационного аппарата, и их температурой в статическом режиме представлена линией. При электрозрозионном износе контактов, либо уменьшении усилия их сжатия температура контактов для тех же значений токов будет выше. Соответствующая зависимость между током, протекающим

О

о со о

OJ

со

через изношенные или неотрегулированные контакты и температурой,представлена линией 5.

Устройство для контроля качества замыкающих контактов коммутационного аппарата содержит электротепловой аналог 1 контролируемых контактов, включенный последовательно с контактами контролируемого коммутационного аппарата, первый датчик 2 температуры электротеплового аналога контактов и второй датчик 3 температуры контактов контролируемого коммутационного аппарата, фотодатчик 4, первый масштабный усилитель 5, второй масштабный усилитель б и третий масштабный усилитель 7, пороговый элемент 8, элемент 9 временной задержки, блок 10 анализа информации, блок 11 логики, блок 12 памяти, блок 13 индикации. В качестве электротеплового аналога контактов могут быть использованы либо отдельно взятые аналогичные контакты, включенные последовательно с контактами контролируемого коммутационного аппарата 14 и имеющие нормативное усилие сжатия, либо один из элементов силовой цепи, имеющий повышенное омическое сопротивление, например измерительный шунт.

Протекание тока нагрузки через силовые контакты коммутационного аппарата вызывает их нагрев. Это происходит даже в случае соответствия параметров контактов нормативным значениям. Зависимость между протекающим током и температурой нагрева имеет нелинейный характер (фиг,2). Электротепловой аналог контактов контролируемого коммутационного аппарата включен в силовую цепь последовательно с последним. Нагрев электротеплового аналога контактов по своему характеру будет совершенно идентичен нагреву основных силовых контактов как по величине, так и по времени. Сигналы с выходов первого датчика 2 температуры электротеплового аналога контактов и второго датчика 3 температуры контактов коммутационного аппарата - поступают на соответствующие входы первого масштабного усилителя 5 и второго масштабного усилителя 6. При этом коэффициенты усиления масштабных усилителей 5 и 6 выбраны таким образом, чтобы при одинаковых по величине сигналах на их входах сигнал на выходе второго масштабного усилителя б был на определенное число процентов, соответствующее допустимому отклонению температуры контролируемого контакта от температуры эталона, меньше сигнала на выходе превого масштабного усилителя 5. Далее с выходов масштабных усилителей 5 и 6 сигналы поступают на первый и второй входы блока 10 анализа информации. Функциональное назначение блока 10 анализа информации - контроль соотношения уровней входных сигналов. В рассматриваемом случае, когда сигнал с выхода первого масштабного усилителя 5 по величине больше сигнала с выхода второго масштабного усилителя б, на выходе блока анализа информации 10 присутствует сиг0 нал О. Далее сигнал с выхода блока 10 анализа информации поступает на первый вход блока 11 логики, представляющего собой двухвходовую логическую схему И. При отключенном и включенном поло5 жении контролируемого коммутационного аппарата, а также при его включениях и отключениях без нагрузки, фотодатчик 4, расположенный в зоне силовых контактов, не засвечивается, с его выхода на вход

0 масштабного усилителя 7 поступает сигнал, соответствующий только фоновой освещенности в зоне контактов, Сигнал с выхода третьего масштабного усилителя 7 поступает на вход порогового элемента 8.

5 Уставка порогового элемента 8 выбрана таким образом, чтобы он, при наличии на входе сигнала, соответствующего фоновой оснащенности, не срабатывал. На выходе порогового элемента 8 присутствует сигнал

0 1, не приводящий к срабатыванию элемента 9 временной задержки. Вследствие этого на выходе элемента 9 временной задержки также присутствует сигнал 1, подаваемый на второй вход блока 11 логики.

5 Таким образом, на первом входе блока 11 логики, представляющего собой двухвходовую логическую схему И;имеется сигнал О, а на втором входе блока 11 логики - сигнал 1. Это приводит к тому, что на выходе

0 блока 11 логики присутствует сигнал О. Далее этот сигнал подается на блок 12 памяти, он не приводит к его срабатыванию и поэтому на выходе блока 12 памяти находится сигнал О, попадание которого на

5 вход блока 13 индикации не вызовет его срабатывания.

При производстве оперативных переключений под нагрузкой, а также при отключении коротких замыканий появляется

0 электрическая дуга, которая цаже не вызывая ощутимого износа силовых контактов контролируемого коммутационного аппарата, на некоторое время нагревает их. Это приводит к тому, что после любого отключе5 ния коммутационного аппарата, сопровождающегося электрической дугой, сигнал на выходе второго датчика 3 температуры станет выше сигнала на выходе первого датчика 2 температуры, а сигнал на выходе второго масштабного усилителя 6 будет выше сигнала на выходе первого масштабного услиителя 5. На выходе блока 10 анализа информации появляется сигнал 1, который поступает на первый вход блока 11 логики. Появляющаяся в процессе отклю- чений под нагрузкой на контактах контроли- руемого коммутационного аппарата электрическая дуга одновременно воздействует на фотодатчик 4. Сигнал с выхода фотодатчика 4, попадая на вход третьего масштабного усилителя 7, усиливается и с его выхода подается на вход порогового элемента 8. На выходе порогового элемента 8 появляется сигнал О, который, попадая на вход элемента 9 временной задержки, приводит к появлению на его выходе сигнала О. Алгоритм работы элемента 9 построен таким образом, что при появлении на его входе сигнала О, на его выходе также появляется сигнал О, При исчезновении сиг- нала 0й на входе элемента 9, что свидетельствует об исчезновении электрической дуги, на его выходе сигнал О меняется на сигнал 1 только по истечении определенного времени. Величина этого временного интервала определяется временем, теоретически и практически необходимым для остывания силовых контактов контролируемого коммутационного аппарата до температуры окружающей среды (10...15 мин). Поэтому с момента появления электрической дуги и до момента остывания контактов на втором входе блока 11 логики присутствует сигнал О. По этой причине, несмотря на то. что в результате электриче- ской дуги на силовые контакты коммутационного аппарата, они имеют некоторое время температуру выше температуры электротеплового аналога контактов сравнения температур контактов не происходит, на выходе блока 11 логики присутствует сигнал О, не приводящий к срабатыванию блока 12 памяти и блока 13 индикации.

В процессе эксплуатации коммутацией- ного аппарата его контакты подвергаются электродуговой эрозии, усилие сжатия контактов ослабевает, омическое сопротивление контактов растет. Температура контактов коммутационного аппарата для тех же значений токов возрастает (кривая Б фиг.2).

Электротепловой аналог 1 контактов, не подергэющийся воздействию электродуговой эрозии и не имеющий в своей конст- рукции подвижных частей, своих электрических, механических и тепловых характеристик практически не изменяет. Поэтому температура электротеплового аналога 1 контактов для тех же значений

токов остается неизменной. Это приводит к тому, что при тех же значениях токов в силовой цепи, сигнал на выходе второго датчика 3 температуры будет выше сигнала на выходе первого датчика 2 температуры, а сигнал на выходе второго масштабного усилителя 6 будет выше сигнала на выходе первого масштабного усилителя 5. На выходе блока 10 анализа информации появляется сигнал 1, который поступает на первый вход блока 11 логики. Так как на втором входе блока 11 логики в это время имеется сигнал 1, что свидетельствует об отсутствии электрической дуги и что не она является причиной нагрева контактов, то на его выходе также появляется сигнал Г. Сигнал Г с выхода блока 11 логики поступает на вход блока 12 памяти. Блок 12 памяти срабатывает, на его выходе появляется сигнал 1, который, попадая на вход блока 13 индикации вызывает его функционирование - зажигание светового табло. Зажигание светового табло свидетельствует о том, что параметры силовых контактов контролируемого коммутационного аппарата вышли за пределы допускаемых нормативных значений.

Формула изобретения Устройство для контроля состояния контактов коммутационного аппарата, содержащее блок анализа информации и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности и объективности информации, в него введены электротепловой аналог контролируемых контактов, фотодатчик, два датчика температуры, три масштабных усилителя, элемент временной задержки, пороговый элемент, блок памяти и блок логики, при этом электротепловой аналог контролируемых контактов соединен последовательно с выводами для подключения исследуемых контактов, выход первого датчика температуры соединен с входом первого масштабного усилителя, выход второго датчика температуры соединен с входом второго масштабного усилителя, выход фотодатчика соединен с входом третьего масштабного усилителя, выход которого соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с входом элемента сременной задержки, выход первого масштабного усилителя соединен с первым входом блока анализа, выход второго масштабного усилителя соединен с вторым входом блока анализа, выход которого подсоединен к первому входу блока логики, второй вход которого подключен к выходу элемента временной задержки, а выход блока логики соединен с входом блока памяти, выход которого соединен с входом

блока индикации, при этом первый датчик температуры расположен на электротепловом аналоге контактов, второй датчик температуры расположен на контактах

контролируемого коммутационного аппарата, а фотодатчик расположен в зоне контактов контролируемого коммутационного аппарата.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для контроля режимов работы коммутационной аппаратуры как постоянного, так и переменного токов. Цель изобретения - повышение достоверности и объективности информации. В устройстве осуществляется сравнение температуры контролируемого контакта в процессе протекания через него тока с его электротепловым аналогом. Устройство блокирует процесс сравнения температур контактов при появлении в исследуемых контактах электрической дуги, приводящей к дополнительному разогреву контактов, и позволяет проводить контроль лишь по истечении времени, необходимого для самоостывания исследуемых контактов. 2 ил.

/ t

HOOQ

3000

гооо

юоо

Фиг.1