Способ контроля распределительных устройств и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01R31/06 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть ис-. пользовано для контроля технического состояния высоковольтных распределительных устройств.

Цель изобретения - повышение достоверности и оперативности контроля путем, использования в качестве дополнительного информативного параметра температуры перегрева участка проверяемой цепи распределительного .устройства, которая непрерывно контролируется с помощью волоконно-оптических кабелей, приведенных в тепловой контакт с контролируемыми участками распределительного устройства,

одновременно обрабатывается, дешифрируется и отображается в блоке диагностики.

. На фиг. 1 представлена схема контролирующего устройства совместно с объектом контроля; на фиг.2 - выполнение блока диагностики.

Устройство для осуществления способа (фиг.1) содержит контролируемые участки: силовой трансформатор 1, измерительные трансформаторы напряжения 2 и тока 3, выключатели 4, шину 5, реактор 6 и блок 7 защиты. Устройство контроля содержит измерительный блок 8, блок. 9 диагностики и блок 10 эталонных напряжений. Измери00

ел

4

тельный блок 8 выполнен в виде волоконно- оптических кабелей 11 по числу контролиру- емых участков распределительного устройства, блока 12 светодиодов и блока 13 фотоприемников. Все волоконно-оптические кабели 11 своими входами подключены к оптическим выходам блока 12 светодиодов, а выходами - к входам блока 13 фотоприемников, выходы которого соединены с измерительными входами 14 блока 9 диагностики, допусковыё входы 15 которого подключены к выходам блока 10 эталонных напряжений. Управляющий вход 16 блока 9 диагностики соединен с исполнительным органом блока 7 защиты. Каждый волоконно-оптический кабель 11 приведен в тепловой контакт с соответствующим контролируемым участком 1...6 распределительного устройства.

Блок 9 диагностики (фиг .2) содержит политрон 17, триггер 18 Шмитта, генератор 19 импульсов, RS-триггер 20, элемент И 21, счетчик 22, дешифратор 23, преобразователь 24 код - напряжение, вентильные схемы 25 (элементы И) по числу контролируемых участков 1:..б распределительного устройства, транспаранты 26 контролируемыхучастков1...6 распределительного устройства и общий транспарант 27 Не норма. Функциональные пластины 28 первого ряда политрона 17 соединены с измерительными входами 14 блока 9 диагностики, функциональные пластины 29 второго ряда политрона 17 соединены с допусковыми входами 15 блока 9 диагностики; горизонтально отклоняющие пластины 30 политрона 17 подключены к выходам преобразователя 24 код - напряжение, входы которого подключены к выходам счетчика 22,-выходы счетчика 22 также подключены и к входам дешифратора 23, выходы которого подключены к первым входам элементов И 25, вторые входы которых подключены к выходу триггера 18 Шмитта, а выходы - к транспарантам 26, рабочий коллектор 31 политрона 17 через триггер 18 .Шмитта подключен к общему транспаранту 28 и входу установки в ноль RS-триггера 20, вход 16 установки в единицу которого является запускающим входом устройства. Выход RS-триггера 20 подключен к первому входу элемента И 21, второй вход которого подключен к выходу генератора 19 импульсов, а выход - к входу счетчика 22.

Волоконно-оптические кабели 11 являются чувствительными элементами устройства контроля. Они реагируют на изменение температуры проверяемых участков распределительного устройства (изменяется интенсивность проходящего через них светового потока от светодиодов блока 12). Количество кабелей 11 определяется числом контролируемых участков распределительного устройства (места подключений трансформаторов 1-3, выключателей 4, шины 5, реактора 6 и т.д.).

Светодиоды блока 12 предназначены для создания необходимых световых потоков в волоконно-оптических кабелях 11,

0 Фотоприемники блока 13 предназначены для преобразования интенсивности светового потока, поступившего из волоконно-оптических, кабелей 11, в электрический сигнал.

5 Блок 9 предназначен для запуска по входу 16 и выявления мест скрытых поврежденных участков, имеющих пеоегрев выше нормы, возникших после аварийных ре- жимов распределительного устройства и

0 срабатывания блока 7, а также мест, нуждающихся в проведении профилактики. Выявление производится путем сравнения значений контролируемых параметров, полученных по входам 14 с уставками, задавае5 мыми по входам 15. При этом блок 9 осуществляет как общую предупредительную сигнализацию путем засветки транспаранта 27, так и диагностику поврежденного участка распределительного устройства пу0 тем засветки соответствующего транспаранта 26.

Блок 10 представляет собой стандартный блок эталонных напряжений, позволяющий создавать электрические

5 потенциалы, соответствующие допустимым и аварийным уставкам на контролируемые параметры участков распределительного устройства..

Способ контроля распределительного

0 устройства заключается в следующем. При нормальной работе проверяемого участка , перегрев нормируется в пределах 65-75°С. При коротких замыканиях перегрев возрастает в 4-5 раз. При этом под действием

5 блока 7 распределительное устройство отключается. После аварийного режима происходит резкое увеличение переходного сопротивления поврежденного участка распределительного устройства, что в свою оче0 редь приводит к возрастанию перегрева этого участка. При этом даже после восстановления нормального режима перегрев контролируемого участка будет настолько высок, что это приводит к необходимости

5 проведения профилактики. В этом случае требуется оперативно и с высокой степенью достоверности определить не только места возникших скрытых повреждений, но и места, нуждающиеся в проведении профилактики распределительного устройства, Для

этого с помощью волоконно-оптических кабелей 11, приведенных в тепловой контакт с соответствующими контролируемыми участками 1 ...6, дополнительно блоком 8 измеряется.температура перегрева, при этом в блоке 9 диагностики происходит сравнение измеренной температуры с допустимыми значениями, получаемыми из блока 10, и осуществляется предупредительная сигнализация транспарантами 26 и 27 в случае отклонения с указанием участка проверяемой цепи распределительного устройства, температура перегрева которого оказалась выше нормы.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

При исправном состоянии контролируемых участков 1...6 устройства (перегрев в пределах нормы) и при ручном запуске устройства сигналы, контролируемые на измерительных вхбдах 14, равны сигналам, поступающим на допусковые входы 15. При этом в блоке 9 диагностики электронный луч политрона 17, производящего допусковую оценку параметров, сканирует по средней линии прибора. Поэтому формирование результата контроля блоком 9 диагностики не. происходит, что свидетельствует о нормальном функционировании распределительного устройства.

При возникновении в распределительном устройстве скрытых повреждений, вызванных аварийными режимами, температура перегрева поврежденного участка будет выше и отличаться от его температуры при исправном состоянии. Нагрев волоконно-оптического кабеля 11, приведенного в тепловой контакт с таким участком, приведет куменьшению протекающего в нем светового потока по сравнению с норт мальным режимом, Это изменение преобразуется фотоприемником блока 13 в электрический сигнал. Уменьшение светового потока в кабеле 11 будет зафиксировано блоком. 9, который производит диагностику отказа. В процессе диагностики блок 9 определяет.соответствующий контролируемый участок 1...6, перегрев которого превысил допустимый предел, что указывает на предельное состояние этого участка, т.е. развитие в нем отказа,,требующее проведения профилактики.

Контроль параметров в распределительном устройстве основан на том, что с выходов фотоприемников блока 13 снимаются электрические сигналы, соответствующие текущему значению температуры перегрева. Эти сигналы подаются.на функциональные пластины 28 политрона 17. На функциональные пластины 29 политрона 17

из блока 10 подаются напряжения, определяющие допустимые уставки на температуру перегрева. В случае превышения температуры перегрева допустимого значения потенциал с выхода соответствующего фотоприемника блока 13 будет ниже потенциала уставки, задаваемого блоком 10 для политрона 17. Это приведет к отклонению электронного луча политрона 17 в сторону

0 коллектора 31, появлению тока на выходе коллектора и срабатыванию триггера 18 Шмитта.

Включение устройства осуществляется подачей питания на все блоки и запуском по

5 входу 16 после срабатывания блока 7 защиты или вручную. После подачи сигнала на вход16 RS-триггер 20 блока 9 устанавливается в единичное состояние. Сигнал с выхода триггера 20 поступает на вход элемента

0 И 21, который пропускает импульсы генератора 1.9 в счетчик 22. Счетчик 22 осуществляет подсчет импульсов генератора 19. Емкость счетчика 22 выбирается по числу функциональных пластин 28, 29 политрона

5 17 и зависит от числа контролируемых участков распределительного устройства. Импульсы с выхода счетчика 22 поступают на входы дешифратора 23 и преобразователя 24. С выходов дешифратора 23 соответству0 ющие сигналы приходят на первые входы вентильных схем 25, а с выхода преобразователя 24 напряжение ступенчатой формы подается на отклоняющие пластины 30 политрона 17, обеспечивая последовательное

5 прохождение луча между соответствующими функциональными пластинами 28 и 29 политрона 17.

При нахождении контролируемых параметров в нормальном состоянии ток, возни0 кающий в рабочем коллекторе 31 политрона 17, не вызывает срабатывание элемента 18, что свидетельствует об исправном состоянии распределительного устройства. При превышении контролируемыми параметра5 ми пределов допуска ток в рабочем коллекторе 31 политрона 17 вызывает срабатывание триггера 18. С выхода триггера 18 сигнал поступает на транспарант 27, сигнализируя о возникновении отказа, по0 дается на вторые входы вентильных схем 25, обеспечивая засветку соответствующего транспаранта 26. Одновременно тот же сигнал по входу R сбрасывает RS-триггер 20. Запирается элемент И 21, прекращая под5 ачу импульсов на счетчик 22, код которого соответствует номеру функциональной пластины 28 политрона 17, связанной, с волоконно-оптическим кабелем 11, определившим выход контролируемого участка распределительного устройства из иснравного состояния. Сигнал с выхода дешифратора 23, соответствующий коду счетчика 22, разрешает прохождение сигнала от триггера 18 через вентильные схемы 25 на транспаранты 26. Блок 9 диагностики находится в устойчивом состоянии фиксации наступления отказа одного из проверенных участков 1...6 распределительного устройства до устранения неисправности и повторного запуска по входу 16.

Изобретение повышает достоверность и оперативность контроля, позволяет точно производить диагностику скрытых повреждений распределительного устройства, в результате чего снижаются трудозатраты при обнаружении.неисправностии исключаются ошибочные действия обслуживающего

персонала.

Формуламзобретения

1.Способ контроля распределительных устройств, заключающийся в том, что изме ряют значения информативных параметров, сравнивают их с эталонными значениями, формируют результат контроля, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и оперативности контроля, в качестве дополнительного информативного параметра, использована температура перегрева участка проверяемой цепи распределительного устройства.

2.Устройство для контроля распределительных устройств, содержащее блок защиты, подключенный входами и выходом к участкам распределительного устройства, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и оперативности контроля, в него включены измерительный блок, блок диагностики и блок эталонных напряжений, измерительный блок выполнен в виде волоконно-оптических кабелей по числу контролируемых участков распределительного устройства, блока светодио- дов и блока фотоприемников, причем все волоконно-оптические кабели своими входами подключены к оптическим выходам блока светодиодов, а выходами - к входам

блока-фотоприемников, выходы которого соединены с измерительными входами блока диагностики, допусковые входы которого подключены к выходам блока эталонных напряжений, а управляющий вход блока диагностики соединен с исполнительным органом блока защиты, при этом каждый волоконно-оптический кабель приведен в тепловой контакт с соответствующим контролируемым участком распределительного устройства.

3. Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что блок диагностики содержит политрон, триггер Шмитта, генератор импульсов, RS-триггер, элемент И. счетчик, дешифратор, преобразователь код - напряжение, вентильные схемы по числу контролируемых участков распределительного устройства, трансформаторы контролируемых участков распределительного устройства и общий транспарант Не норма, при этом функциональные пластины первого ряда политрона соединены с измерительными входами блока диагностики,

функциональные пластины второго ряда политрона соединены с допусковыми входами блока диагностики, горизонтально отключающие пластины политрона подключены к выходам преобразователя код - напряжение, входы которого подключены к выходам счетчика, выходы счетчика также подключены и к входам дешифратора, выходы которого подключены к первым входам: элементов И, вторые входы .которых подключены к выходу триггера Шмитта, а выходы к транспарантам контролируемых участков распределительного устройства, рабочий коллектор политрона через триггер Шмитта подключен к общему транспаранту Ненорма и входу установки в О RS-триггера, вход установки в 1 которого является запускающим входом устройства, выход RS- тригтера подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к входу счетчика.

10

15

i-ифПыМг

14

15

Изобретение может быть использовано при контроле распределительных устройств (РУ) для предупреждения их от внутренних повреждений и предотвращения аварий. Цель изобретения- - повышение достоверности и оперативности контроля/Для этого непрерывно контролируется температура перегрева частей РУ, а устройство, реализующее способ, выполнено с измерительным блоком и блоком диагностики (БД) специальной конструкции. Измерительный блок выполнен в виде волоконно-оптических кабелей (ВОК) по числу контролируемых элементов (КЭ) РУ, блока светодиодов, блока фотоприемников и блока эталонных напряжений. БД содержит политрон, триггер Шмитта, генератор импульсов, RS-триггер, элемент И, дешифратор, преобразователь код - напряжение, вентильные схемы по числу КЭ РУ, транспаранты КЭ РУ и общий транспарант Не норма. Контроль РУ основан на том, что с помощью ВОК, обмотанных вокруг КЭ РУ, непрерывно контролируется температура нагрева (ТН) КЭ, причем в БД происходит сравнение ТН КЭ с допустимыми значениями и осуществляется предупредительная сигнализация в случае отклонения ТН от допуска с указанием отказавшего КЭ. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил. v Ё

Ф Ш 1

блок дИйгностинн 9