Устройство для управления сетью наружного освещения Советский патент 1992 года по МПК H05B37/02 H02J13/00 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к системам управления и контроля сетей наружного освещения.

Известны устройства для управления сетью наружного освещения, содержащие контактор с контактами, включенными между выводами для подключения источника питания и выводами-для подключения фазных проводов сети и катушкой контактора, подключенной к блоку управления.

Устройство позволяет контролировать наличие напряжения в начале фазных проводов сети, но не имеет возможности защитить сеть освещения от обрыва проводов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является уетройство для управления сетью наружного освещения, содержащее контактор с контактами, установленными между выводами для подключения источника питания, и выводами для подключения фазных проводов сети, катушка контактора зашунтирована буферным диодом и подключена первым выводом к точке соединения катодов первого, второго и третьего диодов трехфазного выпрямителя, а вторым

выводом к аноду тиристора, замыкающий и размыкающий ключи управления, дополнительный привод, вывод для подключения к нулевому проводу.

Устройство позволяет дистанционно управлять мощностью источников света путем передачи сигналов управления по дополнительному проводу. Однако устройство не позволяет осуществлять контроль аварийных режимов - обрывов проводов сети. Таким образом, известное устройство для управления сетью наружного освещения имеет низкую надежность.

Целью изобретения является повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены второй замыкающий ключ управления, блок контроля, имеющий диод, два ограничительных резистора, два оптрона и резистивный делитель напряжения, предохранитель, динистор, пять диодов, резистор управления, анод первого диода трехфазного выпрямителя через первый замыкающий ключ управления подключен к первому выводу для подключения источника питания, аноды второго и третьесл

С

ч со ю сл

hO

го диодов выпрямителя подсоединены к второму и третьему выводам для подключения источника питания соответственно, катод тиристора через размыкающий ключ управления соединен с выводами для под- ключения нулевого провода, управляющий электрод тиристора соединен с первым выводом резистора управления, второй вывод которого подключен к катоду четвертого диода, анод которого подключен к точке сое- динения анода первого диода выпрямителя с первым замыкающим ключом управления, катод пятого диода соединен с управляющим электродом тиристора, анод пятого диода соединен с катодом тиристора, начало дополнительного провода через предохранитель подключено к первому выводу второго замыкающего ключа управления, второй вывод которого через шестой диод соединен с выводом для подключения первого фазного провода сети, к точке соединения предохранителя с вторым замыкающим ключом управления подключен анод седьмого диода, катод которого подключен к точке соединения анодов восьмого диода и динистора, катод которого соединен с выводом для подключения нулевого провода, катод росьмого диода подключен к точке соединения первого вывода катушки контактора с катодом буферного диода и като- дами диодов трехфазного выпрямителя, блок контроля подключен к выводам для подключения фазных проводов конца сети причем к первому выводу подключен катод диода блока контроля, анод которого через первый ограничительный резистор соединен с катодом светодиода первого оптрона, анод светодиода и катод фототиристора первого оптрона подключены к второму указанному выводу, анод фототиристора перво- го оптрона через второй ограничительный резистор подключен к катоду светодиода второго оптрона, анод которого соединен с третьим упомянутым выводом, анод фототиристора второго оптрона подключен к первому указанному выводу, катод фототиристора второго оптрона подключен к первому указанному выводу, катод фототирстора второго оптрона подключен к первому выводу делителя напряжения, второй вывод которого подключен к выводу для подключения нулевого провода, а средний вывод - к концу дополнительного провода,

На фиг.1 представлена схема устройства для управления сетью наружного осве- щения,1 на фиг.2 - графики напряжений и тока в сети наружного освещения.

Устройство для управления сетью наружного освещения (фиг.1) содержит кон- тактдр с контактами 1, установленными

между выводами для подключения источника 2 питания и выводами для подключения фазных проводов 3.1, 3.2, 3.3 сети. К источнику 2 питания подключен нулевой провод 4. Устройство содержит трехфазный выпрямитель, выполненный на первом 5, втором 6 и третьем 7 диодах. К точке соединения катодов диодов 5-7 подключены первый вывод катушки 8 контактора 1 и катод буферного диода 9. К второму выводу катушки 8 подключены анод буферного диода 9 с анодом тиристора 10. Катод тиристора 10 через размыкающий ключ 11 управления соединен с нулевым проводом 4 сети. Анод первого диода 5 трехфазного выпрямителя через первый замыкающий ключ 12 управления соединен с первым выводом источника 2 питания. Аноды второго 6 и третьего 7 диодов подключены к второму и третьему выводам для подключения источника питания. Управляющий электрод тиристора 10 через резистор 13 управления соединен с катодом четвертого диода 14. Анод диода 14 соединен с анодом первого диода 5. Катод пятого диода 15 подключен к управляющему электроду тиристора 10, а анод диода 15 подключен к катоду тиристора 10. Устройство содержит дополнительный провод 16.

Начало провода 16 через предохранитель 17 подключено к первому выводу, второго замыкающего ключа 18 управления. Второй вывод ключа 18 через шестой диод 19 соединен с выводом для подключения первого фазного провода 3.1 сети. К точке соединения предохранителя 17с ключом 18 управления подключен анод седьмого диода 20. Катод диода 20 подключен к точке соединения анодов восьмого диода 21 и динистора 22. Катод динистора 22 подключен к нулевому проводу 4. Катод восьмого диода 21 подключен к точке соединения первого вывода катушки 8 с катодом буферного диода 19 и катодами диодов 5-7 трехфазного выпрямителя. Устройство для управления сетью наружного освещения имеет блок 23 контроля, который подключен к выводам для подключения фазных 3.1, 3.2,3.3 проводов конца сети.

К первому выводу подключен катод диода 24, Анод диода 24 через первый ограничительный резистор 25 соединен с катодом светодиода первого оптрона 26. Анод светодиода и катод фототирйстора первого оптрона 26 подключены к второму выводу блока контроля 23. Анод фототиристора первого оптрона 26 через второй ограничительный резистор 27 подключен к катоду светодиода второго оптрона 28. Анод светодиода второго оптрона 26 соединен с третьим выводом блока контроля 23. Анод фототиристора второго оптрона 28 подключен к первому выводу блока 23 контроля.

Катод фототиристора второго оптрона 28 подключен к первому выводу делителя 29 напряжения. Второй вывод делителя напряжения подключен к выводу для подключения нулевого провода 4. Средний вывод делителя 29 напряжения подключен к концу дополнительного провода 16. Между фаз- нымии 3.1, 3.2, 3.3 и нулевым проводами подключены силовые выводы осветительных установок 30-32 соответственно. В осветительных установках к силовым выводам подключена последовательная цепь из газоразрядной лампы 33, основного дросселя 34 и дополнительного дросселя 35. К силовому выводу, соединенному с нулевым проводом4, подключен первый вывод катушки реле 36. Второй вывод катушки реле 36 подключен к выводу управления. Параллельно катушке 36 включена цепочка из первого 37 и второго 38 конденсаторов. Вывод для подключения нулевого провода соединен с переключающим контактом 39. Замыкающий полюс контакта 39 подключен к точке соединения основного 34 и дополнительного 35 дросселей. Размыкающий полюс контакта 39 подключен к точке соединения первого 37 и эторого 39 конденсаторов. Вывод1-1 осветительных установок 30-32 подключены к дополнительному проводу 16 через диоды 40-42 управления соответственно.

Устройстьо для управления сетью наружного освещения работает следующим образом.

При отключенном контакторе 1 к трехфазному выпрямителю приложены напряжения от второго и третьего выводов источника 2 питания, т.е. напряжений UB и Uc фаз В и С (фиг.2). Тиристор 8 в данном случае заперт. При замыкании контактов ключа 12 управления на управляющий электрод тиристора 10 от первого вывода источника 2 питания - фазы А подается напряжение UA. Тиристор 8 открывается и через катушку 8 течет ток is. Контакты контактора 1 замыкаются, соединяя выводы источника 2 питания с фазными проводами 3.1, 3.2, 3.3 сети наружного освещения. В блоке 23 контроля в данном случае при протекании тока по цепи: конец провода 3,1, диод 24, резистор 25, светодиод оптрона 26, конец провода 3.2 - отпирается фототиристор оптрона 26. При протекании тока по цепи: конец провода 3.2, фототиристор оптрона 26, резистор 27, светодиод оптрона 28; конец провода 3.3 - открывается фототиристор оптрона 28. При открывании фототиристора оптрона 28 от конца первого фазного провода 3.1 к нулевому проводу 4 через

резисторы делителя напряжения 29 течет ток. Напряжение, снимаемое со среднего вывода делителя напряжения 29, прикладывается к концу дополнительного провода 16

и по нему через предохранитель 17, через диоды 20 и 21 подается к точке соединения катодов диодов 5-7 трехфазного выпрямителя.

Таким образом, при размыкании кон0 такта ключа 12 тиристор 10 остается открытым, поскольку через него идет непрерывный ток is. Полуволна напряжения U А, снимаемого с делителя 29 с полуволнами напряжений UB и Uc, образует постоянную составляющую

5 напряжения, обеспечивающую постоянный ток в цепи тиристора 8. Подополнитель- номупроводуЧбпротекают положительные полуволны напряжения Уд1 с амплитудой, меньшей величины напряжения пробоя U22

С динистора 22. При разомкнутом ключе 18 в осветительных установках 30-32 катушки реле 36 обесточены и дополнительный дроссель 35 включен в цепь лампы 33 последо- вательно с основным дросселем 35.

5 Газоразрядная лампа 33 в данном случае работает в режиме пониженной мощности При замыкании ключа 18управления от провода 3.1 через диод 19 и предохранитель 17 к дополнительному проводу 16 подаются от0 рииательные полуволны напряжения. Данные полуволны через диоды 40-42 управления подаются на управляющие выводы осветительных установок 31-33, в которых проходят через катушки реле 36. При

5 прохождении тока через катушки реле 36, срабатывает контакт 39, реле шунтирует дополнительный дроссель 35. Конденсаторы 37 и 38 служат для сглаживания напряжения на катушке 36. При шунтировании контактами 39

0 дросселя 35 лампа 33t переходит в режим полной мощности. Размыкание и замыкание ключа 18 не оказывает влияния на элеме ты контроля устройства, поскольку управление реле 36 з осветительных установках произво5 дится полуволнами отрицательной полярности - противоположной полярности полуволн контролирующего напряжения.

В случае обрыва одного из фазных проводов, например, провода 3.2, ток, протекающий

0 по светодиоду оптрона 26, прекращается и фототиристор данного оптрона закрывается. Запирание фототиристора оптрона 26 обусловливает прекращение тока по светодиоду оптро.а 28 и запирание его фототиристора.

5 Запирание фототиристора оптрона 28 приводит к прекращению подачи напряжения от конца провода 3.1 к проводу 16.

Таким образом, в постоянной составляющей напряжения, снимаемого стрехфазного выпрямителя, возникает пауза напряжения

Тп. При отсутствии полуволны напряжения DB фазы В данная пауза обусловливает паузу тока в цепи тиристора 8. Тиристор 8 запирается, отключая контакты 1, тем самым разрывая цепь между источником 2 питания и проводами 3.1, 3.2, 3.3 сети, в которой возникла аварийная ситуация.

Аналогичная технология отключения проводов сети от источника 2 питания возможна при обрыве проводов 3.1 и 3.2.

При обрыве нулевого провода 4 фототиристоры оптронов 26 и 28 будут открыты, так как фазные провода 3.1, 3.2, 3.3 исправны. Однако в данном случае со среднего вывода делителя 29 напряжения в провод 16 поступает полуволна напряжения 1)д1 с амплитудой выше пробивного напряжения 1)22 динистора 22. Динистор 22 в данном случае открывается и шунтирует цепь подачи напряжения от дополнительного провода 16 к точке соединения катодов диодов трехфазного выпрямителя. В составляющей выходного напряжения выпрямителя образуется пауза тока Тп, которая, по описанной выше технологии, способствует запиранию тиристора 8 и отключению контактора 1, т.е. ограничению действия аварийного режима.

При коротких замыканиях между проводами сети сгорают вставки предохранителей источников питания. Тиристор 10 в паузах напряжения запирается, обесточивая катушку 8 контактора 1, и контактор отключается.

Устройство для управления сетью наружного освещения обладает повышенной надежностью, обеспечивая контроль аварийных режимов сети при обрывах сети в любых комбинациях, а также коротких замыканиях между проводами. Кроме того, устройство позволяет дистанционно управлять мощностью осветительных установок на всем протяжении сети освещения.

Формула изобретения

Устройство для управления сетью наружного освещения, содержащее контактор с контактами, установленными между выводами для подключения источника питания и выводами для подключения фазных проводов сети, катушка контактора зашунтирова- на буферным диодом и подключена первым выводом к точке соединения катодов первого, второго и третьего диодов трехфазного выпрямителя, а вторым выводом к аноду тиристора, замыкающий и размыкающий ключи управления, дополнительный провод, вывод для подключения к нулевому проводу, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в устройство введены второй замыкающий ключ управления, блок контроля, имеющий диод,

два ограничительных резистора, два оптро- на и резистивный делитель напряжения, предохранитель, динистор, пять диодов, резистор управления, анод первого диода

трехфазного выпрямителя через первый замыкающий ключ управления подключен к первому выводу для подключения источника питания, аноды второго и третьего диодов выпрямителя подсоединены к второму

0 и третьему выводам для подключения источника питания соответственно, катод тиристора через размыкающий ключ управления соединен с выводами для подключения нулевого провода, управляющий электрод ти5 ристора соединен с первым выводом резистора управления, второй вывод которого подключен к катоду четёертого диода, анод которого подключен к точке соединения анода первого диода выпрямителя с

0 первым замыкающим ключом управления, катод пятого диода соединен с управляющим электродом тиристора, анод пятого диода соединен с катодом тиристора, начало дополнительного провода через предохра5 нитель подключено к первому выводу второго замыкающего ключа управления, второй вывод которого через шестой диод соединен с выводом для подключения первого фазного провода сети, к точке соединения

0 предохранителя с вторым замыкающим ключом управления подключен анод седьмого диода, катод которого подключен к точке соединения анодов восьмого диода и динистора, катод которого соединен с выво5 дом для подключения нулевого провода, катод восьмого диода подключен к точке соединения первого вывода катушки контактора с катодом буферного диода и катодами диодов трехфазного выпрямителя,

0 блок контроля подключен к выводам для подключения фазных проводов конца сети, причем к первому выводу подключен катод диода блока контроля, анод которого через первый ограничительный рези5 стор соединен с катодом светодиода первого оптрона, анод светодиода и катод фототиристора первого оптрона подключены к второму указанному выводу, анод фототиристора первого оптрона через второй

0 ограничительный резистор подключен к катоду светодиода второго оптрона, анод которого соединен с третьим упомянутым выводом, анод фототиристора второго оптрона подключен к первому

5 указанному выводу, катод второго оптрона подключен к первому выводу делителя напряжения, второй вывод которого подключен к выводу для подключения к нулевому проводу а средний вывод - к концу дополнительного провода.

Й Г1- &«

t - -7-

/ох/

..

м1

)

&«

-7-

,Уп

L4

3

Л

Сущность изобретения: в устройстве имеются блок контроля обрыва фазных проводов и элементы управления контактором сети освещения, связанные между собой проводом управления. Устройство позволяет дискретно регулировать мощность сети освещения и предупреждать аварийные режимы сети.2 ил.

Y/

в

i

.1

/

s

S i

ч

к

M

I

5

I

H

:c

1 If

ts

$ ъ

41

«N

J

V

n