Устройство для проверки автоматических выключений Советский патент 1992 года по МПК G01R31/327 

сл

с

Использование: относится к испытаниям электротехнического оборудования и может быть использовано при проверке автоматических выключателей. Сущность изобретения: устройство содержит регулятор 1 напряжения, силовой трансформатор 2, автоматический выключатель 3, датчик 4, блок 5 регистрации, содержащий блок 6 измерения и запоминания тока, блок 1 измерения и запоминания времени и блок 8 формирования длительности прохождения тока.2 ил.

00

о

О СЛ

Изобретение относится к испытаниям лектротехнического оборудования и может ыть использовано при проверке автоматиеских выключателей.

Известно устройство для проверки суовых автоматических выключателей, соержащее регулятор тока, подключенный к первичной цепи силового трансформатора, вторичная обмотка которого через датчик подключена к автоматическому выключатею, блок регистрации, выполненный в виде лока измерения и запоминания тока, соеиненный с датчиком.

Однако данное устройство не имеет блока измерения времени, что не позволяет регистрировать время срабатывания автоматических выключателей, делает проверку неполной, не позволяет снимать токовременную характеристику,

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для снятия характеристик судовых автоматических выключателей, содержащее силовой трансформатор, регулятор напряжения, включенный в первичную обмотку силового трансформатора, датчик, включенный в цепь вторичной обмотки силового трансформатора и автоматического выключателя, блоки измерения и запоминания тока и времени, подключенные к датчику.

Однако это устройство имеет низкую точность измерения времени срабатывания автоматических выключателей, т.к. схема формирования счетных импульсов из переменной ЭДС датчика, при проверке автоматического выключателя в зоне короткого замыкания с временем срабатывания 0.020.04 с, может зафиксировать время срабатывания с погрешностью до 50%, если автоматический выключатель отключается в самом начале второй полуволны ЭДС датчика. Из этой полуволны будет получен один счетный импульс, соответствующий одной сотой секунды, а в действительности пройдет, например, две тысячные доли секунды, кроме того, частота счетных импульсов зависит от частоты питающей сети, а отклонение частоты от принятой 50 Гц увеличивает абсолютную погрешность измерения времени при длительных испытаниях, например, в зоне перегрузки.

Цель изобретения - повышение точности измерения времени срабатывания автоматических выключателей.

Поставленная цель достигается тем. что в устройство измерения и запоминания времени введен блок формирования длительности прохождения тока, входом подключенный к датчику, а выходом к индикаторному устройству и coдepжaa й

первый и второй компараторы, вход которых подключен к датчику, а выход - к первому и второму триггерам, причем вход второго триггера соединен с выходами компараторов через инвертор, выходы первого и второго триггеров соединены с первыми входами соответствующих первого и второго логических элементов И, а вторые входы первого и второго логических элементов И

0 подключены к генератору прямоугольных импульсов, а выходы первого и второго логических элементов И соответственно соединены с входами первого и второго счетчика импульсов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами третьего триггера, а также ; вторыми входами соответственно первого и второго триггеров, выход третьего триггера соединен с первым входом четвертого

0 триггеоа, а с вторым входом четвертогг триггера - через второй вход третьего двухвходового логического элемента И, первый вход которого соединен с выходами первого и второго компараторов, выход

5 четвертого триггера соединен с первым входом четвертого двухвходового логического элемента И, второй вход этого элемента соединен с генератором, выход четвертого логического элемента И соедм0 иен с входом схемы индикации.

В просмотренной литературе авторы не выявили перечисленных признаков для подобных устройств, поэтому считаем их новыми. В прототипе счетные импульсы

5 сформированы из полуволн напряжения датчика, что приводит к значительной погрешности измерения времени, особенно при проверке автоматических выключателей в зоне отсечки. В предложенной схеме

0 счетные импульсы поступают от высокочастотного генератора с одинаковым временным сдвигом начала и конца отсчета, что позволяет повысить точность измерения времени срабатывания автоматического выключателя как в зоне отсечки, так и в зоне перегрузки. Так как введение новых признаков повышает точность проверки автоматических выключателей по сравнению с прототипом на 50%. то эти новые признаки

0 являются существенными.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства: на фиг.2 -- временные диаграммы работы.

Устройство содержит регулятор 1 напряжения. ;включенный в первичную обмотку силового трансформатора 2. вторичная обмотка которого подключена к автоматическому выключателю 3 через датчик 4, соединенный с блоком 5 регистрации, содержаш.им блок 6 измерения и запоминания тока и блок 7 измерения и запоминания времени, блок 8 формирования длительности прохождения тока. Блок формирования длительности прохождения тока включает первый 9 и второй 10 компараторы, объединенные выход которых соединен с первым входом первого триггера 11 и соединен с первым входом второго триггера 13 через инвертор 12. Выход первого триггера 11 соединен с первым входом первого двухвходового логического элемента И 14, а выход второго триггера 13с первым входом второго двухвходового логического элемента И 15, а вторые входы логических элементов 14 и 15 объединены и подключены к генератору 16, Выход первого логического элемента И 14 соединен с входом первого счетчика 17, а выход второго логического элемента И 15 соединен с входом второго счетчика 18, выход первого счетчика 17 соединен с вторым входом первого триггера 11 и с первым входом третьего триггера 19, а выход второго счетчика 18с вторым входом второго триггера 13 и с вторым входом третьего триггера 19. Выход третьею триггера 19 соединен с первым входом третьего логического элемента И 20 и с вторым входом четвертого триггера 21. Выход третьего логического элемента И 20 подключен к первому вхсду четвертого триггера 21, а второй вход логического элемента 20 соединен с выходом компараторов 9 и 10. Выход четвертого триггера 21 соединен с первым входом четвертого логического элемента И 22, а второй вход четвертого логического элемента И 22 подключен генератору 16; выход четвертого логического -элемента И 22 подключен к блоку 7 измерения и запоминания времени.

На фиг,2 под номерами 24-30 показаны формы сигналов в соответствующих участках функциональной схемы.

Блок формирования длительности прохождения тока может быть выполнен на основе стандартных интегральных микросхем. Компараторы 9 и 10, например К521САЗ, триггеры - стандартные D-триггеры, например К561ТМ2. Логическими элементами И-НЕ с объединенными у второго элемента входами, например К561ЛА7, инвертором может служить один аналогичный элемент И-НЕ с объединенным входом. Счетчики, например микросхемы К176ИЕ12. Генератор может быть выполнен, например, на двух элементах И-НЕ с соответствующими резисторами и емкостями. Счетчик-индикатор также из стандартных элементов, например микросхемы К176ИЕ4 и светодиодные индикаторы,

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При подаче напряжения от сети на первичную обмотку силового трансформатора 2 5 через регулятор 1 напряжения во вторичной обмотке силового трансформатора 2 возникает ЭДС, создающая ток в цепи автоматического выключателя 3 и последовательно соединенного с ним датчика 4 тока. Если величина тока выше или равна уставки срабатывания автоматического выключателя, то через некоторый промежуток времени автоматический выключатель 3 отключается, размыкая цепь вторичной обмотки силового трансформатора 2. Напряжение 24, пропорциональное току поступает, с датчика 4 тока в блок 5 регистрации, а следовательно, в блок б измерения и запоминания тока ив блок 7 измерения и запоминания

0 времени, причем напряжение 24 поступает в блок 7 измерения и запоминания времени через блок 8 формирования длительности прохождения тока, на входе которого установлены компараторы 9 и 10.

5При наличии тока в цепи автоматического выключателя 3 напряжение 24 поступает на входы компараторов 9 и 10. Компараторы включены таким образом, что формируют прямоугольные импульсы и из положительной и отрицательной полуволн поданного напряжения с некоторым гистерезисом для помехоустойчивости. По переднему фронту импульсов, соответствующих положительной и отрицательной полуволнам напряжения, триггеры 11 и 13 формируют импульсы 26 и 27, которые позволяют прохождение счетных импульсов от генератора 16 через логические элементы И 14 и 15 на соответствующие счетчики 17 и 18. После подсчета

0 требуемого количества импульсов со счетчика 17 на второй вход третьего триггера 19 подаются короткие импульсы, сдвинутые относительно перехода через ноль напряжения 24 на некоторое время,

5 определяемое коэффициентом пересчета счетчиков 17 и 18. Логический элемент 20 и триггер 21 представляют из себя схему сравнения сигнала компараторов 9 и 10, а также сдвинутого на время коэффициента

0 пересчета сигнала третьего триггера 19. Сигнал с четвертого триггера 21 поступает на четвертый логический элемент 22, позволяя прохождение счетных импульсов генератора 16 на блок 7 измерения и запоминания времени. Таким образом счетные импульсы поступают со сдвигом на время пересчета счетчика 14, а прекращение счета блоком 7 измерения и запоминания осуществляется также с задержкой, определяемой счетчиком 15.

Коэффициенты пересчета счетчиков 14 и 15 одинаковы, поэтому задержки начала счета и остановки равны по времени и сдвинуты на величину времени пересчета счетчиков 17 и 18(фиг.2).

Использование блока формирования длительности прохождения тока позволяет значительно повысить точность измерения времени срабатывания атоматического выключателя при проверке в зоне отсечки и не влияет на точность измерения времени при изменении частоты питающей сети.

Экономический эффект может составить 5 тыс. рулей в год при эксплуатации одного устройства.

Формула изобретения Устройство для проверки автоматических выключателей, содержащее силовой трансформатор, регулятор напряжения, включенный в первичную обмотку силового трансформатора, датчик, включенный в цепь вторичной обмотки силового трансФорматора и автоматического выключателя, блок регистрации, вход которого соединен с выходом датчика и выполненный в виде блока измерения и запоминания времени, и блока измерения и запоминания тока, вход которого соединен с входом блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения времени срабатывания автоматических выключателей, в блок регистрации введен блок формирования длительности прохождения тока, вход которого соединен с входом блока регистрации, а выход - с входом блока измерения и запоминания времени, причем, блок формирования длительности

прохождения тока содержит первый и второй компараторы, первый и второй, третий и четвертый триггеры, инвертор, первый, второй, третий и четвертый логические элементы И, первый и второй счетчики импульсов, генератор, входы первого и второго компараторов объединены и являются входом блока формирования длительности прохождения тока и соединены с входом блока

регистрации, выходы первого и второго компараторов объединены и соединены с первым входом первого триггера, вторым входом третьего логического элемента И не посредственно, и через инвертор - с первым входом второго триггера, в ходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первыми входами первого и второго логических элементов И. вторые входы которых соединены с выходом генератора и с вторым входом четвертого лог ческого элемента И, вторые входы пераого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами третьего триггера, с выходами первого и зторого

счетч1 сов импульсов, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго логических элементов И. выход третьего триггера с первыр входом третьего логического элемента И t. вторым входом четвертого триггера, первый вход которого соединен с выходом третьего логического элемента И, выход четвертого триггера соединен с первым входом четвертого логического элемента И, выход которого является выходом блока формирования длительности прохождения тока и соединен с входом блока измерения и запоминания времени.

2Э

30

г. 2. .