Устройство для контроля ресурса коммутационных аппаратов Советский патент 1993 года по МПК G07C3/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения отключающего ресурса высоковольтных коммутационных аппаратов, а именно разрядников.

Известен регистратор срабатывания разрядников, включаемый последовательно с разрядником, содержащий параллельно включенные электромагнитный счетчик импульсов и нелинейное сопротивление, решающий аналогичную задачу 1,

Главным его недостатком является то, что ресурс работы разрядника измеряется без учета значения коммутируемого тока, что приводит к ошибке в определении ре- сурса, поскольку износ рабочей среды разрядника происходит неравномерно в зависимости от значения коммутируемого тока и чем этот ток больше, тем быстрее исчерпывается рабочий ресурс разрядни- ка.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для контроля ресурса коммутационных аппаратов, содержащее датчик коммутаций, первый счетчик импульсов, датчиктока, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержащий три компаратора, три триггера и шифратор, дифференцирующий элемент, четыре логических элемента НЕ, три логиче- ских элемента ИЛИ, шесть логических элементов И, генератор импульсов, второй счетчик импульсов, блок установки нуля и формирователь сигнала, причем датчик коммутаций подключен через дифференцирую- щий элемент к одному из входов первого элемента И, ко второму входу которого через первый элемент НЕ подсоединен выход первого компаратора АЦП, выход первого элемента И подключен к первому счетчику импульсов через первый элемент ИЛИ, второй вход которого и первый вход второго счетчика импульсов соединены с выходом пятого элемента И, к одному из входов которого подключен выход генера- тора импульсов, а ко второму входу и ко входу формирователя сигнала подключен выход шестого элемента И, один из входов которого соединен с датчиком коммутаций, а второй вход соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам второго, третьего и четвертого элементов И, к первому входу второго элемента И подключен выход первог о (младшего) разряда АЦП, а ко вто- рому входу через второй элемент НЕ подсоединен выход второго разряда второго счетчика импульсов, к первому входу третьего элемента И подключен выход второго разряда АЦП, а ко второму входу через третий элемент НЕ подсоединен выход третьего разряда второго счетчика импульсов, к первому входу четвертого элемента И подключен выход третьего разряда АЦП, а ко второму входу через четвертый элемент НЕ подсоединен выход четвертого разряда второго счетчика импульсов, входы шифратора подключены к прямым выходам первого, второго и третьего триггеров, выходы первого, второго и третьего компараторов соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего триггеров, входы первого, второго и третьего компараторов подключены к датчику тока, вторые входы второго счетчика импульсов, а также первого, второго и третьего триггеров соединены с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу формирователя сигнала, а второй вход соединен с выходом блока установки нуля 2.

Главным недостатком данного устройства является его низкая точность работы, а именно неприспособленность для измерения ресурса разрядников, поскольку данное устройство начинает функционировать после срабатывания датчика коммутаций, который имеется в выключателе и отсутствует у разрядника. Кроме того, при срабатывании датчика коммутаций в счетчик отключающего ресурса заносится ложный импульс, которым у выключателей фиксируется отключение номинального рабочего тока, а для разрядников нет такого режима работы, поскольку через него протекают лишь аварийные токи, возникающие при внутренних перенапряжениях силового электрооборудования, либо при прямых ударах молнии в линию.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

На чертеже изображена блок-схема устройства, которая содержит датчик 1 тока, первый, второй и третий компараторы 2, 3 и 4, первый, второй и третий триггеры 5, 6 и 7, шифратор 8, первый, второй и третий элементы И 9, 10 и 11, первый элемент ИЛИ 12, первый, второй и третий элементы НЕ 13, 14 и 15, первый счетчик 16 импульсов, генератор 17 импульсов, четвертый и пятый элементы И 18 и 19, второй счетчик импульсов 20, четвертый элемент НЕ 21, четвертый триггер 22, блок 23 установки нуля, второй элемент ИЛИ 24, формирователь 25 сигнала.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения блок нуля 23 коротким импульсом через

элемент ИЛИ 24 устанавливает в нулевое положение триггеры 5,6,7,22 и счетчик 16.

Если в линии создается волна напряжения, обусловленная внутренними перенапряжениями или прямым попаданием молнии в линию, то при этом в работу вступает разрядник, призванный защитить электрооборудование от перенапряжения и тем самым предотвратить пробой изоляции. При этом по разряднику протекает ток и на выходе датчика тока 1, включенного последовательно с разрядником, появляется напряжение, пропорциональное протекающему току, приводящее к срабатыванию определенного количества компараторов и RS-триггеров, в зависимости от значения протекаемого тока. Например, если сработал первый компаратор 2, то первый RS- триггер 5 устанавливается в единичное состояние, сигнал с выхода которого через шифратор 8 подается на первый вход элемента И 9. Поскольку на втором входе элемента И 9 присутствует сигнал единицы с выхода элемента Н Е 13 ввиду того, что счетчик 16 находится в нулевом состоянии, то с выхода элемента ИЛИ 12 сигнал подается на вход элемента И 19.

После окончания работы разрядника протекание тока через него прекращается, на выходах датчика тока 1 и компаратора 2 устанавливается нулевой потенциал. При этом с выхода элемента НЕ 21 сигнал единицы подается через элемент И 18 в RS- триггер 22 (RS-триггер 5 находится в сработанном состоянии), вследствие чего один импульс генератора 17 через элемент И 19 поступает в счетчик 20 и в счетчик 16, на выходе которого устанавливается сигнал единицы, элемент И 9 блокируется и элемент И 19 закрывается. Одновременно на выходе формирователя 25 появляется короткий импульс, обнуляющий сработавшие триггеры 5,6,7 и 22 и счетчик 16. Поступивший в счетчик 20 сигнал увеличивает его показание на единицу счета, тем самым свидетельствует о частичном израсходовании коммутационного ресурса разрядника.

При коммутации разрядником больших значений токов, когда срабатывает несколько компараторов, в счетчик 20 заносится большее количество импульсов, соответствующее превышению коммутированного тока над заданным.

Шифратор 8 устроен таким образом, что сработавший триггер, соответствующий большему порогу срабатывания компаратора, блокирует выходы триггеров, к которым подключены компараторы с меньшими порогами срабатывания. Например, если сработал триггер 7, то сигнал логической 5 единицы будет только на третьем выходе шифратооэ 8.

Формула изобретения Устройство для контроля ресурса ком0 мутационных аппаратов, содержащее датчик тока, выход которого подключен к входам первого, второго и третьего компараторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого,

5 второго и третьего триггеров, выходы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему входам шифратора, первый, второй и третий выходы шифратора подключены к первым входам соответствен0 но первого, второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с первым, вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ, выходы первого, второго и третьего элементов НЕ подключены к вторым входам

5 соответственно первого, второго и третьего элементов И, выход первого компаратора соединен с входом четвертого элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выход генератора

0 импульсов соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого счетчика импульсов, второй вход которого объединен с вторыми входами первого, второго и третьего триг5 геров и соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выходы блока установки нуля и формирователя сигнала подключены к входам второго элемента ИЛИ, второй счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с

0 целью повышения точности работы устройства, в него введен четвертый триггер, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера,

5 выход четвертого триггера подключен к второму входу пятого элемента И, третий вход которого и вход формирователя сигнала объединены и соединены с выходом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента

0 ИЛИ подключен к второму входу четвертого триггера, выход пятого элемента И соединен с входом второго счетчика импульсов, первый, второй и третий выходы первого счетчика импульсов соединены соответст5 венно с входами первого, второго и третьего элементов НЕ.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения отключающего ресурса высоковольтных коммутационных аппаратов, а именно разрядников. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство содержит датчик 1 тока, компараторы 2-4, триггеры 5,6,7,22, шифратор 8, элементы И 9,10,11,18,19, элементы ИЛИ 12, 24, элементы НЕ 13, 14, 15, 21, счетчики 16, 20. генератор 17 импульсов, блок 23 установки нуля и формирователь 25 сигнала. В устройстве более точно определяется оставшийся отключающий ресурс разрядника. 1 ил.