Устройство для автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки Советский патент 1975 года по МПК H02J3/18 

1

Изобретение относится к устройствам для автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки в шахтных электрических сетях и предназначено для повышения безопасности эксплуатации этих сетей.

В известных устройствах для автоматической компенсации емкостной составляюш;ей тока утечки, состоящих из управляемого постоянным током компенсирующего дросселя насыщения с положительной обратной связью, подключенного к сети через искусственную нулевую точку, генератора оперативного синусоидального напряжения звуковой частоты, соединенного с усилителем переменного тока, и усилителя постоянного тока, подключенного к обмотке правления компенсируюшего дросселя, не обеспечивается точная настройка компенсирующего дросселя в широком диапазоне .измерения емкости.

В предложенном устройстве, с целью повышения точности компенсации и достижения независимости настройки компенсирующего дросселя от активных проводимостей изоляции сети, между коллектором транзистора упомянутого усилителя переменного тока и «землей присоединена первичная обмотка трансформатора, параллельно которой включены балластная емкость и две катушки индуктивности, соединенные последовательно, между точкой соединения которых включен емкостный присоединительный фильтр, а вторичная рбмотка указанного трансформатора через RC-фильтр подключена ко входу транзисторного усилителя постоянного тока и к базаколлекторному переходу регулирующего транзистора, эмиттеры которых через резисторы, соединенные параллельно, присоединены к источнику питания.

На чертеже представлена принципиальная

электрическая схема устройства для автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки.

Выпрямленное напряжение от стабилизированного трехфазного источника питания 1 прикладывается к задающему LC-генератору 2, усилителю переменного тока, выполненному на транзисторе 3, и усилителю постоянного тока, собранному на составных транзисторах 4. Задающий LC-генератор 2 соединен с транзисторным усилителем переменного тока, между коллектором которого и «землей присоединена первичная обмотка трансформатора 5, параллельно которой включены балластная емкость 6 и две катушки индуктивности 7, 8, соединенные последовательно. Между точками их соединения включен емкостный присоедини- тельный фильтр 9. Вторичная обмотка указанного трансформатора через RC-фильтр 10 подключена ко входу транзисторного усилителя

постоянного тока, в коллекторную цепь котоporo включена зашунтированная диодом 11 обмотка управления 12 компенсирующего дросселя 13.

Вход усилителя на транзисторах 4 зашунтирован база-коллекторным переходом регулирующего транзистора 14, эмиттер которого и эмиттер указанного усилителя на резисторах 4 через резисторы 15, 16, соединенные параллельио, присоединены к источнику питания 1.

Параллельно обмотке обратной связи 17 и питающему ее выпрямителю, включенному иоследовательио с рабочими обмотками 18, 19 компенсирующего дросселя 13, присоединен резистор 20.

При изменении распределениой емкости сети изменяется эквивалентная емкость, вносимая в колебательный LC-коитур усилителя переменного тока 3. В связи с этим меняется и собственная частота этого контура. При этом при изменении емкости сети на выходе трансформатора 5 появляется напряжение, увеличивающееся по мере приближения собственной частоты LC-контура усилителя 3 к частоте задающего генератора 2. Это напряжение, пропорциональное емкости сети, усиливается усилителем на транзисторах 4 и подается на обмотку управления 12 компенсирующего дросселя 13. В связи с этим ток в обмотке управления компенсирующего дросселя 13, а следовательно, и его индуктивность линейно зависят от емкости сети.

Чтобы эта зависимость сохранялась при различных коэффициентах усиления транзисторов 4 (разброс параметров) и различной температуре окружающего воздуха, вход транзисторов 4 зашунтирован база-коллекторным переходом регулирующего транзистора 14, а эмиттеры транзисторов 4 и 14 нрисоединены через параллельно соединенные резисторы 15 и 16 к источнику питания 1. При этом резисторы выполняют роль делителя тока, задавая своим соотпощением коэффициент усиления транзистора 4.

Для достижения независимости настройки компенсирующего дросселя от активных проводимостей изоляции сети емкость сети составляет только часть эквивалентной емкости, вносимой в колебательный LC-контур усилителя переменного тока. Поэтому при внесении в контур активных проводимостей изоляции сети добротность LC-контура снижается незначительно и напряжение на выходе трансформатора 5 зависит практически только от изменения емкости сети. Чтобы на вход усилителя на транзисторах 4 не попадало напряжение смещения нейтрали частотой 50 гц при возникновении однофазной утечки на землю, вторичная обмотка трансформатора соединена со входом усилителя на транзисторах 4 через LC-фильтр.

Для защиты транзисторов 4 от обратных напряжений обмотка управления 12 зашунтирована диодом И. С целью улучшения рабочих характеристик компенсатора в зоне малых емкостей в коллекторную цепь транзисторного усилителя переменного тока параллельно первичной обмотке трансформатора 5 включена балластная емкость 6. Для этой же цели параллельно обмотке обратной связи 17 и питающему ее выпрямителю, включенному последовательно с рабочими обмотками 18 и

19 колюенсирующего дросселя, присоединен резистор 20. Указанный резистор 20 при малых емкостях рабочей сети щунтирует обмотку обратной связи 17, так как индуктивное сопротивление ее при малых токах в обмотке

управления 12 достаточно велико. При увеличении емкости сети увеличивается ток в обмотке управления 12, а следовательно, индуктивное сопротивление ко.мненсирующего дросселя уменьшается. В связн с этим сопротивлеиие обмотки обратной связи 17 также уменьшается, и влияние резистора на ток в обмотке 17 снижается.

Предмет изобретения

1.Устройство для автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки, содержащее источник питания, управляемый постоянным током компенсирующий дроссель

с положительной обратной связью, нодключенный к сети через искусственную нулевую точку, генератор онеративного синусоидального напряжения звуковой частоты, соединенный с усилителем переменного тока, и усилитель постоянного тока, подключенный к обмотке управления компенсирующего дросселя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности компенсации и достижения независимости настройки компенсирующего дросселя

от активных проводимостей изоляции сети, между коллектором транзистора упомянутого усилителя переменного тока и «землей присоединена первичная обмотка трансформатора, параллельно которой включены балластная емкость и две катущки индуктивности, соединенные последовательно, между точкой соединения которых включен емкостной присоединительный фильтр, а вторичная обмотка указанного трансформатора через RC-фильтр

подключена ко входу транзисторного усилителя постоянного тока и к база-коллекторному переходу регулирующего транзистора, эмиттеры которых через резисторы, соединенные параллельно, присоединены к источнику питания.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью улучшения характеристик компенсатора, параллельно обмотке обратной связи и питающему ее выпрямителю, включенному последовательно с рабочими обмотками компенсирующего дросселя, присоединен резистор. /7 -r-Ji S,- ; , - - j JC i tc Д. ,i Л- , V, 1, i UT 1