Устройство для защиты контактной сети электровозного транспорта Советский патент 1979 года по МПК H02H3/16 B60M1/00 

Изобретение относится к устройствам защитного отключения контактной сети электровозного транспорта и может быть использовано в шахтном транспорте.

Известно аналогичное устройство для зашиты электрических и контактных сетей при аварийных утечках 1.

Из известных устройств наиболее близким по технической супдности и достигаемому результату является устройство для защиты контактной сети электровозного транспорта с питанием нагрузки от трехфазного выпрямителя через вентильный выключатель и контактную сеть и использованием рельсового пути в качестве общей цепи нагрузки, содержащее чувствительный элемент, измерительный блок, один из входов которого подключен к контактной сети, и источник оперативного тока, вход которого подключен к общей цепи нагрузки, а выход - ко второму входу измерительного блокаГ21.

Недостатком известного устройства является неустойчивое срабатывание реле чувствительного элемента из-за изменения рабочего тока, вызванного разными режимами работы электровозного транспорта, что снижает надежность работы устройства при защитном отключении контактной сети в случае различных аварийных утечек. Целью изобретения является упрощение и повыщение надежности устройства путем устранения зоны нестабильного отключения. Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты контактной сети электровозного транспорта с питанием нагрузки от трехфазного выпрял ителя через

вентильный выключатель и контактную сеть и использованием рельсового пути в качестве общей цепи нагрузки, содержащее чувствительный элемент, измерительный блок, один из входов которого подключен к контактной сети, и источник оперативного

тока, вход которого подключен к общей цепи нагрузки, а выход - ко второму входу измерительного блока, снабжено источником эталонного напряжения, при этом вентильный выключатель выполнен на тиристоре,

управляющий вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, выполненного на двух диодах, двух нагрузочных ре зисторах и п-р-п транзисторе, эмиттер которого подключен к выходу источника эталонкого напряжения, другой выход которого подключен к общей цепи пагрузки, коллектор соединен через один нагрузочный резистор с общей цепью нагрузки и подключен к выходу чувствительного элемента, а база транзистора подключена к выходу измерительного блока через два последовательно включенных анодами диода, точка которых через другой нагрузочный резистор подключена к общей цепи нагрузки.

На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства.

Блок-схема включает нагрузку I, которая питается постоянным прерывистым напряжением, создаваемым схемой трехфазного выпрямителя 2 через контактную сеть 3 и вентильный выключатель 4. Управляется вентильный выключатель 4 с помощью чувствительного элемента 5, схема которого содержит транзистор 6, нагрузочные резисторы 7, 8 и диоды 9 и 10. К одному из входов чувствительного элемента 5 подключен источник эталонного напряжения 11, а ко второму входу чувствительного элемента 5 через измерительный блок 12. подключен источник оперативного тока 13. Второй вход измерительного блока 12 подключен к контактной сети 3. Нагрузка I, источник оперативного тока 13, чувствительный элемент 5, источник эталонного напряжения 11 подключены к общей цепи нагрузки (рельсу) 14. Сопротивление утечки 15 возникает между контактной сетью 3 и общей цепью нагрузки 14.

Схема чувствительного элемента 5 производит сравнение двух напряжений: Оэ, поступающего от источника эталонного напряжения 11, и УИЗМ , поступающего через измерительный блок 12 от источника оперативного тока 13 в момент пауз тока нагрузки IH . В период таких пауз оперативный ток 1о , проходя по цепи «- источника 13, измерительный блок 12, контактная сеть 3, сопротивление утечки 15, общая цепь нагрузки 14, « + источника 13, производит контроль состояния контактной сети 3 относительно обратной цепи нагрузки 14.

Одновременно на делителе «- источнике оперативного тока 13, измерительный блок 12, диод 10 и нагрузочный резистор 8 чувствительного элемента 5, общая цепь нагрузки 14, « + источника 13, выделится напряжение Uo , создающее в точке А определенный потенциал, который зависит от значения сопротивления утечки 15.

Если сопротивление утечки 15 равно бесконечности, то напряжение источника оперативного тока Uo , выделенное на делителе, распределится таким образом, что в точке А потенциал будет больще, чем потенциал от источника эталонного напряжения 11 в точке В. В этом случае транзистор 6 чувствительного элемента 5 закрыт, так как

ток через эмиттер - коллекторный переход не течет.

На коллекторе транзистора 6 выделится выходной сигнал «О (логический уровень сигнала).

Если сопротивление 15 утечки окажется HHJke допустимого по условиям безопасности, то это приведет к перераспределению напряжения Uu . В точке А потенциал уменьщится до величины, ниже потенциала источника эталонного напряжения 11 в точке В. Транзистор 6 чувствительного элемента 5 откроется, так как через эмиттер - коллекторный переход пройдет ток. На коллекторе выделится выходной сигнал «1.

Изменением выходного сигнала с «О на «1 чувствительный элемент 5 осуществляет управление вентильным выключателем 4,который защищает контактную сеть 3 от различных аварийных утечек.

Надежность отключения обеспечивается тем, что транзистор 6 работает в релейном режиме, - который происходит из-за того, что при изменении потенциалов в точках А и В открывается или закрывается один из диодов - 9 или 10.

Изменение рабочего тока при разных режимах работы электровозного транспорта в этом случае на работу устройства защиты не влияет. ,

Использование описанной схемы чувствительного элемента 5 в устройстве для защиты контактных сетей электровозного транспорта, обеспечивает по сравнению с существующими устройствами:

-высокую точность измерения сопро5 тивления утечки;

-надежное отключение при различных аварийных утечках и различных нагрузках в контактной сети;

-расщирение зоны стабильного отключения, допуст 1мого по условиям безопасности;

-значительное упрощение устройства.

Формула изобретения

Устройство для защиты контактной сети электровозного транспорта с питанием нагрузки от трехфазного выпрямителя через вентильный выключатель и контактную сеть и использованием рельсового пути в качестве общей цеПи нагрузки, содержащее чувствительный элемент, измерительный блок, один из входов которого подключен к контактной сети, и источник оперативного тока, вход которого подключен к общей цепи нагрузки, а выход - ко второму входу измерительного блока, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повыщения надежности устройства, путем устранения зоны нестабильного отключения, оно снабжено источником эталонного напряжения, при этом вентильный выключатель выполнен на тиристоре, управляющий вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, выполненного на двух диодах, двух нагрузочных резисторах и п-р-п транзисторе, эмиттер которого подключен к выходу источника эталонного напряжения, другой выход которого подключен к общей цепи нагрузки, коллектор соединен через один нагрузочный резистор с общей цепью нагрузки и подключен к выходу чувствительного элемента, а база транзистора подключена к выходу измерительного блока через два последовательно включенных анодами диода, общая точка которых через другой нагрузочный резистор подключена к общей цепи нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции № 2188171, кл. Н 02 Н 3/16, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 373812, кл. Н 02 Н 3/16, 1970.