Устройство для защитного отключения шахтной тяговой сети постоянного тока с цикличным прерыванием цепи нагрузки Советский патент 1979 года по МПК H02H3/16 

витальный элемент защитного устройст ва. Источник оперативного тока подключен через ограничизвающее сопротив ление параллельно выпрямителю. Контроль избЛяцйи производится во время лаузы напряжения путем подачи в контактную сеть напряжения от источника оперативного тока обратной полярнос; ТИ . . ... Данное устройство обладает тем недостатком, что силовой эенфиль/ включенный последовательно нагрузке сети с целью выделения в нее оперативного тока, параллельно которому подключен чувствительный орган, а ре жиме тягового тока несет пояйуй нагрузку контактной сети как при номинальных, так и аварийных бе режимах. При этом для ббеспечения нормальной работы устройства в этих условиях указанный элемент собирают из нескольких, параллельно включенйых силовьах вентилей, что требует принятия достаточно сложных дополнительных ме по выравниванию тока между ними, а создания необхоДи:1«а:Сс условий охлаждения. В результате наДе жность работы устройства С5«цвствен но снижается, так как повреждение (пробой) -хотя бы одного.из «ёйтилей приведет к отказу работы заадтногд устройства. Кроме того, к недостаткам устройств следует отнести to, что при их использовании нагрузка питается пульсируюдам постоянным tfoKOM. В зависимости of частоты прерываний СйftOBpfo тока, а также в занясимости от сботноигейия продолжительности пйтан11я нагрузки и времени контроля сопротйвлёния утечки (относительной продолжительНости вклкгчения) э двигателях электровозOS возникают большие или Меньхйиё дополнительные потери электроэнергии. Поэтому, чтобы адовлетворить условия эксплуатации Двигателей электровозов и условия надежного контроля изоляции старают:ся длйтельйо&.1 иМпульс а силового питания установить такой, чтобы она не превышала йргййтймбго времени преб«ваиия человека под силовым напряжением койгактмШ сети, а йремя контроля утечки .р||ть лганймальным (оно огфеделяется й| условий достаточной надежности койтрЪлй сопротивления утечки). Минймал йЬе время контроля утечкипредъявляет повышенные требования к чувствйтельйому оргайу за1аитйого устройства п6 точности иэмереиия и быстродействию срабативайия. Однако при малом времени измерения сопротивления утечки на уставку срабатывания ч вствительного органа оказывает влияние емкость контактной сети, кбторая вйосйт погрешйость а результат измерения При этом чем меньше будет арёйя койт роля сопротивления утечки, тем саяьйее будет проявляться ее влияние, при чем оно будет проявляться при измерении как амплитудного, так и среднего или действующего значения оперативного тока. Это происходит потому, что в процессе контроля сопротивления утечки оперативный ток проходит ь кОнтактную в те короткие промежутки времени, когда напряжение сети имеет обратйую полярность по отношению к силовому напряжению и обладает крутым передним фронтом, то есть при каждом измерении сопротивления утечки в этой цепи происходит переходный процесс. При этом следует отметить то обстоятельство, что емкость контакт-ной сети в процессе эксплуатации изменяет свою величину за счет увеличения протяжности откаточных выработок, а также за счет подключения или отключения ее отдельных секций. Кроме того, ёмкость сети оказывает влияние на уставку срабатывания защитного устройства в большей или мейьшей мере в зависимости от режима работы контактной сети, характера ее нагрузки и других факторов. В этом случае все Зависит от остаточного заряда емкости перед началом контроля изоляции. Таким Образом, при измёйении ёмкости контактной сети, а также в зависимости от режима работы и характера ее на грузки, величина измеряемого полного оперативного тока будет также изменяться при неизменном значении сопротивления утечки сети, то есть при иэмененйиэтих факторов будет изменяться и уставка срабатывания защит- його устройства, что в целом также снижает надежность работы устройства., , , Целью изобретения является повышение надёжноЪти работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для защитного отключения шахтной тяговой сети постоянного тока с цикличным прерыванием цепи нагрузки, содержащее источник оперативного тока, подключенный к сети с полярностью обратной полярности силового управляемого выпрямителя через датчик оперативного тока, выполненной в виде резистора, и чувствительный орган, выполненный на релейном элементе, выход которого.. Соединен с цепью отключения выключателя сети, дополнительно снабжено датчиком йаличия паузы в силовом питании сети, формирователем селекторных импульсов, вспомогательные источНИКОМ постоянного тока и селектором оперативного тока, первый вход которого соединён с датчиком оперативного тока, второй его вход соединен через формирователь селекторных импульсов с датчиком наличия паузы в силовом питаний сети, подключенным паралельно силовому управляемому выпряителю, а выход селектора оперативноrb тока соединен со входом релейного элемента, при этом входы пнтаййй рё|пейного элемента, селекхо)ра оперативного тока и формирователя селекторных импульсов подключены к выходу гательного источника поетояннбготока а также тем, что селектор оперативного тока выполнен на логическом эйемен те И, а акже тем, что датчик наличия паузы в силовом питании сети выполнен в виде последовательно срединеййых лотенциометр и диода, а также тем) что формирователь селекторных и миульсов выполнен на логическом элeмeнт e НЕ, а также тем, что, с целью йрвытений точности измерения сопротивАвния утечки, формирователь селекторных импульсов выполнен в виде Последовательно соединенных дифференцируя) щей цепи с детектором однополярщлх импульсов и блока задержки с входом подключен к йыходу системы управления силового выпрямителя. На фиг. 1 и фиг, 2 изображены два варианта блок1гсхе1 1 устройства. Управляющие электроды вентилей силового выпря№1теля 1 подключены к системе управления 2. Нагрузка 3 под ключается к тяговой сети с вентильного эаг1 адйтеля 4, з качщс-еве которого йсгнольэбвай охотный неуправляе№1й . Источник оперативного тока 5 подключен чедез оперативного тока G, выполнениями в резистора, мезкду прямым и Обратным пройой « тяговой сети, В ка честве источника оперативного тока может быть использовав мостовой выпрямитель. Питающийся от cetH nepeiMeH ного тока. Чувствительиый эа. щитного устройства 7 состоит и:з исто ника питаний 8, выход которого сое;11и Нен со входами питания формирователя селекторных импульсов 9, селектора оперативного тока 10 и релейного эле мента 11. Первый вход селектора otieративногО тока 10 соединен с датЧйком опё ративного тОка б, второй его вход соединен через формирователь се лекторных импульсов 9 с датчиком йаличия паузы в силовом питании сети 12, выполненным в виде йОследойа Чёль нО соединенных потенциометра 13 и диода 14 и подключенным napanneji tbHO силовому управляемому выпршите}1Ю 1, а выход селектора оперативного тока 10 соединен со входом релейного энйемента 11, выход которого соединен С ристемой управления 2 силового выпря МиТеля 1, которые своей основ ной функции источника питания исполь зуются в качестве выключателя кон- Тактной сети. Сопротивление утечки тяговой Сети ( сниженное сопротивление изоляции или сопротивление тела .прикоснувшегося к контактному проводу, человека) показано в виде conjpoтивления 15. Распределенная емКоСТь контактной сети Показана в виде емкости 16. в качестве селектора опера тивного .ока 10 может быть использован лЬ Гический элемент И или ЗАПРЕТ,; в качестве фс мирователя селекторных импульсов 9 может быть использован логический элемент НЕ . Для повышения точности измерения сопротивления утечщ формирователь селекторных импульсов 9 мОжет быть выполнен в виде последоВа1тельно соединенных дифференцирующей цепи ij, 7 с детектором однополярных икатульсой и блока задержки 18, при этом вход этого формирователя подклюЧается к выходу системы управления 2 силового выпрямителя 1. Устройство работает следующим образом. .... V л Система управления 2 силового выпрямителя I oQyJO.ecTisnnei прерывистое питание управляющих электродов его вентилей. В моменты отсутствия тока в цепях угфавкёнйя этих вентилей они запираются И, следовательно, источник рабочего постоянного тока также оказывается запертым. При этом оперативный тоК от источника оперативного тока 5 протекает через сопротивление утечки 15 ипараллельйо ему через емкость контактной сети 16 ( во время её заряда) и через датчик оперативного тока 6. Через нагрузку 3 оперативный ток не протекает, так как в ее цепи СТОИТ вентильный заградитель 4. Выделение и измерение Оперативного тока прои воднтся чувствительным органом 7. При пойвлении оперативного тока вЫйге уст айки этого Органа, что соответствует аозниКНобению в контактНОЙ сети сопротивления утечки ниже допустимого УРОВНЯ, релейный элемент 11 срабатываед и воздействует на цепь отключения шключателя, который производит отключение питающей сети. В процессе в1 Деления оперативного тока исполнительный релейный элемент 11, селектор оперативного тока 10 и ФорШроватёль селекторных импульсов 9, пиТайие ОТ вспомогательного источника постоянного ока 8, реагируют на поступающие сигналы. Селектор оперативного тока 10, выполненный на логическом элементе И, Подает на вход релейного элемента 11 сигнал управления тоЛько При наличии открываю1дих сигналов на обоих его / входах. При этом на один его вход подается открывающий сигнал с формирователя селекторных импульсов 9, выполненного на логическом элементе НЕ, только лишь в момент гцэерывания силового питания контакной сети, поскольку этот элемент преобразует поступающие на него сигналы с датчика наличия паузы в силовом питании сети 12, и на выходе его сигнал всегда противоположен входному. На второй вход селектора оперативного тока 10 поступают сигналы су 4марног6 напряжения Ьт силового источника 1 и оперативного источника 5 и сигналы источника оперативного тока, протекающего череэ сопротивление утечки 15(силоврй преобразователь 1 и вентили 4 и 14 вэто момент для него закрыты) . Таким образом, в течение действия импульса силового питания сети на этот вход поступает открывающий сигнал, в - период отсутствия ийпульса этот сигнал также отсутствует, но при том ус ловий/ что в сети нет утечкй. При появлении же сотфотивления утечки на dxofi будет поступать открывающий сигнал и в момент прервавания си лъвого питания сети (так как через оперативного тока 5 будет про текать оперативный ток). Следователь но, при отсутствии утечкнц на оба вхо да селектора оперативного агкрьтающие сигнагаа побтупшдт поочередно (не совпадая во времени) и на вьпсоде его сигнал отсутствует, Йри появлении же утечки на оба его входа (в момент прерывания сшювого питания) открывакняие сигналы пйсТупают одновременно и он подает сигнал управления на релейный элемент 11, йоторый срабатывает и воздействует на цепб оТк/йочения выключателя контёКт ной сети. , В случае шполнения форШроватёля селекторнЪгх импульсов 9 -в виде пойле довательно соединенных дифференцирующей цепи 17 с детектором ойнопо 1ярных импульсов и блока- задержки 18 на его вход поступают сигналы с выхода системы управлемия 2, обладающие кру тыми передним и задним фронта 41. Дифференцирующая цепь формирует на выходе импульс напряжения пропорцио нальный производной от входной величины сигнала. На выходе дифф енцирующей цепи с помощью детектора выделяются однополярные импульсы, ролучанные в результате дифференцирования заднего фронта импульса входного сигнала, который определяет момент начала протекания оперативного тока по контролируемой цепи (момент начала паузы силового питания нагрузки). Блок задержки 18 задерживает выход сфсчрмированного короткого сигнала на , необходимое для его синйрониэацйи с моментом окончания импульса оперативного тока (с моментом окончания паузы силового питания яатрузки) . При такЫ измерении оперативного тока емкость сети 16 заряжаё1 сяд& велйЧ:ины напряжения источника оперативного тока в начале его импульса (в начале паузы силовогопитания нагруэки) и к М(Миенту контроля оперативного тока вё влияет на его величину, то есть не:влияет на уставку срабатыва ti n.S ifnyiOfo ycTp . .йспольз рвачие предлагаемого устройстВЖ для защитного отклюаения зшахтной тяговой сети прстоя:нного тока с йикййчный прерыванием цепинагрузки обеспечивает по сравнению ейзвест ными : й р6Йст§)мИ следз/ющйе преимущества:-упрощение силовой схемы защитного устройства за счет исключения из цепи нах рузки сети силового неуправляемого вентиля, служащего ду1я выделения оперативного тока; -удешевление защитного устройства за счет исключения из него дорогостоящего силового вентиля (блока венTJИлeй) с системой его охлаждения (и систем6Й деления тока) j . -поёышение надежности работы заtiUiTHoro устройства при выделении оперативного тока за счет того, что надёжность работы элементов чувствительного органа не зависит от нагрузЬчного режима тяговой сети; -Повышение надежности работы защитно 5Ь устройства за счет повышения точности контроля сопротивления ут йчки сети (при малом времени контроля) , в котором емкость сети не оказывает влияния на его уставку сраба тйвания, Формула изобретения 1. Устройство для защитного отключения шахтной тяговой сети постоянйо-го тока с цйкличньдм прерыванием цепи нагрузки,сЬдержащее источник ойе атиЗвного тока, подключенный ксетиё полярйостбю обратной полярности citJiOвого управляемого выпрямителя черёз датчик оперо тивного тока, выполне ный в виде резистора, и чувствительный орган, выполненный на релейном элементе, выход которого соединен с цепЬю отктаочения выключателя сети, отличающееся тем, что, с целью повьвиения надежности работы, онЬ дополнительно снабжено датчиком наличия паузы в силовом питании сети. формирователем селекторных импульсов, вспомогател ьным источником постоянного тока и селекторов оперативного тока, перВыйвход которого соединен с датчиком оперативного тока, второй его вход Соединен через формирователь селекторных импульсов с датчиком наличия силовом питании сети подключенным параллельно силовому управляемому выпрямителю, а выход селектора оперативного тока соединен со входом релейного элемента, при э±ом входыпитания релейного элемента, селектора оперативного тока и формирователя селекторных импульсов подклю1чеШГ к выходу вспомогательного источника постоянного тока. 2, УстройСтво по П.1, о т л и ч а-, щ е е с я тем, что селектор операивйогб тбКа выполнен на логическом элементе И. 3. Устройство по П.1, отличащееся тем, что датчик наличия, аузы э силовом питании сети выполен в виде последовательно соединеИых потенциометра и диода. 4.Устройство п.п. 1 и 3, о - л и ч а юте е с я тем, что формирователь селекторных импульсов выполнен на логическом элементе НЕ. 5.Устройство по п.1,.о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения сопротивления , формирователь селекторных импульсов выполн ен 1в виде после- . довательно соединенных дифференцирую673 цепи с детектором однополярных импульсов и блока задержки и входом подключен к выходу систекы управления силового выпрямителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР I 280624, кл. Н 02 Н 3/16, 1967. 2.АвтЬрское свидетельство СССР 402111, кл. Н 02 Н 3/16, 1970.