Устройство для защиты от утечки тока в контактной сети электровозной откатки Советский патент 1980 года по МПК H02H3/16 

выход задающего автогенератора присоединен через последовательно включенные делнтель чаетоты и формнрователь длптельностн контрольных импульеов к входу элемента задержки н к первому входу логического элемента И, выход которого соединен с управляющим входом ключа, вход пнерционного контролирующего порогового элемента подключен к выходу блока выделения сигнала утечки, а выход ииерционного контролнрующего норогового элемента нрнсоедннен к первому входу блока носледовательного анализа, второй вход которого соедннен с выходом элемента задержки, а третий вход - с выходом ннерцнонного отключающего норогового элемента, выход блока последовательного анализа нодключен к третьему входу логического элемента ИЛИ-НЕ, а выход носледнего присоединен к второму входу логического элемента И, а также тем, что, с целью возможности использования его при временном разделенин сигналов, выход задающего автогенератора соедннен с входом сннхронизации источника оперативного сигнала..

Иа фиг. 1 дана структурная схема устройства; на фиг. 2 изображены графически импульсные диаграммы по узлам устройства.

Устройство содержит источник 1 силового питания сети с выключателем, источник 2 оперативного сигнала (генератор оперативного нанряження для устройств с частотным разделением или модулятор-прерыватель для устройств с временным разделением сигналов утечек и рабочего тока), измерительиый элемент 3, блок 4 выделения сигнала утечки, инерцнонный отключающий пороговый элемент 5, ннерцнонный контролирующий пороговый элемент 6, блок 7 последовательного аналнза, логнческнй элемент 8 ИЛИ-НЕ, задающий автогенератор 9 (тактирующий узел устройств с временным разделеннем сигналов), делитель 10 частоты, формирователь 11 длительности контрольных импульсов, элемент 12 задержкн, логичеекий элемент 13 И, ключ 14, резистор 15 контрольной утечки, заградитель 16 цени нагрузки, входы (снгналы на входах) элемента 7: (А) - «норма, (В) - «такт и (С) - «сброс-запрет ; /н - ток контрольной утечки. Я, И, Яд, И4, И, Яе и И - сигналы на выходах элементов (блоков) соответственно 11, 4, 6, 12, 5, 7 н 8.

В известных устройствах источннк 2 оперативного снгнала н измерительный элемент 3 включаются нлн в рассечку контактной сети (РКС-1, «Днепр), или между контактной сетью н рельсами (РУКС, УЗО). К выходу измерительного элемента и к коммутирующему выходу источника 2 во всех известных устройствах присоединяется через блок 4 выделения сигнала утечки контактный (электромагнитное реле) или бесконтактный инерционный отключающий пороговый элемент 5, воздействующий через управляющий вход на выключатель источиика 1 силового питания сетн. Работоспособность устройства проверяется обычно дежурным электриком однн раз в смену путем кратковременного замыкания ключа 14 в цепи резистора контрольной утечкн, что при исправной аппаратуре приводит к пробному отключению сетн от источп 1ка 1 силового нитання.

Нороговые отключающие элементы вынолняются инерциониымн, с выдержкой временн tc на срабатывание, что сиособствует иовыщеиию помехоустойчивости систем защиты (в аппаратуре АЧЗ-10-275 «Днепр эта выдержка составляет 0,15 с). Установнм, что выдержка времени на срабатывание при одиом и том же уровне сигиала утечки у элемента 5 - /с, больще, чем у элемента 6 - /с,, а длнтельность контрольных импульсов к достаточна для срабатывания элемента 6 прп нормальпом состоянии аппаратуры защпты.

Периодический сигнал, поступающий в нормальном режиме работы аппаратуры с выхода формирователя 11 через логический элемент И 13, вызывает замыкание резпстора 15 ключом 14 на сеть п создапие импульсов утечки /н длительностью к.

Если исправны источник оперативного сигнала 2 и элемепты измерительного тракта - блокп 3 н 4 (где сосредоточено осповпое чпсло компонептов схемы устройства), то па выходе б.:1ока 4 уровепь сигнала утечки U4 равен помннальному - см. фиг. 2. Спустя время

;, - 4.

-4,

где A/U - задержка сигнала утечкн в блоках 3 и 4; после появления контрольного импульса срабатывает элемент 6, н одновременно ноявится сигнал на выходе элемента 12 задержки. Так как ннерциоиный отключающий пороговый элемент 5 при этом не срабатывает, то на входах (А) и (В) блока иоследовательного аналнза 7 сигналы есть, а на входе С - нет. По логическому условию /1Л5ЛС блок 7 фиксирует положительный результат едииичной проверкп аппаратуры на исправность (за исключением элементов 5, 8 н нснолнительной схемы блока 1).

Любая неиснравность блоков 2, 3 и 4 аннаратуры приводит к тому, что энергия контрольного сигнала утечкн на входе элемента 6 будет гленьше уетановлепной, он не сработает на данном такте, п по логическому условию ЛЛбЛС блок 7 фиксирует отрицательный результат единичной проверки исправности. Элемент последовательного анализа 7 нозволяет новыснть достоверность контроля нснравности аппаратуры в условиях воздействия помех. Орнентируясь на рекомендации из области телемеханики, можно считать, что анпаратура является исправной, если из 4-х последовательных проверок положительный результат фиксируется не менее 3-х раз (см. «.; цикл проверки на фиг. 2). В противном случае (см. «f+1 цикл проверки) блок 7 выдает через элемент ИЛИ.-НЕ 8 команду на отключение источника 1 силового интаиия сети и, при необходимости, сигнал диспетчеру. Когда в сети возникает отключающая утечка, срабатывает элемеит 5, элемент ИЛИ-НЕ 8, и отключается источник силового питания 1; кроме того, сигнал на входе С устанавливает блок 7 в исходное состояние и воспрещает дальнейшую его работу до тех иор, иока не исчезнет отключающая утечка. Наконец, одиовремеино с отключением нсточника 1 силового питания сети прекращается иодача нмиульсов на ключ 14, так как на входе элемента И 13, связанном с выходом элемента ИЛИ- НЕ 8, сигнал ири этом отсутствует.

В заключеиие отметим, что в известных устройствах защиты, таких как РУКС и «Днепр, существует канал контроля уровня оперативного напряжения, который вынолняется в виде реле наиряження, имеющего размыкающие контакты в цени управлеиия выключателем источника 1 силового питания.

Действует этот канал параллельио с отключающим, что дает осиованне свести их взаимодействие к логаческому сложению сигналов на иервом входе элемеита 8, связанном с коитрольиым выходом блока 2, и сигнала иа втором входе, соедпиенном с выходом элемента 5.

Ноедложеиное устройство выиолнено в виде дополиительного узла аппаратуры АЧЗ-10-275, разработанной Днепропетровским горным институтом и выпущенной Днепровским машиностроительным заводом.

Результаты лабораторных испытаний устройства показали его работоспособность и существенное повышение надежностн работы анпаратуры защиты (контур контроля охватывает блоки, содержащие 95% всех элементов иодстанционного комплекта АЧЗ).

Формула изобретения

1. Устройство для защиты от утечки тока в контактной сети электровозной откатки, содержащее задающий автогенератор, источник оперативного сигнала, включенный иоследовательно с измерительным элементом в цепь контроля оперативного тока.

блок выделения си. нала утечки, первый вход которого присоединен к выходу измерительного элемента, второй вход - к коммутирующему выходу источника оператиьного сигнала, а выход - к входу инерционного отключающего порогового элемента, соедииенного с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к контрольному выходу источника оперативного сигнала, а выход соединен с уиравляющим входом источника силового питания сети с выключателем, иоследовательио соединенные ключ и резистор контрольной утечки, включенные

между защищаемой сетью и землей, и заградители в цепях нагрузок, отличающееся тем, что, с целью иовышения надежностн работы иутем обеспечеиия автоматического контроля нсправности устройства, в него введены делитель частоты, формирователь длительностн контрольных импульсов, элемент задержки, логический элемент И, инерционный контролирующий иороговый элемент и блок последовательиого анализа, нрн этом выход задающего автогенератора присоединен через носледовательно включенные делитель частоты и формнрователь длительности контрольных имиульсов к входу элемента задержки

и к первому входу логического элемента И, выход которого соедииен с уиравляющим входом ключа, вход инерцнонного контролирующего порогового элемента подключен к выходу блока выделения сигнала

утечки, а выход ннерциоииого контролирующего порогового элемента нрнсоедииен к первому входу блока последовательного анализа, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, а третий

вход - с выходом инерционного отключающего норогового элемента, выход блока последовательного анализа подключен к третьему входу логического элемента ИЛИ-НЕ, а выход последнего прпсоедниен к второму входу логического элемеита И.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью возможности использования его при времеином разделении сигналов, выход задающего автогенератора соедннен с входом синхронизацнн нсточннка оперативного сигнала.

Источники информации, принятые во внимаиие ири экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Л(Ь 111833, кл. Н 02Н 7/26, 1959.

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

3.Авторское свидетельство СССР ЛГо 127693, кл. Н 02Н 5/12, 1959.