Устройство для автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки Советский патент 1980 года по МПК H02J3/18 

1

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

Наиболее близким решением технической , задачи является устройство автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки, содержащие источник питания, управляемый постоянным током компенсирующий дроссель с положительной обратной связью, подключенный к сети через искусствен- Ю ную нулевую точку, генератор оперативного синусоидального напряжения звуковой час-. тоты, соединенный с усилителем переменного тока, нагрузкой которого является LCконтур, образованный блоком присоединения к фазам сети и земле, емкостью фаз сети относительно земли и первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого через согласующий элемент присоединена к входу транзисторного усилителя постоянного тока, подключен- Q ного к обмотке управления компенсирующего дросселя (1.

Технологический разброс параметров элементов в блоке присоединения к фазам сети

и земле и параметров согласующего элемента таких устройств приводит к тому, что использование в качестве согласующего элемента ljC-фильтра не обеспечивает стабильного изменения сигнала, являющегося функцией изменяемой емкости сети, от одного и того же значения. Вследствие этого при малых емкостях сети наблюдается значительный начальный ток управления компенсирующего дросселя, что приводит к перекомпенсации, а следовательно, к увеличению тока утечки. Это особенно проявляется при большом диапазоне изменения температуры окружающей среды.

Целью изобретения является повышение чувствительности в зоне малых емкостей путем уменьшения начального тока подмагничивания в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматической компенсации емкостной составляющей тока утечки, содержащем источник питания, управляемый постоянным током компенсирующий дроссель с положительной обратной связью, подключенный к сети через искусственную нулевую точку, генератор оперативного синусоидального напряжения звуковой частоты, соединенный с усилителем переменного тока, нагрузкой которого является LC-контур; образованный блоком присоединения к фазам сети и земле, емкость фаз сети относительно земли и первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого через согласующий элемент присоединена .к входу транзисторного усилителя постоянного тока, подключенного к обмотке управления компенсирующего дросселя, согласующий элемент содержит транзистор, эмиттер-базовый переход которого подключен к источнику питания через регулируемый резистор, а база - коллекторный переход подключен через выпрямитель к вторичной обмотке трансформатора и к входу транзисторного усилителя постоянного тока.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Ко входу усилителя переменного тока 1 подключен генератор оперативного синусоидального напряжения звуковой частоты 2. Нагрузкой указанного усилителя является колебательный контур, образованный блоком присоединения к фазам сети и земле 3, емкостью фаз сети относительно земли 4 и первичной обмоткой трансформатора 5. Вторичная обмотка трансформатора 5 через согласующий элемент присоединена к входу усилителя постоянного тока, 6, нагрузкой которого является обмотка управления компенсирующего дросселя 7 с положительной обратной связью.

Согласующий элемент в устройстве выполнен на транзисторе 8, эмиттер-базовый переход которого через регулируемый резистор 9 подключен к источнику питания, а база-коллекторный переход через выпрямитель 10 присоединен к вторичной обмотке трансформатора 5 и ко входу транзисторного усилителя постоянного тока 6.

При изменении емкости сети 4 изменяется частота собственных колебаний контура, составленного из элементов 3, 4, 5. По мере приближения частоты собственных колебаний указанного контура к частоте колебаний автогенератора 2 амплитуда сигнала, снимаемого со вторичной обмотки трансформатора 5, растет. Этот сигнал, являющийся функцией изменяемой емкости- , через согласующий элемент поступает на вход усилителя постоянного тока, нагрузкой которого является обмотка управления компенсирующего дросселя 7. В результате изменяется индуктивность компенсирующего дросселя, индуктивные токи которого компенсируют емкостную составляющую тока утечки. При этом частота автогенератора 2 выбирается такой, чтобы она не превышала частоты собственных колебаний контура, составленного из элементов 3, 4, 5 при максималь-.

но возможной емкости сети 4. В этом случае используется восходящая ветвь резонансной

кривой и характеристика сигнала, снимаемого с трансформатора 5, которая является функцией измеряемой емкости, - однозначна.

Использование в качестве согласующего элемента транзистора 8, схема подключения которого между вторичной обмоткой трансформатора 5 и входом усилителя постоянного тока 6 указана выще, позволяет получить характеристику сигнала, поступающего на вход усилителя 6, с определенного задаваемого параметрами резистора порога. Это обеспечивает возможность получения характеристики тока управления, как функции изменения емкости сети, от его нулевого значения при любых технологических разбросах параметров элементов устройства, что существенно улучщает компенсацию емкостных токов в зоне малых емкостей. Причем задаваемый порог отсечки остается стабильным в щироком диапазоне изменения температуры окружающей среды, так как транзистор 8 включен по схеме с общей базой, которая не критична к изменению температуры окружающей среды.

Формула изобретения

Устройство для автоматической компенсации емкостной составляющей тока утеч)д ки, содержащее источник питания, управляемый постоянным током компенсирующий дроссель с положительной обратной связью, подключенный к сети через искусственную нулевую точку, генератор оперативного синусоидального напряжения звуковой частоты, соединенный с усилителем переменного тока, нагрузкой которого является IjC-контур, образованный блоком присоединения к фазам сети и земле, емкостью фаз сети относительно земли и первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого через согласующий элемент присоединена к входу транзисторного усилителя постоянного тока, подключенного к обмотке управления компенсирующего дросселя, отличающе-.

еся тем, что, с целью повышения чувстви4i. тельности в зоне мальТх емкостей путем уменьщения начального тока подмагничивания в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды, согласующий элемент содержит транзистор, эмиттер-базовый переход которого подключен к источнику питания через регулируемый резистор, а база - коллекторный переход подключен через выпрямитель к вторичной обмотке транс форматора и к входу транзисторного усилителя постоянного тока. JJИсточники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 493857,кл. Н 02 Л 3 18 от 1974,