Устройство для защиты тяговой сети от однофазного замыкания на землю Советский патент 1980 года по МПК H02H3/08 

зан с приводом выключателя, введены блок задержки, сумматор, первый и второй выпрямители, причем первый вход сумматора непосредственно, а второй - через блок задержки подклюены к выходу трансформатора тока, ыход су1 матора через первый выпряитель связан с входом первого порогового элемента, а вход второго поогового элемента через в горой вырямитель подключен к заземленному ельсу.

Схема устройства приведена на чертеже .

Устройство содержит трансформатор тока 1, блок задержки 2, сумматор 3, первый и второй выпрямители 4 и 5, первый и второй пороговые элементы 6 и 7, логический элемент И 8, выключатель 9, исполнительный элемент 10, рельс 11, контактный провод 12, экскаватор 13.

К выходу трансформатора тока 1 подключены первый вход сумматора 3 и блок задержки 2, выход которого соеинен со вторым входом сумматора 3, выход сумматора 3 через первый выпрямитель 4 соединен.с входом первого порюгового элемента б, а вход втоого порогового элемента 7 через втоой выпрямитель 5 подключен к рельсу 11, выходы первого и второго пороговых элементов 6 и 7 подключены к вхоам логического элемента И 8, а выход последнего через исполнительный элеент 10 соединен с приводом выключателя 9.

В тяговых сетях переменного тока устройство работает следующим образом,

В нормальном режиме сигнал на выходе сумматора 3 равен

U,(t)

+ Uoit),

U,(t)

где и (t)

выходной сигнал трансформатора тока 1, пропорциональный току в тяговой сети;

Ul(t)

выходной сигнал блока задержки 2. Блок 2 осуществляет задержку выходного сигнала трансформатора тока 1 на время Т/2, равное половине периода питающего напряжения.

Так как в установившемся режиме ток тяговой сети представляет периодическую функцию времени, то U дС t) 11(1 - Т/2) -U(t), поэтому Lt.(t) 0. Напряжение на рельсах определяется рабочими токами электровозов, оно мало и не достигает уровня срабатывания второго порогового элемента 7. Таким образом, на входах, а следовательно, и на выходах пороговых элементов 6 и 7 имеются низкие потенциалы. Напряжение на выходе логического элемента И 8 равно нулю, выключатель 9 замкнут.

В случае касания ковшом экскавато ga 13 контактного провода 12 в цепи

состоящей из контактного провода 12, корпуса экскаватора 13, земли и рельсов 11, возникает ток. При этом полный ток в тяговой сети возрастает, а на рельсах появляется высокое напряжение. Сигнал на первом входе сумматора 3, пропорциональный току в тяговой сети, увеличивается, а на втором входе с момента касания в течение врмени Т/2 действует сигнал, пропорциональный току до касания. Следовательно, н.а выходе сумматора 3 в течение времени Т/2 формируется напряжение, пропорциональное разности токов в тяговой сети после и до касания, которое выпрямляется первь м выпрямителем 4 и вызывает срабатывание первого порогового элемента б. Второй пороговый элемент 7 также срабатывает за счет действия на его входе выпрямленного вторым выпрямителем 5 напряжения на рельсе. Таким образом, на обоих входах логического элемента И 8 действуют высокие потенциалы, он переключается и через исполнительный элемент 10 производит отключение выключателя 9.

Так как в случае .касания ковшом экскаватора контактного провода при любом характере переходного процесса на входе первого порогового элемента 6 с момента касания в течение времени Т/2 действует сигнал, пропорциональный разности токов в тяговой сети до и после касания, то срабатывание устройства не зависит от начальных условий, т.е. значений тока и напряжения в момент касания.

Изменения рабочих токов в тяговой сети, обусловленные включениями и отключениями электровозов, изменениями нагрузок и т.д.. вызывают переключение первого порогового элемента 6, но не приводят к срабатыванию устройства, так как в нормальных режимах напряжение на рельсах, обусловленное рабочими токами электровозов, мало и не достигает уровня срабатывания второго порогового элемента 7.

При постоянном токе работа устройства происходит следующим образом.

В нормальном режиме сигнал на выходе трансформатора 1 равен нулю. На пряжение на рельсах 11 мало и не достигает уровня срабатывания второго порогового элемента 7. Следовательно на выходах обоих пороговых элементов б и 7 имеются низкие потенцисшы, напряжение на выходе логического элемента И 8 равно нулю, выключатель 9 замкнут.При касании ковша экскав,атора контактного провода возрастает ток в тяговой сети и увеличивается напряжение на рельсах. На выходе трансформатора тока 1 возникает импульс, который через сумматор 3 и первый выпрямитель 4 поступает на вход первого порогового элемента 6 и вызывает его срабатывание. Второй

пороговый элемент 7 также переключается за .счрт проявления высокого напряжения на рел1эсах. Таким образом, на обоих входах логического элемента И 8 имеются высокие.потенцигшы, он переключается к через исполни- тельный элемент 10 производит откЛ очение выключателя 9.

Через промежуток времени Т/2 после касания на второй вход сумматора 3 с выхода блока 2 поступает задержанный импульс, который является подтверждакядим. В случае OTKaaia срабатывания при первом импульсе второй вызывает его срабатывание. Для устройств ,, работающих при постоянном токе, время задержки Т/2 может быть выбрано любым, в частности равным нулю.

Таким образом, введение в устройство блока задержки, сумматора, первого и второго выпрямителей расширяет его функциональные возможности, а именно позволяет применять его в карьерных тяговых сетях постоянного и переменного токов.

При этом, как показывает анализ работы схемы, в тяговых сетях переменного тока надежность защитного отключения не зависит от значений тока и напряжения в момент касания, что повышает безопасность эксплуатации.

Формула изобретения

Устройство для защиты тяговой сети от Однофазного замыкания на землю, содержащее трансформатор тока, первый я второй пороговые элементы, выходы которьос подключены к логического элемента И, выход которого через исполнительный элемент связан с приворрм выключателя, отличающее с я тем, что, с целью расширения фушноюнгшьных возможностей путем осуществления защиты сети как переменного та« н постоянного тока, введены блок задержки, сумматор, первый и второй шщрямители, причем первый

5 вход сумоищфора непосредственно , а второй - через блок задержки подключены к- выходу трансформатора тока, выход суктаатора через первьШ выпрямитель соединен с входом первого порогового элемента, а вход второго порогового элемента через второй вы- . прямитель подключен к заземленному рельсу.

Источники информации,

2S принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 187872, кл. Н 02 Н 7/26, 1964.

2.Авторское свидетельство СССР I 527789, кл. Н 02 Н 3/08, 1976.

/ «