Уровень помех, создаваемых генератором (искрение коллекторов и т.д. соизмерим с уровнем гармоник в токе и напряжений, характерных для дуги в электрических сетях постоянного тока пассажирских вагонов.
Кроме того, в процессе эксплуат-ации электрических сетей пассажирских вагонов в местах ослабления клеммных соединений возникают искрения, частота появления которых зависит от скорости движения поезда и др. причин. Эти искрения опасны в пожарном отношении и должны быть выявлены.
Указанное устройство имеет высоку чувствительность к помехам, создаваемым генератором, и-не чувствительно к пожароопасным искрениям.
Целью настоящего изобретения является повышение надежности и чувствительности устройства. ,
Поставленная цель достигается тем что устройство для контроля и защиты электрических сетей постоянного тока пассажирских вагонов от дуговых и искровых повреждений, содержащее приемный элемент, выход которого соединен с входом частотйого блока, к выходу которого подключен дуговой блок логический элемент И первый вход которого соединен с выходом дугового блока и исполнительный орган первьм входом подключенньлй к выходу элемента И, снабжено блоком регистрации искрений, блоком сброса и элементом НЕТ при этом к выходу частотноЗго блока подключены первый вход блока регистрации искрений и два входа блока сброса, соединенного своим выходом со вторым входом блока регистрации искрений, выход которого соединен со вторым входом вышеупомянутого элемента И и первым входом элемента НЕТ, второй вход которого подключен к выходу дугового блока, а выход ко второму входу исполнительного органа..
KpoMS того, приемный элемент выполнен в виде трансформаторного датчика тока с ферромагнитным сердечником с зазором, начало токовой обмотки которого, включенной последовательно в цепь нагрузки, соединено с одним полюсом генератора, к другому полюсу генератора череэ конденсатор подключено начало шунтовой обмотки, а концы токовой и шунтовой обмоток соединены с нагрузкой.
На фиг, 1 приведена блок-схема устройства на фиг, 2 представлена схема приемного элемента, включенного в защищаемую электрическую сеть вагона.
Устройство для контроля и защиты электрических сетей пассажирских вагонов от дуговых и искровых повреждений, содержит приемный элемент 1, выполненный в виде трансформаторного датчика тока,с ферритовым сердечником с зазором и тремя обмотками, частотный блок 2, содержащий полосовой фильтр, выпрямитель и пороговый элемент, дуговой блок 3, блок регистрации искрений 4, содержащий интегратор, пороговый элемент и усилитель индикации, блок сброса 5, выполненнмй на реле времени и логическом элементе И, элементы И 6, НЕТ 7 и исполнительный орган 8, содержащий реле сигнализации искрений и силовой управляемый вентиль.
Приемный элемент содержит токовую обмотку 9 датчика тока, шунтовую обмотку 10 датчика тока, вторичную обмотку 11 датчика тока, конденсатор 12 ферритовый сердечник 13, генератор 14 постоянного тока, электрическую нагрузку 15 вагона. Позицией 16 обозначены электрические дуга и искрения,
В нормальном режиме работы защищаемой сети гармоники тока (по уровню превышающие гармоники тока, генерируемые дугой), создаваемые генератором 14, направлены в шунтовой 10 и токовой 9 обмотках приемного элемента 1 встречно. Результируквдий магнитный поток в сердечнике 13, создаваемый этими токами, и соответственно ЙДС, вторичной обмотки 11 равны нулю.
При дуговых и искровых повреждениях электрической сети вагонов гармоники тока направлены в токовой 9 и шунтовой 10 обмотках датчика согласно. Результирующий магнитный поток в этом случае равен сумме векторов потоков, создаваемых этими токами. Это увеличивает чувствительность устройства. Со вторичной обмотки приемного элемента сигнал информативной полосы частот от 9 до 12 кГц, превышающий по уровню уставку срабатывания порогового элемента частотного блока, формируется в прямоугольные однополярные импульсы одинакового уровня, но разной продолжительности, зависящей от длительности пожароопасного повреждения, С частотного блока сигнаш (импульсы) поступают на входы дугового блока 3, блока регистрации искрений 4 и на два входа блока сброса 5.
При повторяющихся с частотой f : 0,8 Гц, характерной для пожароопасного режима, искрениях сформированный сигнал (импульсы f 0,8 Гц и скважностью Q 3,0) накапливается интегратором до уровня срабатывания порогового элемента блока 4 в течение t 2,0 с. Пороговый элемент, переключаясь, выдает сигнал на вход усилителя индикации.
При дуговом повреждении электрической сети сформированный сигнал длительностью t : 1,0 с сравнивается по времени с уставкой реле времени (время задержки сигнала 1,0 с, время отпускания 0,01 с) дугового блока 3
И поступает на вход элемента 6. На другой вход последнего также поступает сигнал с блока 4, так как время интегрирования непрерывного сигигша интегратором блока 4 до уровня срабатывания порогового элемента равно 0,4 с. Временное совпадение сигналов с.блоков 3, 4 на входе элемента также является необходимым признаком дугового повреждения защищаемой сети. Сигнал с элемента 6 идет на вход исполнительного органа 8, который отключает защищаемую сеть.
При однократной коммутационной помехе сформированный в частотном блоке импульс по времени не превышает время уставки блоков 3, 4. Устройство не срабатывает.
На выходе Ълока 2 максимальная частота и скважность импульсов сигнала, вызванного коммутационной помехой (включение и выключение электрических нагрузок в период подготовки эл. оборудования вагона к рейсу), меньше минимальуюй частоты и скважности импульсов сигнала от повторяющихся (пожароопасных) искрений. Поэтому время интегрирования сигнала от коммутационной помехи до уровня срабатывания компаратора в блоке 4 превьзшает максимальное время 2, б с интегрирования сигнала от повторяющихся (пожароопасных) искрений.
По истечению 2,6 с при первой паузе на выходе частотного блока 2 собирается схема И в блоке 5 на время 0,01 с и происходит формированный сброс сигнала интегратора блока 4 до нулевого уровня. Таким образом в устройстве обеспечена защита от ложных срабатываний.
При применении в автономных электроэнергетических системах постоянного тока, например, на подвижном составе железнодорожного транспорта и, в частности, на пассажирских вагонах дополнительно к существующей, защита от искровых и дуговых замыканий позволит существенно повысить нгщежность и пожарную безопасность этих систем. Положительный эффект,.как в плане психологическом, так и с точки зрения экономики народного хозяйства достигается за счет существенного уменьшения ущерба, возникающего при загораниях, обусловленных искровьми ;И дуговыми аварийными процессами в сетях.
Преимуществом данного устройства |1еред известными является его высокая чувствительность к дуговым и повторяющимся пожароопасным искровым процессам, защищенность от воздействия помех, неизбежных при работе коллекторных машин и коммутационной аппаратуры.
Кроме того, устройство выдает сигнал на звуковую сигнализацию при повторяющихся искровых процессах, а f при дуге (особо опасной в пожарном -отношении) отключает защищаемую, сеть.
. Формула изобретения
1. Устройство для контроля и защиты электрических, сетей постоянного тока пассёикирских вагонов от дуговых и искровых повреждений, содержащее приемный элемент, выход которого соединен с входом частотного блока, к
выходу которого подключен дуговой блок, логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом дугового блока и исполнительный орган, первым входом подгслючеиный к выходу
0 элемента И, отличающееся . тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено блоком регистрации искрений, блоком сброса и элеменfOM НЕТ при этом к выходу частотного
5 блока подключены первый вход блока регистрации искрений и два входа блока сброса, соединенного своим выходом со вторым входом блока регистрации искрений, выход которого соедиJ нен со вторым входом вышеупомянутого элемента И и первым входом элементта НН, второй вход которого подключен к выходу дугового блока, а выходко второму входу исполнительного орс гана.
2. Устройство по п. 1, о т Л и чающееся тем, что, с целью повышения чувствительности путем ко1«шенсации помех, coздaвae вlIX генератором, приемный элемент выполнен
в виде трансформаторного датчика тока с ферромагнитным сердечником с зазором, начало токовой обмотки которого, включенной последовательно в цепь нагрузки, соединено с одним полюсом генератора, к другому полюсу генератора через конденсатор подключено начало шунтовой обмотки, а концы токовой и шунтовой обмоток соединены с нагрузкой.
Источники информации,
принятые во внимание при экспертизе
1.Порцелан Л.А. и др. Защита контактйой сети постоянного тока от токов к.з. при различных способах заземления опор. Информация ЦНИИТЭИ МПС, серия Электрификация и энергетическое хозяйство, вып. 2/881, М., 1975.
2.Авторское свидетельство СССР
, 302264, кл. Н 02 Н 3/08, 28.04.71.
IS
