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

Изобретение относится к области электротехники, а именно к шахтным .тяговым подстанциям с защитным отключением. Известно устройство защиты шахтной тяговой сети, содержащее трехфаз ный мостовой выпрямитель со схемой коммутёщии t1. Однако наличие силовых коммутаторов -в цепи постоянного и переменного тока значительно .усложняет устройство и, .следовательно, снижает его надежность и экономичность. В известных устройствах для обеспечения контроля за сопротивлением утечки реле , включено паргшлельно диоду, включенному в Цепь рабочего тока.Наличие прямого диода, расчитанного на длительную работу под точом нагрузки контактного : провода тре оует применения нескольких параллель но включенных вентилей с устройствами распределения тока и охлаждения, что значительно) усложняет устройства. Наиболее близким по технической сути является устройство, содержаще подключенный к контактной сети через фильтры присоединения источник конт рольного тока и чувствительный элемент, соединенный с источником управения силовым выпрямителем 2. Известное устройство обладает недостаточно высокой надежностью. Известно, что шахтные тяговые подстанции, например, типа АТП-500/275, выпускаемое серийно, в целях ограничения максимального тока короткого замыкания, а также в качестве датчика Зсвдиты, снабжаются реакторами. В связи с этим при коммутации нагрузки включение или выключение электровоза, переключение с одной ступени на другую, обрыв цантографа) на индуктивности возникает противо-ЭДС той или иной полярности. Кроме того, контактная сеть представляет собой распределенную индуктивность, и на ней также будет возникать противо-ЭДС, Возникающие импульсы напряжения суммируются с напряжением управляемого выпрямителя или источника операт.ивного тока и попадают на вход форкмрователя селекторных импульсов и селектора оперативного тока, что снижает надежность работы всего устройства. Целью изобретения является ПОРЫшение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что в i известном устройстве для защиты от утечки тока в шахтной контактной сети постоянного тока, питаемой от управляемого силового выпрямителя, содержащем подключенный к контактной сети через соответствующие фильтры присоединения источник контрольного тока и чувствительный элемент, выход которого соединен со входом импульсного источника управления , подключенного своим выходом к управляющему входу силового выпрямителя, каждый из фильтров присоединения выполнен в виде резистора, подключенного одним концом к контактному проводу, а другим - к аноду диода катод которого соединен с рельсом, при этом указанные подключены соответственно параллельно входу чувствительного элемента и выходу источника -контрольного тока.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит управляемый силовой выпрям1 тель 1, один вход которого подключен к питающей трехфазной сети, а выход - к контактному приводу и рельсу, нагрузку (двигател электровоза) 2 с вентильным заградителем (Диоды 3,4) и сопротивление 5 изоляции. Импульсный источник б управления своим выходом подключен к управляющему Входу силового выпрямителя 1, Источник 7 контрольного тока питается от двух фаз сети/ а выход его через фильтр 8 присоединения подключен к контактной сети. Причем, отрицательный вывод источника контрольного тока через резистор 9 фильтра 8, служащий одновременно дополнительным сопротивлением, соединен с контактным проводом. Диод 10 включен параллельно выходу источника 7 контрольнЪго тока и соединен катодом . с рельсом. Вход чувствительного элемента 11, например реле напряжения, подключен через фильтр 12 присоединения к контактной сети. Добавочный резистор 13 фиЛЬтра 12 соединен одним концом-С контактным проводом,а другим - с анодом диода 14, включенного параллельно входу чувствительного элемента 11 и соединенного катодом с рельсом. Выход чувствительного элемента ц соединен со входом импульсного источника/6 управления, выход Которого подключен к управляю щему .входу управляемого выпрямителя I,

Устройство работает следующим образом.

При включении питающей сети источник 7 контрольного тока вырабатывает постоянное напряжение, полярность которого обратна полярности рабочего напряжения управляемого силового выпрямителя I. Резистор 9 ограничивает величину контрольного тока, который протекает на цепи:

ре9ИСТОР 9 - контактный провод - сопротивление 5 утечки - рельс.- + При этом образуется делитель напряжения между резистором 9 и сопротивлением утечки 5. Если сопротивление 5 достаточно велико, на нем падает .напряжение, большее напряжения срабатывания чувствительного элемента 11. Так как в качестве чувствительного элемента 11 используется элемент, чувствительный к напряжению и обладающий большим входным сопротивлением, резистор 13 фильтра 12 не будет влиять на работу чувствительного элемента 11. На выходе блока 11 появляется сигнал, запускающий импульсный источник 6 управления, который включает на некоторое время управляемый силовой выпрямитель 1.

Через промежуток времени, равный безопасномувремени протекания тока через человека, управляемый силовой выпрямитель 1 выключается, и цикл повторяется.

При снижении сопротивления 5 изоляции уменьшается и падение напряжения на нем до уровня, меньшего уровня срабатывания чувствительного элемента 11. Таким образом, цикл прерывается, .и контактная сеть обесточивается.

. При восстановлении сопротивления 5 изоляции питание контактной сети возобновляется.

Фильтры 8 и 12 присоединения работают при этом следую1 им образом.

При Нсшичии напряжения в контактной сети диоды 10 и 14 пропускают его. Величина тока через диоды ограничивается резисторами 9 и 13. Источник 7 контрольного тока и чувствительный элемент 11 защищены от проникновения высокого напряжения контактной сети, что повьдиает надежност работы предлагаемого устройства защиты.

Предлагаемое устройство может feiTb реализовано на интегральных микросхемах, так как выполняется одн из основных требований к их эксплуатации - защита, от перенапряжения.

Применение микросхем позволяет повысить чувствительность и надежность работы устройств защиты от утечек тока в шахтных контактных сетях.

Формула изобретения

Устройство для защиты от утечки тока в шахтной контактной сети постоянного тока, питаемой от управляемого силового выпрямителя, содержа-щее подключенный к контактнбй сети через соответствующие фильтры присоединения источник контрольного тока и 4j в от витальный элемент, выход которого соединен со входом импульского источника управления,подключенного своим выходом к управляющему входу силового выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, каждый из фильтров присоединения выполнен в виде резистора, подключенного од- . ним концом к контактному проводу, а другим - к аноду диода, катод кот орого.соединен с рельсом, при этом

указанные диоды подключены соответственно параллельно входу чувствительного элемента и выходу источника контрольного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

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

2,Авторское свидетельство СССР 674143, кл. Hi02 Н 3/16, 1976.