Устройство для измерения длительностигОРЕНия дуги HA KOHTAKTAX KOM-МуТАциОННОгО АппАРАТА Советский патент 1981 года по МПК H01H33/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ГОРЕНИЯ ДУГИ НА КОНТАКТАХ КОММУТАЦИОННОГО АППАРАТА

Изобретение относится к устройствам для измерения длительности дугового разряда и может использоваться при испытаниях электрических аппаратов .

Известен измеритель длительности горения дуги на контактах коммутационного аппарата в виде электромеханического осциллографа с записью на фотобумагу .

Недостатком этого устройства является сравнительно низкое быстродействие и точность из-за применения для записи электромеханических устройств.

Наиболее близким по технической сущности к изобредению является устройство для измерения длительности горения дуги на контактах коммутационного аппарата, содержащее датчик и счетчик времени 2.

Недостатком этого устройства является необходимость гальванической связи с силовой цепью исследуемого аппарата, что значительно снижает безопасность персонеша, особенно при испытаниях высоковольтных коммутационных, аппаратов . Используемые электромеханические механизмы магнитоэлектрического типа обладают сравнительно большой инерционностью, которая уменьшает быстродействие этих механизмов и, следовательно, точность всего устройства. Использование датчика тока в виде шунта приводит к необходимости разрыва силовой цепи аппарата для его подключения, что ухудшает технологию измерения и кроме того, не позволяет во многих

0 случаях производить измерения в аппаратах, находящихся в эксплуатации, что снижает функциональные возможности известного устройства.

Цель изобретения - повышение без5опасности, точности, расширение функциональных возможностей и упрощение технологии измерения.

Пост авленная цель достигается тем, что устройство снабжено преобразова0телем высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс и фильтром сигнала помехи, датчик выполнен в виде индукционной катушки и через фильтр сигнала помехи подключен к входу пре5образователя высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс, выход которого присоединен к входу счетчика времени. Преобразователь высокочастотного сигнала в прямоугольный 0 импульс выполнен в виде последовательно соединенных усилителя-ограничителя и блока выделения модуля.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит датчик 1, счетчик 2 времени, причем датчик 1

через фильтр 3 сигнала помехи подключен к входу преобразователя 4 высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс, выход которого подключен к выходу счетчика 2 времени. Преобразователь 4 высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс выполнен в виде последовательно соединенных усилителя-оГраничителя 5 и блока 6 выделения модуля. Датчик 1 выполнен в виде индукционной катушки.

Принцип действия измерителя основан на использовании для измерени длительности горения дуги ее электромагнитного излучения в радиоволнбвом диапазоне.

Измеритель работает следующим образом.

Датчик 1 устанавливается в зоне магнитного поля дуги. Он выполнен в виде индукционной катушки, в которой при возникновении электричес-. кой дуги на контактах коммутационного аппарата наводится высокочастотное несинусоидальное напряжение. Напряжение датчика формируется двумя основными составляющими. Во-первых, наводками от протекания в силовой цепи переменного тока, переменных магнитных полей от расположенного вблизи оборудования, линий питающей сети и т. п. Эти наводки имеют сравнительно интенсивные гармоники до частоты примерно 1 кГц, не имеют отношения к наличию дуги на контактах коммутационного аппарата и являются помехой. Во-вторых, напряжение датчика вызывается изменяющимся электромагнитным полем дуги в области дачика из-за различных явлений в дуге при расхождении контактов коммутационного аппарата: быстрых хаотических перемещений ствола дуги, образования ветвистой структуры дуги, изменения конфигурации этих ветвей и т. д. Эта составляющая имеет гармонические составляющие от десятков герц до десятков мегагерц. Ее наличие характерно именно для процесса горения дуги в аппарате.

Для подавления сигнала помехи служит специальный фильтр 3 сигнала помехи, который подавляет напряжени помехи. Вид фильтра и его параметры определяются характером помехи. Для подавления помехи, например от полей рассеяния трансформаторов, можно применить, например фильтр высоких частот, подавляющий низкочастотные составляющие в напряжении датчика 1.

Напряжение датчика 1, свободное от сигнала помехи, подается на вход ареобразователя 4 высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс, на выходе которого формируется прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности высокочастотного сигнала на его входе. Длительность этого прямоугольного импульса измеряется счетчиком 2 времени, показания которого являются значением длительности горения электрической дуги на контактах коммутационного аппарата. Преобразовател 4 высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс представляет собой последовательно соединенные усилитель-ограничитель с большим коэффициентом усиления и блок выделения модуля. При подаче высокочастотного несинусоидального сигнала на вход усилителя-ограничителя происходит усиление этого сигнала с одновременным двусторонним его ограничением на одинаковом по модулю уровне. Таким образом, на выходе усилителяограничителя 5 появляется сигнал в виде серии прямоугольных импульсов различной длительности, амплитуда которых в положительную и отрицательную сторону одинакова. С выхода усилителя-ограничителя 5 сигнал в виде прямоугольных импульсов с равными амплитудами в положительную и отрицательную стороны подается на вход блока б выделения модуля, который осуществляет двухполупериодно выпрямление исходного сигнала. Поскольку амплитуды в положительную и в отрицательную стороны одинаковы у входного сигнала, то на выходе формируется однополярный прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности сигнала на входе

В предлагаемом измерителе длительности горения электрической дуги на

контактах коммутационного аппарата отсутствует гальваническая связь с силовой цепью, что повышает безопасность при использовании измерителя, особенно при испытаниях высоковольтных коммутационных аппаратов. Приенение электронных схем преобразо ания, обладающих значительно большим быстродействием, чем электромеханические преобразователи, повышает

точность ПО сравнению с известным устройством. Использование в качестве датчика индукционной катушки исключает необходимость разрыва силовой цепи аппарата, что упрощает технологию измерения. Кроме того, измерения можно производить в аппаратах, находящихся в эксплуатации, не отключая их от цепи, в которой они работают. Это также расширяет функциональные возможности предлагаемого

измерителя по сравнению с известным

Формула изобретения

ный импульс, выход которого присоединен к входу счетчика времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Болотин И.Д., Эйдель Л.З. Измерения в режимах короткого замыкания. М., Энергия, 1973, с. 1,71.

2. Авторское свидетельство СССР № 318979, кл. Н 01 Н 33/00, 1970.