Генератор колебательного разряда Советский патент 1981 года по МПК H03K4/00 G01R31/08 

(54) ГЕНЕРАТОР КОЛЕБАТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА

1

Изобретение относится к электроэиергетике и может быть использовано, например, в качестве источника сигнала для определения места повреждения в кабельной линии.

Известны генераторы для обеспечения тока звуковой частоты в кабельных линиях, жилы которых предварительно сварены в месте повреждения, выполненные по схемам преобразователей напряжения постоянного тока в переменное напряжение звуковой частоты 1.

Однако такие устройства имеют сложную схему и малоэкономичны в работе за счет генерации непрерывного сигнала.

Известен источник сигналов для определения места повреждения кабельной линии, который содержит конденсатор, подключенный через зарядную цепь к источнику напряжения, а параллельно конденсатору включена последовательная цепь, состоящая из дросселя, выключателя переменного тока и нагрузки. Выключатель переменного тока выполнен в виде тиристора со встречно-параллельно включенным диодом, а управляющий электрод тиристора соединен с блоком управления. Путем попеременного замыкания и размыкания выключателя в кабель подают прерывистый ток высокой частоты. При этом частота пульсаций тока определяется параметрами конденсатора и дросселя. Потери энергии при колебательном разряде конденсатора через дроссель и нагрузку компенсируются с помощью зарядной цепи, состоящей из диода и резистора 2.

Однако при этом имеют место значительные потери мощности на сопротивлении зарядной цепи. Кроме того, при работе генератора от источника напряжения потребля10ется ток с частотой, равной частоте выхода. Это приводит к возникновению тока высокой частоты не только в поврежденном, но и в питающем кабеле, что приводит к затруднению определения места повреждения.

Цель изобретения - повышение КПД геtsнератора и уменьшение тока высокой частоты в питающем кабеле.

Цель достигается тем, что в генератор колебательного разряда, введены источник 20 переменного напряжения, который содержит трансформатор, первый вывод вторичной обмотки которого соединен через первый конденсатор с катодом первого диода

и анодом второго диода, катод которого соединен с анодом тиристора и через последовательную цепь из второго конденсатора, катушки индуктивности и нагрузки соединен с катодом тиристора, анодом первого диода и вторым выводом вторичной обмотки трансформатора.

При этом блок управления тиристором содержит конденсатор, один вывод которого подключен через резистор к аноду тиристора и через динистор к управляющему электроду тиристора, а второй вывод подключен через соответствующие резисторы к катоду тиристора и третьему выводу вторичной обмотки трансформатора.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема генератора колебательного разряда.

Генератор колебательного разряда состоит из источника переменного напряжения, выполненного в виде трансформатора 1, зарядной цепи, состоящей из конденсатора 2 и диодов 3 и 4, конденсатора 5, катущки 6 индуктивности, нагрузки 7, тиристора 8, диода 9 и блока 10 управления тиристором. Блок 10 управления тиристором состоит из времязадающего конденсатора 11, резистора 12, динистора 13 и резисторов 14 и 15.

Зарядная цепь представляет собой диодно-конденсаторную схему удвоения, которая основана на принципе перезаряда конденсатора 2 через диоды 3 и 4. Схема удвоения позволяет с малыми потерями активной мощности ограничить ток заряда конденсатора 5. Конденсатор 5 и катущка 6 индуктивности представляют собой колебательную цепь. Блок 10 управления тиристором предназначен для подачи сигнала управления на тиристор 8 через определенный промежуток времени.

При отсутствии напряжения на первичной обмотке, трансформатора 1 конденсаторы 2 и 5 разряжены, тиристор 8 закрыт. При подаче переменного напряжения на трансформатор 1 конденсатор 2 периодически перезаряжается через диод 4 при отрицательном полупериоде напряжения на вторичной обмоТке и по цепи, состоящей из диода 3, конденсатора 5, катушки 6 индуктивности и нагрузки 7, при положительном полупериоде. В процессе перезаряда конденсатора 2 проис содит заряд конденсатора 5. При подаче с блока 10 управления отпирающего сигнала через управляющий электрод тиристора 8 протекает ток, тиристор 8 отпирается. Конденсатор 5 разряжается через цепь, состоящую из катущки 6 индуктивности, нагрузки 7, тиристора 8. При соблюдении условия колебательного разряда, а именно:г 2/р,

где г - активное сопротивление цепи элементов, состоящей из конденсатора 5, катушки 6, нагрузки 7, тиристора 8, диода 9;

L - величина индуктивности катущки 6

индуктивности;

С - величина емкости конденсатора 5. В этой цепи имеет место гармонический процесс с экспоненциально затухающей амплитудой тока. При этом величину емкости конденсатора 5 и индуктивность катущки 6 выбирают таким образом, чтобы колебательный процесс разряда происходил на частоте настройки резонанса антенны приемного устройства.

Диод 9 обеспечивает прохождение тока при отрицательной полуволне колебательного процесса. Так как тиристор 8 и диод 9 подключены к выходу зарядной цепи и при колебательном процессе попеременно находятся в открытом состоянии, то этим исключается прохождение сигнала частоты колебательного разряда в источник питания.

Время открытого состояния тиристора 8 определяется временем присутствия на управляющем электроде сигнала с блока 10

управления и напряжением на конденсаторе 5. При отсутствии сигнала с блока 10 управления тиристор 8 запирается. Снова начинается процесс заряда конденсатора 5 и т. д. Время повторения колебательного разряда

регулируется частотой поступления сигнала с блока 10 управления тиристором.

Диод 9 может отсутствовать при сохранении общей работоспособности устройства. При этом отрицательная полуволна тока колебательного процесса проходит через диоДы 3 и 4, которые включены параллельно указанному. Однако падение напряжения на двух переходах диодов 3 и 5 больше, чем на одном. Это приводит к увеличению потерь и уменьщению добротности контура.

Блок 10 управления тиристором работа

ет следующим образом.

При отсутствии напряжения на конденсаторе 5 конденсатор 11 разряжен. При зарядке конденсатора 5 через резистор 12 происходит заряд конденсатора 11. На резисторе 14 имеет место переменное напряжение, обусловленное протеканием тока через резистор 15. При этом в цепи элементов, состоящей из конденсатора 11 и резистора 14, имеет место возрастающее напряжение с переменной составляющей. При достижении на пряжения в цепи элементов, состоящей из конденсатора 11 и резистора 14, равного напряжению пробоя динистора 13, последний пробивается и конденсатор 11 разряжается через резистор 14 на управляющий электрод

тиристора 8. При этом за счет наличия в цепи, состоящей из конденсатора 11 и резистора 14, переменной составляющей напряАения, пробой динистора 13 происходит только при отрицательной полуволне питающего напряжения, что исключает возможный бросок зарядного тока конденсатора 2 через диод 3 и тиристор 8 при его отпирании. Это повышает надежность и исключает наличие тока с

крутыми фронтами в питающем кабеле при работе генератора.

При разряде конленсатора 11 динистор 13 закрывается, что i риводит к отсутствию тока через управляющий электрод тиристора 8. Снова происходит заряд конденсатора 11. Частоту повторения сигнала с блока 10 управления регулируют с помощью величины сопротивления резистора 12 и емкости конденсатора 11.

Применение данного генератора в качестве источника сигналов для отыскания мест повреждений в кабелях позволяет при несложной схеме получить большие величины токов повышенной частоты (до сотен ампер), уменьшить потребляемую мощность (в пределах сотни РА), повысить КПД и исключить наличие в питающем кабеле сигнала с частотой повторения, равной частоте выхода, что имеет важное значение при прохождении поврежденного и питающего кабеля на небольшом расстоянии (например, в одной траншее).

Формула изобретения

которого соединен с блоком управления тиристора, конденсатор и катушку индуктивности, включенную последовательно с нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения тока высокой частоты в питающем кабеле, источник переменного напряжения содержит трансформатрр, первый вывод вторичной обмотки которого соединен через первый конденсатор с катодом первого .диода и анодом второго диода, катод которого соединен с анодом тиристора и через последовательную цепь из второго конденсатора, катущки индуктивности и нагрузки соединен с катодом тиристора, анодом первого диода и вторым выводом вторичной обмотки трансформатора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Заявка Японии № 51-40256, кл. С 01 Р 31/08, 1976 (прототип).