Устройство для контроля ресурса коммутационных аппаратов Советский патент 1981 года по МПК G07C3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕСУРСА КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ

Изобретение относится к устройствам автоматического контроля за расх дованием ресурса электрическими коммутационными аппаратами и может найти применение в системах автоматизярованного контроля и управления элек троснабжением потребителей в различных отраслях промлшленности. Известно устройство для учета чис ла коротких замлканий и дискретного измерения их тока, содержащее измери тель тока и регистратор числа коротких замыканий, отключенных выключате лем 1 . В этом устройстве контролируется не абсолютная величина коммутируемого тока, а превышение им ограниченно го числа заданных уровней, что не позволяет достаточно точно оценивать расход ресурса коммутационных аппара тов. возможное увеличение числа уров ней квантования коммутируемого тока значительно усложняет схему устройства и тем самым снижает его надежность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для контроля ресурса моьлмутационных аппаратов, содержащее датчик, выход которого через аналогочастотный преобразователь соединен с первым входом первого счетчика импульсов, генератор импульсов и второй счетчик импульсов, а также схему совпадения, элементы деления и функциональные Преобразователи 2. .Однако измерение ресурса коммутационных аппаратов с помощью известного устройства будет производиться с большими погрешностями из-за отсутствия контроля за временем разрушающего действия электрического тока на силовые контакты и дугогасительные устройства коммутационного аппарата. Как известно, группа силовых контактов и дугогасительные устройства коммутационных аппаратов изнашиваются только в моменты Коммутации токов, в отличие от электрических машин, где износ является непрерывной Функцией в зависимости от нагрузкиj Поэтому регистрация протекающего тока до начсша коммутации дает ложную информацию о расходовании ресурса коммутационных аппаратов. Кроме того, в известных устройствах отсутствует контроль быстродействия работы привода, которое существенно влияет на износ выключателя. В них нет блокирующего воздействия на привод

коммутационного аппарата при выработке им назначенного ресурса, а многоканальность регистрирующего узла, обусловленная наличием большого числа уровней квантования тока в коммутируемой цепи. Усложняет задачу обработки и передачи информации, что особенно важно в условиях реализации и функционирования АСУ-электроснабжением промышленных предприятий.

Целью изобретения является повыиление точности измерения израстходованного ресурса и расширение функционалных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для контроля ресурса коммутационных аппаратов, содержащее первый датчик, выход которого через аналого-частотный преобраэователь соединен с первым входом первого счетчика импульсов, генератор импульсов и второй счетчик импульсов, введены триггер управления, элемент сравнения, блок передачи, второй и третий датчики, выходы которых подключены ко входам триггера управления , выход которого соединен со вторым входом первого счетчика импульсов, выход которого подключен к первым входам элемента сравнения и блока передачи, выход третьего датчика соединен с управляющим входом аналого-частотного преобразователя, с первым входом второго счетчика импульсо и через генератор импульсов - со вторым входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен ко вторым входам блока передачи и элемента сравнения, выход которого соединен с управляющим входом блока передачи.

На чертеже изображена функционгшьная схема устройства для контроля ресурса коммутационных аппаратов.

Устройство содержит первый датчик 1 тока, второй датчик 2 напряжения дуги, третий датчик 3 коммутаций, аналого-частотный преобразователь 4, генератор 5 импульсов, триггер 6 управления, первый счетчик 7 импульсов второй счетчик 8 импульсов, блок 9 передачи, элемент сравнения 10.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении короткого замыкания в контролируемом присоединении на выходе первого датчика 1 появляется сигнал, пропорциональный току сети, который поступает на вход аналого-частотного преобразователя 4. Спустя время, необходимое для срабатвания первичного токового реле в схеме защиты коммутадионного аппарата, третий датчик 3 выдает сигнал начала коммутации и запускает аналого-частотный преобразователь 4, который вырабатывает импульсы с частотой, пропорциональной величине отключаемого тока и передает их на вход первог счетчика 7 импульсов.

Одновременно этот сигнал от третьего датчика 3 поступает на нулевой вход триггера б управления, удерживая его в нерабочем состоянии и обеспечивая, тем самым, блокирование работы первого счетчика 7 импульсов. Этот же сигнал запускает в работу генератор 5 импульсов, который вЕлрабатывает временные импульсы и передает их на вход второго счетчика 8 импульсов, фиксирующего время полного отключения ком /1утационного аппарата.

При размыкании силовых контактов выключателя на них появляется перехоное напряжение восстановления, под действием которого вспыхивает электрическая дуга и срабатывает второй датчик 2. Дискретный сигнал от этого датчика приводит триггер б управлени в рабочеесостояние, открывая, тем самым, первый счетчик 7 импульсов.

Количество импульсов, поступивших в счетчик, пропорционально величине, отключаемого тока в коммутируемой цепи и времени разрушающего действия электрмческой дуги на силовые контакты и дугогасительные устройства коммутационного аппарата, т.е. эквивалентно энергии их разрушения.

В измерении этой энергии разрушения, определяющей износ силовых контактов и дугогасительных устройств, и заключается измерение ресурса израсходованного коммутационным аппаратом за одно отключение.

Таким образом, в течение -всего времени KOMf yTauKH аппаратом нагрузки на вход счетчика 7 импульсов поступают импульсы в количестве/ пропорциональном значению расходуемого ресурса за время каждой коммутации

t, П-, С J IU)cit Ri , 0)

t

где С - коэффициент пропорциональности ;

lU) - величина отключаемого тока , t - время начала размыкания сило-вых контактов коммутационного аппаратаi

t, - время окончания горения электрической дуги.

После погасания электрической дуги третий датчик 3 выдает сигнал окончания коммутации, который закрывает второй счетчик 8 импульсов времени полного отключения коммутационного аппарата, переводит триггер 6 управления в рабочее положение, закрывая этим первый счетчик 7 импульсов, останавливает аналого-частотный преоб-. разователь 4 и генератор 5 импульсов.

При последукяцих отключениях износ силовых контактов и дугогасительных устройств коммутационного аппарата увеличивается, о чем свидетельствуют новые посылки импульсов (щ ) в первый счетчик импульсов, где они суммируются нарастающим итогом

К

, , (1)

где к - число коммутаций, шт.

При накоплении в первом счетчике 7 импульсов, числа импульсов/ равного заданному N,, включается предупредительная сигнсшизация, а при достижении N величины назначенного ре- сурса между двумя смежными капитальными ремонтами блокируется привод коммутационного аппарата.

На расходование ресурса коммутационного аппарата при отключении токов короткого замыкания существенное влияние оказывает состояние его привода. Для этого в устройство введен второй счетчик 8 импульсов для счета времени полного отключения выключателя коммутационного аппарата, работа которого заключается в подсчете числа временных импульсов за время коммутации и сбросе показаний в исходное состояние после передачи информации в элемент сравнения 10, где производится сравнение числа импульсов с заданным значением времени коммутации и сигнализация о его превышении.

Информация о состоянии коммутационного аппарата и его привода от счетчиков 7 и 8 импульсов, блока 9 передачи поступает на диспетчерский пункт.

Таким образом, заложенный в устройстве принцип интегрирования отключаемого тока в процессе горения электрической дуги, т.е. в момент разрушения силовых контактов и дугогасительных устройств коммутационного аппарата, значительно повышает точность измерения ресурса, введение новых функциональных связей и узлов позволяет более объективно устанавливать при централизованном обслуживании сроки профилактических и капитальных ремонтов коммутёщионных аппаратов в зависимости от фактических режимов эксплуатации и состояния их приводов.

Формула изобретения

Устройство для контроля ресурса коммутационных аппаратов, содержащее первый датчик, выход которого через аналого-частотный преобразователь содинен с первым входом первого счетчика импульсов, генератор импульсов и второй счетчик иктульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функционгшьных возможностей устройства, в него введены триггер управления, элемент сравнения, блок передачи, второй и третий датчики,-выходы которых подключены ко входам триггера управления, выход которого соединен со вторым входом первого счетчика импульсов,выход которого подключен к первым входам элемента сравнения и блока передачи, выход третьего датчика соединен с управляющим входом аналого-частотного преобразователя , с первым входом второго счетчика импульсов и через енератор импульсов - со вторым входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен ко вторым входам блока передачи и элемента сравнения, выход которого соединен с управляющим вхоhoM блока передачи.

Источники информации, поинятые во внимание при экспертизе

467382, кл. С 07 С 3/10, 1975 (прототип) ,