1
Изобретение относится к горной и горнорудной отраслям промышленности и может быть использовано для контроля цепи заземления передвижных машин УГОЛЬНЫХ шахт.
Известны устройства, контролирующие величи+ну сопротивления заземляющей кабеля и дополнительной жилы, в качестве которого используется одна из жил управления, замкнутых между собой через концевой диод.
В этих устройствах диод обеспечивает защиту от потери управляемости, а промежуточные реле, нечувствительные к переменному току, выполняет роль компараторов, которые срабатывают ( отключаются ) при увеличении сопротивления заземляющей цепи выше порога уставки l Однако эти устройства для обеспечения контроля заданной величины требуют индивидуальной настройки релекомпараторов. При этом последние
работают .не в паспортном режиме, в связи с чем ухудшается надежность работы их контактов и повышаются требования к стабилизации источников их питания.
При незначительном изменении параметров в настройке реле-компараторов в сторону повышения чувствительности происходит их самовключение, а при снижении чувствительности реле не контролируют заданную величину сопротивления.
Наиболее близким к изобретению является устройство контроля цепи за5 земления, содержащее искробезопасный источник переменного тока, четырехплечий прлууравновешенный измерительный мост с измерительным плечом, образованным заземляющей и дополнитель20ной жилами, соединенными через концевой диод, и образцовым плечом, включающий опорный резистор и диод, включенный согласно с диодом в измерительнОм плече, усилитель и исполнительное реле 2. Недостатком известного устройства является отсутствие защитного отказа обуславливающее низкую надежность ко роля цепи заземления, чувствительность к полярности подключения конце вого диода и низкую помехозащищеннос Отсутствие защитного отказа приво дит к тому, что в случае пробоя выходного транзистора усилителя исполнительное реле срабатывает и пускател передвижной машины остается включенным независимо от сопротивления цепи заземления вплоть до его обрыва. Появляется возможность травмирования че ловека электрическим током. При установке или замене концевого диода возможно его неправильное включение. Учитывая сложность эксплуатации шахтного забойного оборудовани чувствительность схемы к полярности включения диода может привести (и часто приводит) к большим потерям рабочего времени. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем что устройство контроля цепи заземления передвижных машин угольных шахт содержащее искробезопасный источник переменного тока, включенный в диагональ питания моста, содержащего измерительное плечо, образованное заземляющей и дополнительной жилами, соединенными через концевой диод, и плечи, образованные соответственно первым, вторым и третьим резисторами, исполнительный релейный элемент, введены компаратор, четыре диода, восемь резисторов, причем анод перво диода соединен с катодом второго диода и первыми выводами первого и второго резисторов, катод первого и анод второго диодов соединены с первыми выводами соответственно четвертого и пятого резисторов, вторые выводы которых соединены с вторыми выводами второго, шестого и седьмого резисторов, анод третьего диода соединен с катодом четвертого Диода и первым выводом третьего резистора, анод четвертого диода соединен через восьмой резистор с инверсным входом компаратора, катод первого диода соединен через девятый резистор с инверсным . входом-компаратора, катод третьего ди ода соединен через десятый резистор с прямь «ходом компаратора, с кото1 ым через одиннадцатый резистор соединен анод второго диода, выход компаратора соединен с входом .исполнительного релейного элемента, вторые выводы шестого и седьмого рези-сторов соединены с земляной шиной. Причем исполнительный релейный элемент содержит трансформатор, выпрямительный диодный мост, исполнительное реле, выводы которого зашунтированы кoндeнcatopoм, причем первый вывод первичной обмотки трансформатора соединен с входом исполнительного релейного элемента, второй вывод первичной обмотки трансформатора соединен с земляной шиной, выводы вторичной обмотки трансформатора соединены с первой диагональю выпрямительного диодного моста, вторая диагональ которого соединена с выводами исполнительного реле. На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 осциллограмма работы устройства. Устройство содержит искробезрпас-, ный источник 1 переменного тока, измерительный мост, состоящий из плеч 2(R5), 3(М и (Ra). диоды 5-8, резисторы 9(R4). 10(5). iHRg) 2(R), 13(Rg), 1(R9), 15( l6() компаратор 17, трансформатор 18, диодно-выпрямительный мост 19, исполнительное реле 20, конденсатор 21 и заземляющую жилу 22(Ra) и .концевой диод 23, образующие изме рительное плечо моста (22 и 23). Устройство работает следующим образом. Искробезопасный источник переменного тока вырабатывает напряжение частотой f. В измерительных 2, 23 и 22 и образцовых .3 и плечах моста протекают синфазные токи. Если сопротивление заземляющей жилы R. f eHbuie величины сопротивления плейа 4 R R, то в тот полупериод, когда диод 23 включен ,в проводящем направлении, на инверсный вход комviapaTopa 17, соединенный с дополнительной жилой через диод 8, подается меньшее напряжение, чем на прямой вход, подключенный к образцовому плечу через диод 5. Большее положительное относительно заземляющей жилы напряжение подается на прямой положительный вход ком-, паратора 17. На выходе компаратора 17 появляетсяположительное напряжение Гфиг. 2а). в следующий полупериод концевой диод 23 оказывается включенным в обратном направлении. Так как сопротив ление диода в обратном направлении значительно больше R R , большее отрицательное относительно заземляющей жилы напряжение через диод 8 также подается на прямой положительный вход компаратора. На выходе компаратора появляется отрицательное на пряжение. Итак, если сопротивление заземляю щей жилы Ro, меньше величины сопротив ления плеча Ц, на выходе компаратора появляется переменное напряжение частоты - (фиг. 2а). В случае изменения полярности кон цевого диода работа устройства проис ходит аналогичным образом, напряжение на выходе компаратора при Rx R остается переменным, но сдвигается п сравнению с рассмотренным включением на 180 : в течение первого полуперио да на выходе компаратора появляется положительное напряжение, а в течени второго - отрицательное (фиг. 26). При увеличении сопротивления зазе ляющей жилы R,7 R 2 в первый полупериод ( диод 23 включен в прямом направлении ) большее положительное напряжение через диод 7 будет приложено к инверсному входу компаратора 17 На его выходе появляется, отрицательн напряжение. Во втором полупериоде ситуация аналогична описанной при RO- Rj. Напряжение на выходе компаратора остается отрицательным. Т.е. при R RI напряжение на выходе компаратора постоянно. В-случае обрыва цепи заземления (RI RI течение обоих полуПериодов напряжение в точке - выше напряжения в точке а . Отрицательное напряжение будет подаваться через диод 8 на инверсный, а положительное через диод 7 - на прямой вход компаратора. В течение обоих полупериодов напряжение на выходе последнего постоянно (фиг. 2в) . При коротком замыкании цепи заземления (R- о) происходит пробой кон.цевого диода - напряжение в точке а в течение обоих полупериодов будет, выше напряжения в точке . От рицательное напряжение через диод 6 будет подаваться на инверсный, а положительное через диод 5 на прямой вход компаратора. В течение обоих 16 полупериодов напряжение на выходе последнего постоянно. Из рассмотренной работы устройства при различных знамениях сопротивления цепи заземления (R, R, R,.- R (.. R 3 R i Ч следует, что переменное напряжение на выходе компаратора появляется лишь в случае R у г т.е. при сопротивлении цепи заземления, находящемся в пределах нормы. Во всех иных случаях напряжение на выходе компаратора постоянно, На исполнительное реле 20, контакты которого включены в цепь управления пускателем передвижной машины, цепь заземления которой контролируется, подается выпрямленное (выпрямительный мост 19) напряжение трансформатора 18, включенного между заземляющей жилой и выходом компаратора. Очевидно, .что реле находится во включенном состоянии только в случае RO- $ а. случае нарушения неравенства на выходе компаратора появляется постоянное напряжение. Выходное напряжение трансформатора 18 равно нулю. Реле 10 отключается, размыкая свои контакты в цепи управления пус,кателем. При выходе из строякомпаратора 17 трансформатора 18 или измерительного моста 19 реле 20 таюче отключается . Будет выполнен защитный отказ. Травмирование человека электрическим то- ком вследствие нарушения цепи заземления практически исключается. Наличие, переменного напряжения на выходе компаратора только при нормальном сопротивлении цепи заземления позволяет легко осуществить защитный отказ: при пробое концевого диода, обрыва цепи заземления или выходе из строя компаратора на выходе последнего переменного напряжения исчезает. Работа компаратора в динамическом режиме, позволяющем осуществить защитный отказ, обеспечивается подключением входов компаратора к измерительному мосту посредством контуров, осуществляющих автоматическое переключение входов. Осуществление защитного отказа повышает функциональную надежность устройства при соответствующем построении схем блокировки и позволяет исключить возможность травмирования человека электрическим током.
Формула изобретения
1. Устройство контроля цепи заземления передвижных машин угольных шахт, содержащее искробезопасный источник переменного тока, включенный в диагональ питания моста, содержащего измерительное плечо, образованное заземляющей и дополнительной жилами, соединенными через концевой диод, и плечи, образованные соответствено первым, вторым и третьим резисторами, исполнительный релейный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в неговведены компаратор, четыре диода, восемь резисторов, причем анод первого диода соединен с катодом второго диода и первыми выводами первого и второго резисторов, катод первого и анод второго диодов соединены с первыми выводами соответственно четвертого и пятого резисторов, вторые выводы которых соединены с вторыми выводами второго, шестого и седьмого резисторов, анод третьего диода соединен с катодом четвертого диода и первым выводом третьего резистора, анод четвертого диода соединен через восьмой резистор с инверсным входом компаратора, катод первого диода соединен через девятый резистор с инверсным входом компаратора, катод третьего диода соединен через десятый резистор с прямым входом компара8
тора, с которым через одиннадцатый резистор соединен анод второго диода выход компаратора соединен -с входом исполнительного релейного элемента, вторые выводы шестого и седьмого резисторов соединены с земляной шиной.
2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что исполнительный релейный элемент содержит трансформатор, выпрямительный диодный мост, исполнительное реле,выводы которого зашунтированы конденсатором, причем первый вывод первичной обмотки трансформатора соединен с входом исполнительного релейного элемента, второй вывод первичной обмотки трансформатора соединен с земляной шиной, выводы вторичной обмотки трансформатора соединены с первой диагональю выпрямительного диодного моста, вторая диагональ которого соединена с выводами исполнительного реле.
Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Магилат Г.И. и Рассихин А.Г. Устройства дистанционного управления шахтными коммутационными аппаратами. ЦНИЭИуголь, М., 1977.
2.Житников В.К. и др. Искробезопасное устройство контроля цепи заземления передвижных машин для угольных шахт. - Горные машины и автоматика, 1976, № 12, с. 5-6 (прототип)
