Пред1метом изобретения является устройство для дистанционного управления магнитным пускателем во взрывоопасной среде ло трем проводам (включая заземляющую жилу) при помойки электронного реле, питаемого от сети переменного тока через трансформатор.
Известные устройства того же назначения не обеспечивают полной безопасности в условиях подземных выработок, в частности, не гарантируют искробезопасного дистанционного управления в условиях газовой среды, не обеспечивают контроля целости заземляющей жилы кабеля и отключения напряжения при снижении изоляции электрической цепи до опасных для жизни человека величин.
Предлагаемое устройство является искробезопасным и вместе с тем обеспечивает автоматический контроль непрерывности заземляющей жилы и состояния изоляции силовых кабелей и токоприемников, а также исключает возможность самопроизвольного включения пускателя при аварийных коротких замыканиях жил дистанционного кабеля.
Это достигается благодаря тому, что для автоматического контроля целости заземляющей жилы и выключения либо предотвращения самопроизвольного включения пускателя при коротком замыкании в цепи дистанционного управления электронное реле предлагаемого устройства выполнено на лампе типа двойной триод, работающей в режиме выпрямителя. Трансформатор этого устройства имеет три вторичные обмотки: одну - для питания анодных цепей лампы, другую- для питания цепи накала и создания постоянного сеточного смещения, и третыб - для питания сеточного трансформатора, который имеет две первичные обмотки, действующие взаимно противоположно и подключенные к цепи дистанционного управления таким образом, что при переключении контактов кнопки «ход сеточный трансформатор переводит лампу в режим двухполупериодного выпрямления, вызывая включение пускателя, а при размыкании контактов
№ 96423- 2 -
кнопки «стоп, а также при обрыве заземляющей жилы либо при аварийном коротком замыкании цепи дистанционного управления сеточный трансформатор переводит лампу в режим однополупериодного выпрямления, вызывая выключение пускателя.
С целью контроля состояния изоляции сети приемника электрической энергии средняя точка вторичной обмотки трансформатора, питающей анодные цепи лампы, присоединена через сопротивление к одному из нроводов контролируемой сети с тем, чтобы ток утечки через лампу и сеточное смещение лампы изменялись в зависимости от сопротивления изоляции и при наименьшем значении этого сопротивления иредотвращалось включение пускателя.
На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.
Устройство является приставкой к любому из известных магнитных пускателей.
Силовая часть пускателя остается без изменения. Замене подвергаются трансформатор Тр и реле ЭП.
Дополнительными элементами пускателя являются металлическая элект юнно-вак мная лампа Л, сеточный трансформатор Ст, конденсатор С и сопротивления Ri, , , 4, Rb, , Дополнительные элементы имеют малые габариты, что позволяет разместить их внутри оболочки магнитного пускателя.
Силовой трансформатор Тр является одновременно электромагнитным стабилизатором. Вторичных обмоток у трансформатора три: АОВ - для питания анодов лампы, аЬс - для накала лампы и подачи постоянного сеточного смещения Vi и - для питания сеточного трансформатора.
Сеточный трансформатор Ст имеет две равные первичные обмотки / и //, которые включены навстречу друг другу. Электронно-вакуумная лампа Л включена по схеме двухполупериодного выпрямителя. Конденсатор С применен для сглаживания пульсаций выпрямленного тока, протекающего через реле ЭП. Сопротивление . предназначено для подачи сеточного смещения Vy от тока утечки, сопротивление Rs служит для проверки работы пускателя, сопротивления R и R служат для защиты от коротких замыканий между сетками н катодом. Зажимы 1, 2, 3, 4 и 3 предназначены для подсоединения жил кабеля дистанционного управления.
При расположении кнопки управления непосредственно на забойном механизме подсоединение жил кабеля производится к зажимам /, 2 и 3. Между зажимами 5 и з ставится перемычка.
При расположении кнопки управления на некотором расстоянии от механизма используется вспомогательная жила, подсоединенная к корпусу механизма и к зажиму 3 пускателя, причем перемычка между зажимами 5 и з снимается.
Работа устройства основана на изменении анодного тока лампы при изменении потенциала управляющей сетки. При работе анода А потенциал сетки относительно катода равен
.а + , где
Vi--положительное напряжение вторичной обмотки сеточного трансформатора, которое возникает при нешунтированной обмотке /. При работе анода В потенциал сетки Vев равен
,-I/,.
При -потенциале сеток -V аноды полностью заперты. При положительном потенциале сеток V V выпрямленный ток находится в рабочей зоне реле
IP мин 1„ - 1р макс.
До включения пускателя обмотка / сеточного трансформатора шунтирована, а обмотка // нешунтирована (при шунтировании какойлибо обмотки управления сеточного трансформатора, числовое значение 1/2 равно удвоенному значению постоянного сеточного смещения Vi).
При сопротивлении изоляции сети токоприемника , - со, смещение, утечки Vy 0. Тогда 1/„ У и анод В открыт. В этом случае лампа работает в однополупериодном режиме. Выпрямленный ток /„определится как 0,4-Ь 0,5 максимального анодного тока/„
Характеристика реле ЭП подобрана с таким расчетом, чтобы минимальный ток срабатывания реле был выше максимального выпрямленного тока лампы при работе ее в однополулериодном режиме выпрямления.
При нажатии кнопки «ход обмотка // сеточного трансформатора шунтируется, а цепь шунтирования обмотки / разомкнется. При этом лампа работает в двухполупериодном режиме выпрямления:
У.а V, - V,-V, 1/, - V,; У,, -. V, V,. Если сопротивление изоляции сети токоприемника
vm « , ТО /, - О И /,, 1/„ У,.
Выпрямленный ток /„ определяется как 0,9-0,95 максимального анодного тока / . Реле ЭП сработает и контактом ЭП замкнет цепь питания катушки К. Пускатель включится и его блокконтакт К разомкнется, а блокконтакт Kz замкнется. Режим работы сеточного трансформатора останется неизменным и при отпускании кнопки «ход.
Отключение пускателя осуществляется благодаря нажатию кнопки «стоп. При этом цепь шунтирования обмотки // сеточного трансформатора разомкнется. Напряжение во вторичной обмотке
V2 .
в момент работы аиода А -V - Vy Значение Vi подбирают с таким расчетом, чтобы анод полностью запирался. Лампа будет работать в однополупериодном режиме выпрямления. При этом У„ il р мин и пускатель выключится. Контакт Kz разомкнется, а контакт К замкнется. Пускатель подготовлен к пуску.
Предлагаемая схема дистанционного управления исключает возможность включения пускателя при коротких замыканиях дистанционных жил кабеля, так как при замыкании всех жил J, 2, з - Vo О, при замыкании жил 1, 2- , при замыкании жил 2, 3- V2 , в момент работы анода А потенциал сетки V -- -l/i - VQ - Vy и при замыкании жил 1,3- 1/2 О, и лампа во всех случаях работает в режиме однополупериодного выпрямления.
При обрыве заземляюшей жилы обмотка // сеточного трансформатора не будет шунтирована, так как степень шунтирования зависит от переходного сопротивления токоприемника на землю. Напряжение во вторичной обмотке сеточного трансформатора при работе анода А в момент работы пускателя изменится от V2 2Vi до минимального значения. Потенциал сетки будет приближаться к значению, равному постоянному сеточному смещению - l/i (при Яуш , у 0)Выпрямленный ток лампы /„ будет меньше минимального тока срабатывания реле /„ fp мин. Пускатель выключится. При обрыве заземляющей жилы пускатель не включится.
Проверка состояния изоляции сети токоприемника производится при включении пускателя. Нулевая точка О вторичной обмотки транс- 3 № 96423
i
форматора Тр через сопротивление /, и нормально закрытый контакт ЗЯ, подключена к одной из жил отходяш:его кабеля токоприемника. Катод лампы через сопротивление R подключен контактами 5 и з к корпусу пускателя (земля).
В зависимости от сопротивления изоляции сети токоприемника через лампу течет установившийся ток, равный току реле (i) плюс ток утечки /у (iz) при определенном отрицательном смещени.и 1.
В зависимости от заданного минимального значения сопротивления изоляции сети токоприемника Ry,,,) сопротивление подбирается так, что при снижении изоляции до минимального значения I было таким, чтобы ток, протекающий через реле, был равен минимальному значению тока срабатывания реле.
При дальнейшем снижении изоляции сети токоприемника ток Зтечки возрастет, отрицательное с.мещение от утечки 1 также возрастет, анодный ток уменьшится, а выпрямленный ток -реле станет меньше /„ мин. Пускатель невозможно будет включить.
Сопротивление Ri установлено для ограничения тока утечки при коротком замыкании одной из фаз на зе.млю (R ут 0) до искробезопасного значения. Проверка работы схемы контроля изоляции производится при помоши кнопки «проверка во время работы пускателя. При этом цепь проверки соединяется с землей через сопротивление RS, величина которого несколько меньше минимального значения сопротивления изоляции сети токоприемника. При исправной схе.ме пускатель немедленно отключится.
Контроль изоляции механизмов типа ручного электросверла производится непрерывно путем подсоединения одной из рабочих жил сети 127 в к зажиму 4. Сопротивление Rs выбирается равным /з от величины заданного минимального значения сопротивления изоляции сети 380 8. Работа пускателя в этом случае будет аналогична описанной выше работе.
Для работы схемы пускателя конструкция двухкнопочного поста несколько изменится - кнопка «ход делается из двухконтактных элементов- нормально закрытых W-// и нормально открытых 9-8.
Нормально открытый контакт пускателя переделывается на «нормально закрытый KI.
Предмет изобретения
№ 96423
ления, вызывая включение пускателя, а при размыкании контактов кнопки «стоп, а также при обрыве заземляющей жилы либо при аварийном коротком замыкании -цепи дистанционного управления сеточный транс;(форматор переводит лампу в режим однополупериодного выпрямления, вызывая выключение пускателя.
