Устройство для защиты тяговой сети от замыкания на землю Советский патент 1983 года по МПК H02H3/16 

Изобретение относится к электротехнике и предаазначено для защиты тяговых сетей элек рифн101рова1шого пр шышлениого транспорта от опасных последотвнй касания ковоюм экскаватора контактного 1фовояа. Известны устройства- : для защитного отклю чёюш тяговых сетей при замыканиях На землю, содержащие нмпульсный трансформатор тока, первый и пороговые элементы, входы которых соединены с выходом импульсного трансформатора и заземленным рельсом соответственно, а выходи подаслючены к входам элемента 1Л, выход которого через исполнительный злемент соединен с приводом выключателя 1. Такие устройства реагн|чпот на одновременное появление броска тока в сети н повышение потенциала рельсов при касании ковшом экскаватора контактного провода. Однако в условиях ОТ1ФЫТЫХ горных разработок прн больших рабочих токах электровозов я измененнях переходного сопротивления рельс земля в рабочих режимах потенциал рельсов может достигать большого значения, достаточ ного для срабатывания второго порогового элемента. Это может служить причиной ложиых срабатываний защиты при включениях и отклю чениях электропроводов, приводящнх к срабатыванию первого порогового элемента. Следовательно, недостаток известных устройств ннзкая надежность н помехоустойчивость защитного отключения. Нанболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для защитного отключетя тяговой сети, содержац е нмпульсный трансформатор тока, первый н второй пороговые элементы, входы которых соединены с выходом импульсного трансформатора и заземлениым рельсом соответственно, а выходы подключены к входам элемента И, выход которого соединен с Sвходом RS-триггера, R-вход которого через элемент НЕ соединен с выходом второго порогового элемента, а выход подключен к исполнительному элементу, соединенному с приводом выключателя (2. Такое устройство отключает тяговую сеть при одновременно появлении броска тока в -, тяговой сети и высокого потенциала на рель сах, RS-триггер сохраняет информацию об аварии до ее устранения, т. е. до тех пор, пока напряжение на рельсах не снизится до безопасного значения. Однако из-за растекаНИИ токов в землю на рельсе возникает высокий потенциал, который может достигнуть Значения порога срабатывания второго порогового элемента и при включетаях и отключениях электровозов вследствие появления броска тока вызвать ложное срабатывание устройства. Следовательно, известному устройству присущи недостаточная надежность и помехоустойчивость защитного отключения. Цель изобретения - повышение надежноети. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты тяговой сети от замыкания на землю, содержащее импульсный трансформатор тока, первый и второй порого вые элементы, входы которых соединены : с выходом импульсного трансформатора тока и заземленным рельсом соответственно, а выход подключены к входам элемента И, выход которого подсоединен к S-входу RS-tpHrrepa R-вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого подключен к выходу второго порогового элемента, а выход RSтриггера подсоединен к исполнительному эле менту, введены блок дифференцирования, под ключенный к заземленному рельсу, и третий пороговый элемент, вход которого подсоединен к выходу блока дифференцирования, а выход подключен к входу элемента ИНа чертеже приведена схема предлагаемог устройства. Устройство содержит импульсный трансформатор 1 тока, блок 2 дифференцирования первый пороговый элемент. 3, третий пороговый элемент 4, второй пороговый элемент 5, элемент И 6, элемент НЕ 7; RS-триггер 8, быстродействующий выключатель 9, исполнительный элемент 10, рельс 11, контактный провод 12, экскаватор 13. Устройство работает следующим образом. В нормальных режимах выключатель 9 замкнут, потенциал на рельсах И имеет небольшую величину, следовательно, на входах второго порогового элемента 5, третвего порогового элемента 4 и элемента И 6 действуют низкие потенциалы, а на выходе элемента НЕ 7 - высокий. RS-триггер 8 установлен в нулевое состояние, так как на его R-входе действует высокий потенциал, а S нулевой выключатель 9 замкнут. В случае . касания ковшом экскаватора 13 контактного провода 12 происходит резкое увеличение по тенциала рельсов относительно земли и тока в тяговой сети. На выходе трансформатора 1 тока формируется импульс, переключающий первый пороговый элемент 3. Второй пороговый элемент 5 переключается за счет действия на его входе высокого потенциала рельсов. Третий пороговый. элемент 4 также переключается из-за действия на его входе импульса напряжения, поступающего с выхода блока 2 дифференцирования в момент резкого увеличения потенциала рельсов. Следовательно, на выходе элемента НЕ 7 действует нулевой потенциал, а на выходе элемента И 6 во время выходного импульса трансформатора 1 тока высокий. Это приводит к переключению RS-триггера 8. Высокий потенщ1ал с выхода RS-тригГера 8 поступает на вход исполнительного элемента 10, который отключает выключатель 9. При этом высокий потеницал на выходе RS-триггера 8 сохраняется до тех пор, пока потенциал рельсов не уменьшится до уровня срабатывания второго порогового элемента 5. Следовательно, устройство осуществляет хранение информации и аварии до ее устранения. После отключения фидера на R-входе RS-триггера 8 с выхода элемента НЕ 7 поступает высокий потенциал, возвращающий его в исходное состояние. Отключение питающего фидера происходит только при одновременном увеличении тока в контактном проводе и повышении потенциала рельсов, имеющих место при касании КОБОЛОМ экскаватора контактного провода. Изменения рабочих токов электровозов вызывают переключения первого порогового злемента 3, однако это не приводит к срабатыванию защиты, так как: в нормальных режимах потенциал рельсов имеет небольшую величину. Увеличение потенциала рельсов, возможное в рабочих режимах, может привести к переключению второго порогового элемента 5, но это также не вызывает срабатывания защитного отключения; так как первый 3 и третий 4 пороговые, элементы переключаются только при одновременном резком увеличении тока и потенциала рельсов. Изменение рабочих токов электровозов, происходящее при высоком потенциале рельсов и, следовательно, включенном втором пороговом элементе, вызывает срабатывание первого порогового элемента 3, однако это также не вызывает срабатыйания защиты, так как при этом не происходит резкого увеличения потенциала рельсов и, следовательно, переключения третьего порогового элемента 4. Таким образом, применение блока дифференцирования и третьего порогового элемента существенно повышает помехоустойчивость и надежность защиты. Использование предла1аемого устройства на открытых горных разработках позволит

повысить электробезопасность работ и сократить число простоев оборудования из-за ложных срабатываний защить.

Формулаизобр.етення

Устройство для защиты тяговой сети от замыкания на землю, содержащее импульсный трансформатор тока, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены с выходом импульсного трансформатора тока и заземленным рельсом соответственно, а выходы подключены к входам элемента И, выход которого подсоединен к S-входу RS-триггера, R-вход которого соеданен с выходом элемента НЕ, вход когторсго пощсгаочен к выходу второго порогового элемента, а выход RSтриггера подсоединен к исшмшительному элементу, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него блок дифферощирования, псдаслютешшй к заземленному .рельсу, и третий пороговый элемент, вход которого подсоединен к выходу блока дафференцирования, а выход подключен к входу элёмопа И.

Источники информация, принятые во внимание прт экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 527789, 1СЛ.Н02 Н.3/087, 1974. .

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

N 2795220/07, 09.07.79.