Пристрій для контролю ресурсу повітряних високовольтних вимикачів

Пристрій для контролю ресурсу повітряних високовольтних вимикачів, що містить датчик струму, входи першого, другого і третього компараторів з’єднані між собою, вихід датчика тиску підключений до входів четвертого і п’ятого компараторів, вихід генератора імпульсів з’єднаний з першим входом елемента І, другий вхід якого підключений до виходу датчика комутації, а третій вхід з’єднаний з входом формувача імпульсів, вихід елемента І підключений до входу другого лічильника імпульсів та до першого входу першого лічильника імпульсів, другий вхід якого з’єднаний з виходом елемента АБО, перший вхід якого підключений до виходу блока установки нуля, а другий вхід з’єднаний з виходом формувача імпульсів, виходи першого, другого, третього, четвертого і п’ятого компараторів підключені відповідно до першого, другого, третього, четвертого і п’ятого входів функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина першого лічильника імпульсів з’єднана з другою вхідною цифровою шиною цифрового U 2 28951 1 3 28951 4 других входів першого і другого елементів І, вихід залежність між вхідним і вихідним сигналами генератора імпульсів з’єднаний з першими датчика струму при вимірюванні струмів короткого входами першого і другого елементів І, виходи замикання в електричній мережі, що дозволяє яких підключені відповідно до першого і другого підвищити точність роботи пристрою. входів третього лічильника імпульсів, вихідна Поставлена задача досягається тим, що в цифрова шина якого з’єднана з другою вхідною пристрій для контролю ресурсу повітряних цифровою шиною першого цифрового високовольтних вимикачів, що містить датчик компаратора та з першою вхідною цифровою струму, входи першого, другого і третього шиною другого цифрового компаратора, друга компараторів з’єднані між собою, вихід датчика вхідна цифрова шина якого підключена до вихідної тиску підключений до входів четвертого і п’ятого цифрової шини першого лічильника імпульсів, а компараторів, вихід генератора імпульсів вихід з’єднаний зі входом формувача імпульсів, з’єднаний з першим входом елемента І, другий вихід датчика комутації підключений до входу вхід якого підключений до виходу датчика елемента НІ, вихід якого з’єднаний з третіми комутації, а третій вхід з’єднаний з входом входами першого і другого елементів І, вихід формувача імпульсів, вихід елемента І третього елемента І підключений до входу другого підключений до входу другого лічильника лічильника імпульсів. імпульсів та до першого входу першого лічильника Головним недоліком даного пристрою є імпульсів, другий вхід якого з’єднаний з виходом невисока точність вимірювання аварійних струмів елемента АБО, перший вхід якого підключений до за рахунок того, що датчик струму, в якості якого виходу блока установки нуля, а другий вхід використовується трансформатор струму, має з’єднаний з виходом формувача імпульсів, виходи нелінійну характеристику із-за насичення першого, другого, третього, четвертого і п’ятого магнітопровода при вимірюванні струмів короткого компараторів підключені відповідно до першого, замикання. другого, третього, четвертого і п’ятого входів За прототип обрано пристрій для контролю функціонального перетворювача, вихідна цифрова ресурсу повітряних високовольтних вимикачів шина першого лічильника імпульсів з’єднана з [Патент України №14657, М. кл. G07С3/10, бюл. другою вхідною цифровою шиною цифрового №5, 2006], що містить датчик струму, вихід якого компаратора, вихід якого підключений до входу з’єднаний зі входами першого, другого і третього формувача імпульсів, вихід датчика комутації компараторів, вихід датчика тиску підключений до з’єднаний з входом елемента НІ, вихідна цифрова входів четвертого і п’ятого компараторів, вихід шина функціонального перетворювача підключена генератора імпульсів з’єднаний з першим входом до вхідної цифрової шини регістра, вихідна елемента І, другий вхід якого підключений до цифрова шина якого з’єднана з першою вхідною виходу датчика комутації, а третій вхід з’єднаний з цифровою шиною цифрового компаратора, вихід входом формувача імпульсів, вихід елемента І елемента HI підключений до входу регістра, підключений до входу другого лічильника введено шостий, сьомий і восьмий компаратори, імпульсів та до першого входу першого лічильника перший і другий елементи ВИКЛЮЧНЕ АБО, імпульсів, другий вхід якого з’єднаний з виходом перший і другий масштабуючі підсилювачі, елемента АБО, перший вхід якого підключений до перший,другий і третій електронні ключі, причому виходу блока установки нуля, а другий вхід вихід датчика струму з’єднаний зі входами з’єднаний з виходом формувача імпульсів, виходи шостого, сьомого і восьмого компараторів, а також першого, другого, третього, четвертого і п’ятого з аналоговим входом першого електронного компараторів підключені відповідно до першого, ключа, вихід якого, а також виходи другого і другого, третього, четвертого і п’ятого входів третього електронних ключів підключені до входу функціонального перетворювача, вихідна цифрова першого компаратора, вихід датчика струму шина першого лічильника імпульсів з’єднана з з’єднаний зі входами першого і другого другою вхідною цифровою шиною цифрового масштабуючих підсилювачів, виходи яких компаратора, вихід якого підключений до входу підключені до аналогових входів другого і третього формувача імпульсів, вихід датчика комутації електронних ключів, виходи сьомого і восьмого з’єднаний з входом елемента НІ, вихідна цифрова компараторів з’єднані відповідно з другими шина функціонального перетворювача підключена входами першого і другого елементів ВИКЛЮЧНЕ до вхідної цифрової шини регістра, вихідна АБО, перші входи яких відповідно підключені до цифрова шина якого з’єднана з першою вхідною виходів шостого і сьомого компараторів, а виходи цифровою шиною цифрового компаратора, вихід з’єднані з керуючими входами першого і другого елемента НІ підключений до входу регістра. електронних ключів відповідно, вихід восьмого Головним недоліком даного пристрою є низька компаратора підключений до керуючого входу точність роботи через те, що трансформатор третього електронного ключа. струму, який використовується як датчик струму, Пристрій для контролю ресурсу повітряних має нелінійну характеристику із-за насичення високовольтних вимикачів пояснюється магнітопровода при вимірюванні струмів короткого кресленням, на якому зображена його структурна замикання. схема. В основу корисної моделі поставлено задачу На схемі (Фіг.): 1 - датчик струму; 2, 3, 4 створення пристрою для контролю ресурсу шостий, сьомий і восьмий компаратори; 5, 6 повітряних високовольтних вимикачів, в якому за перший і другий елементи ВИКЛЮЧНЕ АБО; 7, 8 рахунок введення нових блоків та зв’язків між перший і другий масштабуючі підсилювачі; 9, 10, ними з’являється можливість знаходити лінійну 11 - перший, другий і третій електронні ключі; 12, 5 28951 6 13, 14 - перший, другий і третій компаратори; 15 його вхідного сигналу. Для лінеаризації цього датчик тиску; 16, 17 - четвертий і п’ятий сигналу використовуються блоки 2-11, в яких компаратори; 18 - функціональний перетворювач; кусково-лінійна лінеаризація здійснюється по 19 - регістр; 20 - елемент НІ; 21 - генератор трьом ділянкам кривої намагнічування. імпульсів; 22 - датчик комутації; 23 - елемент І; 24 Коли напруга з виходу датчика струму 1 другий лічильник імпульсів; 25 - блок установки досягає значення, пропорційного номінальному нуля; 26 - формувач імпульсів; 27 - елемент АБО; робочому струму, спрацьовує шостий компаратор 28 - перший лічильник імпульсів; 29 - цифровий 2, що відповідає першій ділянці, з виходу якого компаратор, причому входи першого 12, другого сигнал логічної одиниці поступає на перший вхід 13 і третього 14 компараторів з’єднані між собою, першого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 5. При цьому вихід датчика тиску 15 підключений до входів на його виході формується сигнал логічної четвертого 16 і п’ятого 17 компараторів, вихід одиниці, який подається на керуючий вхід першого генератора імпульсів 21 з’єднаний з першим електронного ключа 9, тим самим відкриваючи входом елемента І 23, другий вхід якого його і дозволяючи проходження сигналу з виходу підключений до виходу датчика комутації 22, а датчика струму 1 на входи першого 12, другого 13 і третій вхід з’єднаний з входом формувача третього 14 компараторів. імпульсів 26, вихід елемента І 23 підключений до Якщо напруга, що пропорційна струму, входу другого лічильника імпульсів 24 та до зростає далі, то спрацьовують шостий 2 і сьомий 3 першого входу першого лічильника імпульсів 28, компаратори, що відповідає другій ділянці другий вхід якого з’єднаний з виходом елемента характеристики датчика струму 1. При цьому на АБО 27, перший вхід якого підключений до виходу виході першого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 5 блока установки нуля 25, а другий вхід з’єднаний з встановлюється сигнал логічного нуля, а на виході виходом формувача імпульсів 26, виходи першого другого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 6 - сигнал 12, другого 13, третього 14, четвертого 16 і п’ятого логічної одиниці, який відкриває другий 17 компараторів підключені відповідно до першого, електронний ключ 10. Значення напруги, другого, третього, четвертого і п’ятого входів пропорційної струму, яке поступає на вхід першого функціонального перетворювача 18, вихідна масштабуючого підсилювача 7, на цій ділянці цифрова шина першого лічильника імпульсів 28 множиться на коефіцієнт, що дозволяє отримати з’єднана з другою вхідною цифровою шиною лінійну залежність між вхідним і вихідним цифрового компаратора 29, вихід якого сигналами датчика струму 1 на вибраній ділянці підключений до входу формувача імпульсів 26, нелінійної характеристики перетворення. Далі вихід датчика комутації 22 з’єднаний з входом нове значення сигналу через другий електронний елемента НІ 20, вихідна цифрова шина ключ 10 поступає на входи першого 12, другого 13 функціонального перетворювача 18 підключена до і третього 14 компараторів. вхідної цифрової шини регістра 19, вихідна Якщо напруга з виходу датчика струму 1 цифрова шина якого з’єднана з першою вхідною приймає ще більше значення, то перший 9 і другий цифровою шиною цифрового компаратора 29, 10 електронні ключі закриваються, а третій вихід елемента НІ 20 підключений до входу електронний ключ 11 відкривається. При цьому регістра 19, вихід датчика струму 1 з’єднаний зі значення сигналу множиться на інший коефіцієнт, входами шостого 2, сьомого 3 і восьмого 4 в результаті чого на третій ділянці кривої компараторів, а також з аналоговим входом намагнічування вхідний і вихідний сигнали датчика першого електронного ключа 9, вихід якого, а струму 1 мають лінійну залежність. також виходи другого 10 і третього 11 електронних В подальшому під величиною напруги, що ключів підключені до входу першого компаратора відповідає струму на виході датчика струму 1, 12, вихід датчика струму 1 з’єднаний зі входами будемо розуміти сигнал, який отримується на першого 7 і другого 8 масштабуючих підсилювачів, виході електронних ключів 9-11. виходи яких підключені до аналогових входів Якщо вимикач введений в роботу, то на виході другого 10 і третього 11 електронних ключів, датчика струму 1 з’являється напруга, пропорційна виходи сьомого 3 і восьмого 4 компараторів струму, що протікає в вимикачі, яка подається на з’єднані відповідно з другими входами першого 5 і входи першого 12, другого 13 і третього 14 другого 6 елементів ВИКЛЮЧНЕ АБО, перші входи компараторів, які мають різні пороги спрацювання. яких відповідно підключені до виходів шостого 2 і Одночасно на виході датчика тиску 15 з’являється сьомого 3 компараторів, а виходи з’єднані з сигнал, пропорційний тиску стисненого повітря, що керуючими входами першого 9 і другого 10 подається на входи четвертого 16 і п’ятого 17 електронних ключів відповідно, вихід восьмого компараторів. Сигнали, які з’являються на виходах компаратора 4 підключений до керуючого входу першого 12, другого 13, третього 14, четвертого 16 третього електронного ключа 11. і п’ятого 17 компараторів поступають на входи Запропонований пристрій працює так. При функціонального перетворювача 18, на виході подачі напруги живлення на схему блок установки якого з’являється цифровий код, що відповідає нуля 25 коротким імпульсом через елемент АБО величині струму, який протікає в вимикачі при 27 встановлює перший лічильник імпульсів 28 у відповідному значенні тиску стисненого повітря. нульовий стан. Одночасно генератор імпульсів 21 Цифровий код з виходу функціонального починає виробляти послідовність імпульсів. перетворювача 18 поступає на вхідну цифрову Зазначимо, що в якості датчика струму 1 шину регістра 19. При цьому на вхід регістра 19 використовується трансформатор струму, через елемент НІ 20 поступає сигнал логічного вихідний сигнал якого має нелінійну залежність від нуля з виходу датчика комутації 22, який дозволяє 7 28951 встановлення на його виході цифрового коду, який дорівнює цифровому коду на його вході. З виходу регістра 19 цифровий код поступає на першу вхідну цифрову шину цифрового компаратора 29, на другу вхідну цифрову шину якого поступає цифровий код з виходу першого лічильника імпульсів 28. В залежності від значень струму та тиску стисненого повітря цифровий код на виході функціонального перетворювача 18 змінює своє значення. Таким чином, регістром 19 здійснюється передача та запам’ятовування цифрового коду, який відповідає величині струму, що протікає в вимикачі при відповідному значенні тиску стисненого повітря. У випадку, коли вимикач відключає коло, в якому він знаходиться, на виході датчика комутації 22 з’являється сигнал логічної одиниці, який через елемент НІ 20 поступає на вхід регістра 19, тим самим фіксуючи на його виході цифровий код, що відповідає значенню комутуємого струму при відповідному значенні тиску стисненого повітря. Також сигнал логічної одиниці поступає на другий вхід елемента І 23 і відкриває його (з виходу цифрового компаратора 29 сигнал логічної одиниці поступає на третій вхід елемента І 23). При цьому з виходу генератора імпульсів 21 імпульси починають поступати на входи першого 28 і другого 24 лічильників імпульсів, зменшуючи залишковий ресурс вимикача. Кількість імпульсів, що поступають в другий лічильник імпульсів 24, показує як витрачається робочий ресурс вимикача в залежності від значення комутованого струму при відповідному значенні тиску стисненого повітря. Імпульси з виходу генератора імпульсів 21 поступають до тих пір, поки цифрові коди на першій і другій вхідних цифрових шинах цифрового компаратора 29 не зрівняються. В цей момент сигнал логічного нуля з виходу цифрового компаратора 29 поступає на вхід елемента І 23 та закриває його, а також на вхід формувача імпульсів 26, який коротким імпульсом через елемент АБО 27 обнуляє перший лічильник імпульсів 28 та готує пристрій до нового циклу роботи. Кількість розрядів першого 28 та другого 24 лічильників імпульсів, а також кількість компараторів, що фіксують значення комутованого струму та тиску стисненого повітря, вибирається в залежності від діапазону вимірюваних струму та тиску і від необхідного ступеня точності визначення витраченого вимикачем ресурсу. Функціональний перетворювач 18 можна реалізувати на мікросхемі постійного запам’ятовуючого пристрою, в якій записані відповідні коди, кожен із яких відповідає певному коефіцієнту спрацювання робочого ресурсу вимикача в залежності від будь-якого із можливих значень струму і тиску стисненого повітря. 8