Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів

Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів, що містить перший і другий елементи І, другий лічильник імпульсів, елемент НІ, датчик струму, вихід якого з'єднаний зі входами першого, другого і третього компараторів, вихід датчика початку комутації підключений до першого входу четвертого елемента І, перший вхід першого лічильника імпульсів з'єднаний з виходом третього елемента І, перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів, а другий вхід і вхід формувача сигналу з'єднані з виходом четвертого елемента І, вихід блока установки нуля підключений до першого входу елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналу, а вихід підключений до другого входу першого лічильника імпульсів, виходи першого, другого і третього компараторів з'єднані ВІДПОВІДНО З першими входами першого, другого і третього оптронів, другі входи яких підключені до виходу джерела опор ноі напруги, який відрізняється тим, що в нього введені функціональний перетворювач, третій лічильник імпульсів, перший і другий цифрові компаратори, причому виходи першого, другого і третього оптронів з'єднані ВІДПОВІДНО З першим, другим і третім входами функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина якого підключена до першої вхідної цифрової шини першого цифрового компаратора, перший і другий виходи якого з'єднані ВІДПОВІДНО З другими входами першого і другого елементів І, вихід генератора імпульсів підключений до перших входів першого і другого елементів І, виходи яких з'єднані ВІДПОВІДНО з першим і другим входами третього лічильника імпульсів, вихідна цифрова шина якого підключена до другої вхідної цифрової шини першого цифрового компаратора та до першої вхідної цифрової шини другого цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів, а вихід підключений до другого входу четвертого елемента І, вихід датчика початку комутації з'єднаний зі входом елемента НІ, вихід якого підключений до третіх входів першого і другого елементів І, вихід третього елемента І з'єднаний зі входом другого лічильника імпульсів со ю ю Корисна модель відноситься до області електротехніки і може бути використаною для вимірювання комутаційного ресурсу високовольтних вимикачів Відомий пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів [АС СРСР №1446637, М кл G07C3/10 бюл №47, 1988], що містить датчик початку комутації, вихід якого підключений до першого входу першого елементу І і через диференціюючий елемент з'єднаний з першим входом другого елементу І, другий вхід якого підключений до виходу першого компаратора через перший елемент НІ, перший лічильник імпульсів, з'єднаний з виходом першого елементу АБО, перший вхід якого підключений до виходу другого елементу І, а другий вхід і перший вхід другого лічильника імпульсів з'єднані з виходом третього елементу І, перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів, а другий вхід і вхід формувача сигналу з'єднані з виходом першого елементу І, другий вхід якого підключений до виходу другого елементу АБО, датчик струму, вихід якого з'єднаний зі входами першого, другого і третього компараторів, виходи яких підключені ВІДПОВІДНО до перших входів першого, другого і третього тригерів, виходи яких ВІДПОВІДНО через шифратор з'єднані з першими входами четвертого, п'ятого і шостого елементів І, виходи яких підключені до першого, другого і третього входів другого елементу АБО, а другі входи з'єднані ВІДПОВІДНО З першим, другим і третім виходами другого лічильника імпульсів через другий, третій і четвертий елементи НІ ВІДПОВІДНО, 00 о> 8515 блок установки нуля, вихід якого підключений до першого входу третього елементу АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналу, а вихід підключений до других входів першого, другого і третього тригерів, а також до другого входу другого лічильника імпульсів Головним недоліком даного пристрою є те, що він не дозволяє враховувати вичерпання комутаційного ресурсу вимикача у випадку, коли останній відключає коло зі струмом, меншим за номінальний, оскільки залишковий ресурс вимикача витрачається нерівномірно в залежності від значення комутованого струму За прототип обрано пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів [Патент України №54157А, М кл G07C3/10, бюл №2, 2003], що містить датчик початку комутації, вихід якого підключений до першого входу першого елементу І і через диференціюючий елемент з'єднаний з першим входом другого елементу І, другий вхід якого підключений до виходу першого тригера через перший елемент НІ, перший лічильник імпульсів з'єднаний з виходом першого елементу АБО, перший вхід якого підключений до виходу другого елементу І, а другий вхід і перший вхід другого лічильника імпульсів з'єднані з виходом третього елементу І, перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів, а другий вхід і вхід формувача сигналу з'єднані з виходом першого елементу І, другий вхід якого підключений до виходу другого елементу АБО, вихід датчика струму з'єднаний зі входами першого, другого і третього компараторів, виходи першого, другого і третього тригерів підключені ВІДПОВІДНО до першого, другого і третього входів шифратора, перший, другий і третій виходи якого ВІДПОВІДНО з'єднані з першими входами четвертого, п'ятого і шостого елементів І, виходи яких підключені до першого, другого і третього входів другого елементу АБО, а другі входи з'єднані ВІДПОВІДНО з першим, другим і третім виходами другого лічильника імпульсів через другий, третій і четвертий елементи НІ ВІДПОВІДНО, вихід блока установки нуля підключений до першого входу третього елементу АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналу, а вихід підключений до других входів першого, другого і третього тригерів, а також до другого входу другого лічильника імпульсів, виходи першого, другого і третього компараторів з'єднані ВІДПОВІДНО З першими входами першого, другого і третього оптронів, другі входи яких підключені до виходу джерела опорної напруги, а виходи з'єднані ВІДПОВІДНО З першими входами першого, другого і третього тригерів Недоліком даного пристрою є недостатня точність за рахунок того, що він не дозволяє враховувати вичерпання комутаційного ресурсу вимикача, що витрачається нерівномірно при комутації різних струмів, у випадку, коли останній відключає коло зі струмом, меншим за номінальний В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для контролю ресурсу комутаційних апаратів, в якому за рахунок введення нових блоків та зв'язків між ними з'являється можливість враховувати вичерпання комутаційного ресурсу вимикача у випадку, коли останній від ключає коло зі струмом, меншим за номінальний, що дозволяє підвищити точність роботи пристрою Поставлена задача досягається тим, що в пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів, що містить перший і другий елементи І, другий лічильник імпульсів, елемент НІ, датчик струму, вихід якого з'єднаний зі входами першого, другого і третього компараторів, вихід датчика початку комутації підключений до першого входу четвертого елемента І, перший вхід першого лічильника імпульсів з'єднаний з виходом третього елемента І, перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів, а другий вхід і вхід формувача сигналу з'єднані з виходом четвертого елемента І, вихід блока установки нуля підключений до першого входу елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналу, а вихід підключений до другого входу першого лічильника імпульсів, виходи першого, другого і третього компараторів з'єднані ВІДПОВІДНО З першими входами першого, другого і третього оптронів, другі входи яких підключені до виходу джерела опорної напруги, введено функціональний перетворювач, третій лічильник імпульсів, перший і другий цифрові компаратори, причому виходи першого, другого і третього оптронів з'єднані ВІДПОВІДНО З першим, другим і третім входами функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина якого підключена до першої вхідної цифрової шини першого цифрового компаратора, перший і другий виходи якого з'єднані ВІДПОВІДНО З другими входами першого і другого елементів І, вихід генератора імпульсів підключений до перших входів першого і другого елементів І, виходи яких з'єднані ВІДПОВІДНО з першим і другим входами третього лічильника імпульсів, вихідна цифрова шина якого підключена до другої вхідної цифрової шини першого цифрового компаратора та до першої вхідної цифрової шини другого цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів, а вихід підключений до другого входу четвертого елемента І, вихід датчика початку комутації з'єднаний зі входом елемента НІ, вихід якого підключений до третіх входів першого і другого елементів І, вихід третього елемента І з'єднаний зі входом другого лічильника імпульсів Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів пояснюється кресленням, на якому зображена його структурна схема На схемі 1 - датчик струму, 2, 3, 4 - перший, другий і третій компаратори, 5, 6, 7 - перший, другий і третій оптрони, 8 - джерело опорної напруги, 9 - функціональний перетворювач, 10 - генератор імпульсів, 11, 12 - перший і другий елементи 1,13третій лічильник імпульсів, 14 - перший цифровий компаратор, 15 - елемент НІ, 16 - третій елемент І, 17 - другий лічильник імпульсів, 18 - датчик початку комутації, 19 - четвертий елемент І, 20 - блок установки нуля, 21 - формувач імпульсів, 22 - елемент АБО, 23 - перший лічильник імпульсів, 24 другий цифровий компаратор, причому вихід датчика струму 1 з'єднаний зі входами першого 2, другого 3 і третього 4 компараторів, вихід датчика початку комутації 18 підключений до першого входу четвертого елемента 119, перший вхід першого 8515 лічильника імпульсів 23 з'єднаний з виходом третього елемента І 16, перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів 10, а другий вхід і вхід формувача сигналу 21 з'єднані з виходом четвертого елемента І 19, вихід блока установки нуля 20 підключений до першого входу елемента АБО 22, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналу 21, а вихід підключений до другого входу першого лічильника імпульсів 23, виходи першого 2, другого 3 і третього 4 компараторів з'єднані відповідно з першими входами першого 5, другого 6 і третього 7 оптронів, другі входи яких підключені до виходу джерела опорної напруги 8, виходи першого 5, другого 6 і третього 7 оптронів з'єднані відповідно з першим, другим і третім входами функціонального перетворювача 9, вихідна цифрова шина якого підключена до першої вхідної цифрової шини першого цифрового компаратора 14, перший і другий виходи якого з'єднані відповідно з другими входами першого 11 і другого 12 елементів І, вихід генератора імпульсів 10 підключений до перших входів першого 11 і другого 12 елементів І, виходи яких з'єднані відповідно з першим і другим входами третього лічильника імпульсів 13, вихідна цифрова шина якого підключена до другої вхідної цифрової шини першого цифрового компаратора 14 та до першої вхідної цифрової шини другого цифрового компаратора 24, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів 23, а вихід підключений до другого входу четвертого елемента І 19, вихід датчика початку комутації 18 з'єднаний зі входом елемента НІ 15, вихід якого підключений до третіх входів першого 11 і другого 12 елементів І, вихід третього елемента І 16 з'єднаний зі входом другого лічильника імпульсів 17. Запропонований пристрій працює так. При подачі напруги живлення на схему блок установки нуля 20 коротким імпульсом через елемент АБО 22 встановлює у нульове положення лічильник імпульсів 23. Одночасно генератор імпульсів 10 починає виробляти послідовність імпульсів. Зазначимо, що застосування шунта в датчику струму 1 замість трансформатора струму дозволяє отримувати вихідний сигнал, який має лінійну залежність від його вхідного сигналу, а використання оптронів дозволяє здійснити гальванічну розв'язку між вимірювальним колом та блоками обробки інформації. Якщо вимикач введений в роботу, то на виході датчика струму 1 з'являється напруга, пропорційна струму, що протікає в вимикачі, яка подається на входи першого 2, другого 3 і третього 4 компараторів, які мають різні пороги спрацювання. Сигнали, які з'являються на виходах першого 2, другого З і третього 4 компараторів через перший 5, другий 6 і третій 7 оптрони відповідно поступають на входи функціонального перетворювача 9, на виході якого з'являється цифровий код, що відповідає величині струму, який протікає в вимикачі. Цифровий код з виходу функціонального перетворювача 8 поступає на першу вхідну цифрову шину першого цифрового компаратора 14, на другу вхідну цифрову шину якого поступає код з виходу третього лічильника імпульсів 13. В залежності від значення струму цифровий код на виході функціонального перетворювача 9 змінює своє значення. Якщо цифровий код на першому вході першого цифрового компаратора 14 більший ніж на другому, то на першому виході з'являється сигнал логічної одиниці, який поступає на другий вхід першого елемента І 11, на третій вхід якого поступає сигнал логічної одиниці з виходу датчика початку комутації 18 через елемент НІ 15. При цьому перший елемент І 11 відкривається і дозволяє проходження імпульсів, від генератора імпульсів 10, на перший вхід третього лічильника імпульсів 13, цифровий код на виході якого збільшується. Цифровий код на виході третього лічильника імпульсів 13 збільшується до тих пір, поки цифрові коди на першій і другій вхідних цифрових шинах першого цифрового компаратора 14 не зрівняються. При цьому на обох виходах першого цифрового компаратора 14 з'являються сигнали логічного нуля і перший елемент І 11 закривається. Якщо цифровий код на першому вході першого цифрового компаратора 14 менший ніж на другому, то на другому виході з'являється сигнал логічної одиниці, який поступає на другий вхід другого елемента І 12, на третій вхід якого поступає сигнал логічної одиниці з виходу датчика початку комутації 18 через елемент НІ 15. При цьому другий елемент І 12 відкривається і дозволяє проходження імпульсів від генератора імпульсів 10, на другий вхід третього лічильника імпульсів 13, цифровий код на виході якого зменшується. Цифровий код на виході третього лічильника імпульсів 13 зменшується до тих пір, поки цифрові коди на першій і другій вхідних цифрових шинах першого цифрового компаратора 14 не зрівняються. При цьому на обох виходах першого цифрового компаратора 14 з'являються сигнали логічного нуля і другий елемент І 12 закривається. Таким чином, в третьому лічильнику імпульсів 13 здійснюється запам'ятовування цифрового коду, який відповідає величині струму, що протікає в вимикачі. У випадку, коли вимикач відключає коло, в якому він знаходиться, на виході датчика комутації 18 з'являється сигнал логічної одиниці, який через елемент НІ 15 поступає на треті входи першого 11 і другого 12 елементів І, тим самим встановлюючи на їх виходах сигнали логічного нуля. Також сигнал логічної одиниці через четвертий елемент І 19 поступає на другий вхід третього елемента І 16 і відкриває його (з виходу другого цифрового компаратора 24 сигнал логічної одиниці поступає на другий вхід четвертого елемента І 19). При цьому з виходу генератора імпульсів 10 імпульси починають поступати на входи першого 23 і другого 17 лічильників імпульсів, зменшуючи залишковий ресурс вимикача. Кількість імпульсів, що поступають в другий лічильник імпульсів 17, показує як витрачається робочий ресурс вимикача в залежності від значення комутованого струму. Імпульси з виходу генератора імпульсів 10 поступають до тих пір, поки цифрові коди на першій і другій вхідних цифрових шинах другого цифрового компаратора 24 не зрівняються. В цей момент сигнал логічного нуля з виходу другого цифрового 8515 компаратора 24 через четвертий елемент І 19 поступає на вхід третього елемента І 16 та закриває його, а також на вхід формувача імпульсів 21, який коротким імпульсом через елемент АБО 22 обнуляє перший лічильник імпульсів 23 та готує пристрій до нового циклу роботи. Кількість розрядів першого 23, другого 17 та третього 13 лічильників імпульсів, а також кількість компараторів і оптронів, що фіксують значення комутованого струму, вибирається в залежності 8 від діапазону вимірюваного струму і від необхідного ступеня точності визначення витраченого вимикачем ресурсу. Функціональний перетворювач 8 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 будьякого можливого значення струму. ЕР 10 А