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 третього елемента І, другий вхід якого підключений до виходу датчика комутації, а третій вхід з'єднаний зі входом формувача імпульсів, вихід третього елемента І підключений 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 якого з'єднана з першою вхідною цифровою шиною першого цифрового компаратора, перший і другий виходи якого підключені відповідно до других входів першого і другого елементів І, вихід генератора імпульсів з'єднаний з першими входами першого і другого елементів І, виходи яких підключені відповідно до першого і другого входів третього U 2 (11) 1 3 15901 4 підключені до виходу другого елемента АБО, перний до виходу датчика комутації, а третій вхід ший вхід якого з'єднаний з виходом блока установз'єднаний зі входом формувача імпульсів, вихід ки нуля, другий вхід підключений до виходу фортретього елемента І підключений до першого вхомувача імпульсів, а третій вхід з'єднаний з ду першого лічильника імпульсів, другий вхід якого виходом блока затримки сигналу, вхід якого підкз'єднаний з виходом елемента АБО, перший вхід лючений до виходу третього елемента АБО, перякого підключений до виходу блока установки нуший, другий та третій входи якого з'єднані відповіля, а другий вхід з'єднаний з виходом формувача дно з виходами п'ятого, шостого і сьомого імпульсів, виходи першого, другого, третього, четелементів І, перші входи яких відповідно підклювертого і п'ятого компараторів підключені відповідчені до першого, другого і третього виходів першоно до першого, другого, третього, четвертого і п'яго шифратора, а другі входи з'єднані відповідно з того входів функціонального перетворювача, виходами другого, третього і четвертого елементів вихідна цифрова шина якого з'єднана з першою НІ, входи яких в свою чергу підключені відповідно вхідною цифровою шиною першого цифрового до першого, другого і третього виходів першого компаратора, перший і другий виходи якого підклічильника імпульсів, перший вхід якого з'єднаний лючені відповідно до других входів першого і друз виходом четвертого елемента І, перший вхід гого елементів І, вихід генератора імпульсів з'єдякого підключений до виходу генератора імпульнаний з першими входами першого і другого сів, датчик комутації, вихід якого через диференелементів І, виходи яких підключені відповідно до ціюючий елемент з'єднаний з другим входом трепершого і другого входів третього лічильника імпутього елемента І, вихід п'ятого елемента НІ льсів, вихідна цифрова шина якого з'єднана з друпідключений до першого входу десятого елемента гою вхідною цифровою шиною першого цифрового І, вихід датчика струму з'єднаний зі входами другокомпаратора та з першою вхідною цифровою шиго і третього компараторів, виходи першого, другоною другого цифрового компаратора, друга вхідна го і третього тригерів підключені відповідно до цифрова шина якого підключена до вихідної цифпершого, другого і третього входів першого шифрової шини першого лічильника імпульсів, а вихід ратора, вихід датчика тиску з'єднаний зі входами з'єднаний зі входом формувача імпульсів, вихід четвертого і п'ятого компараторів, виходи яких датчика комутації підключений до входу елемента підключені відповідно до перших входів першого і НІ, вихід якого з'єднаний з третіми входами першодругого елементів І, другі входи яких з'єднані з го і другого елементів І, вихід третього елемента І виходом першого тригера, а виходи підключені підключений до входу другого лічильника імпульвідповідно до перших входів четвертого і п'ятого сів. тригерів, виходи яких в свою чергу з'єднані відпоГоловним недоліком даного пристрою є низька відно з першим і другим входами другого шифраточність роботи через те, що трансформатор тора, перший вихід якого підключений до третіх струму, який використовується як датчик струму, входів п'ятого, шостого і сьомого елементів І, а маєнелінійну характеристику із-за насичення магдругий вихід з'єднаний з третіми входами восьмонітопровода при вимірюванні струмів короткого го, дев'ятого і десятого елементів І, виходи яких замикання. відповідно підключені до четвертого, п'ятого і шосВ основу корисної моделі поставлено задачу того входів третього елемента АБО, а другі входи створення пристрою для контролю ресурсу повітз'єднані відповідно з першим, другим і третім виряних високовольтних вимикачів, в якому за рахуходами першого шифратора, перші входи восьмонок введення нових блоків та зв'язків між ними го і дев'ятого елементів І підключені відповідно до з'являється можливість знаходити лінійну залежвиходів третього і четвертого елементів НІ, четвеність між вхідним і вихідним сигналами датчика ртий вихід першого лічильника імпульсів з'єднаний струму при вимірюванні струмів короткого замизі входом п'ятого елемента НІ, вихід датчика комукання в електричній мережі, що дозволяє підвищитації підключений до другого входу четвертого ти точність роботи пристрою. елемента І, третій вхід якого та вхід формувача Поставлена задача досягається тим, що в імпульсів з'єднані з виходом третього елемента пристрій для контролю ресурсу повітряних високоАБО, другий вхід першого елемента АБО підклювольтних вимикачів, що містить датчик струму, чений до виходу четвертого елемента І. входи першого, другого і третього компараторів Головним недоліком даного пристрою є невиз'єднані між собою, вихід датчика тиску підключесока точність вимірювання аварійних струмів за ний до входів четвертого і п'ятого компараторів, рахунок того, що датчик струму, в якості якого вивихід генератора імпульсів з'єднаний з першим користовується трансформатор струму, має нелівходом третього елемента І, другий вхід якого піднійну характеристику із-за насичення магнітопроключений до виходу датчика комутації, а третій вода при вимірюванні струмів короткого вхід з'єднаний зі входом формувача імпульсів, замикання. вихід третього елемента І підключений до першого За прототип обрано пристрій для контролю входу першого лічильника імпульсів, другий вхід ресурсу повітряних високовольтних вимикачів [Паякого з'єднаний з виходом елемента АБО, перший тент №8516 (Україна), М.кл. G07С3/10, бюл. №8, вхід якого підключений до виходу блока установки 2005], що містить датчик струму, вихід якого з'єднуля, а другий вхід з'єднаний з виходом формувананий зі входами першого, другого і третього комча імпульсів, виходи першого, другого, третього, параторів, вихід датчика тиску підключений до четвертого і п'ятого компараторів підключені відвходів четвертого і п'ятого компараторів, вихід повідно до першого, другого, третього, четвертого генератора імпульсів з'єднаний з першим входом і п'ятого входів функціонального перетворювача, третього елемента І, другий вхід якого підключевихідна цифрова шина якого з'єднана з першою 5 15901 6 вхідною цифровою шиною першого цифрового шого лічильника імпульсів 31, другий вхід якого компаратора, перший і другий виходи якого підкз'єднаний з виходом елемента АБО 30, перший лючені відповідно до других входів першого і друвхід якого підключений до виходу блока установки гого елементів І, вихід генератора імпульсів з'єднуля 28, а другий вхід з'єднаний з виходом формунаний з першими входами першого і другого вача імпульсів 29, виходи першого 12, другого 13, елементів І, виходи яких підключені відповідно до третього 14, четвертого 16 і п'ятого 17 компаратопершого і другого входів третього лічильника імпурів підключені відповідно до першого, другого, льсів, вихідна цифрова шина якого з'єднана з друтретього, четвертого і п'ятого входів функціональгою вхідною цифровою шиною першого цифрового ного перетворювача 18, вихідна цифрова шина компаратора та з першою вхідною цифровою шиякого з'єднана з першою вхідною цифровою шиною другого цифрового компаратора, друга вхідна ною першого цифрового компаратора 23, перший і цифрова шина якого підключена до вихідної цифдругий виходи якого підключені відповідно до друрової шини першого лічильника імпульсів, а вихід гих входів першого 20 і другого 21 елементів І, з'єднаний зі входом формувача імпульсів, вихід вихід генератора імпульсів 19 з'єднаний з першидатчика комутації підключений до входу елемента ми входами першого 20 і другого 21 елементів І, НІ, вихід якого з'єднаний з третіми входами першовиходи яких підключені відповідно до першого і го і другого елементів І, вихід третього елемента І другого входів третього лічильника імпульсів 22, підключений до входу другого лічильника імпульвихідна цифрова шина якого з'єднана з другою сів, введено шостий, сьомий і восьмий компаратовхідною цифровою шиною першого цифрового ри, перший і другий елементи ВИКЛЮЧНЕ АБО, компаратора 23 та з першою вхідною цифровою перший і другий масштабуючі підсилювачі, першиною другого цифрового компаратора 32, друга ший, другий і третій електронні ключі, причому вхідна цифрова шина якого підключена до вихідної вихід датчика струму з'єднаний зі входами шостоцифрової шини першого лічильника імпульсів 31, а го, сьомого і восьмого компараторів, а також з вихід з'єднаний зі входом формувача імпульсів 29, аналоговим входом першого електронного ключа, вихід датчика комутації 25 підключений до входу вихід якого, а також виходи другого і третього елеелемента НІ 24, вихід якого з'єднаний з третіми ктронних ключів підключені до входу першого комвходами першого 20 і другого 21 елементів І, вихід паратора, вихід датчика струму з'єднаний зі вхотретього елемента І 26 підключений до входу друдами першого і другого масштабуючих гого лічильника імпульсів 27, вихід датчика струму підсилювачів, виходи яких підключені до аналого1 з'єднаний зі входами шостого 2, сьомого 3 і вових входів другого і третього електронних ключів, сьмого 4 компараторів, а також з аналоговим вховиходи сьомого і восьмого компараторів з'єднані дом першого електронного ключа 9, вихід якого, а відповідно з другими входами першого і другого також виходи другого 10 і третього 11 електронних елементів ВИКЛЮЧНЕ АБО, перші входи яких відключів підключені до входу першого компаратора повідно підключені до виходів шостого і сьомого 12, вихід датчика струму 1 з'єднаний зі входами компараторів, а виходи з'єднані з керуючими вхопершого 7 і другого 8 масштабуючих підсилювачів, дами першого і другого електронних ключів відповиходи яких підключені до аналогових входів друвідно, вихід восьмого компаратора підключений до гого 10 і третього 11 електронних ключів, виходи керуючого входу третього електронного ключа. сьомого 3 і восьмого 4 компараторів з'єднані відПристрій для контролю ресурсу повітряних виповідно з другими входами першого 5 і другого 6 соковольтних вимикачів пояснюється кресленням, елементів ВИКЛЮЧНЕ АБО, перші входи яких відна якому зображена його структурна схема. повідно підключені до виходів шостого 2 і сьомого На схемі: 1 - датчик струму; 2, 3, 4 - шостий, 3 компараторів, а виходи з'єднані з керуючими сьомий і восьмий компаратори; 5, 6 - перший і друвходами першого 9 і другого 10 електронних клюгий елементи ВИКЛЮЧНЕ АБО; 7, 8 - перший і чів відповідно, вихід восьмого компаратора 4 підкдругий масштабуючі підсилювачі; 9, 10, 11 - перлючений до керуючого входу третього електронноший, другий і третій електронні ключі; 12, 13, 14 го ключа 11. перший, другий і третій компаратори; 15 - датчик Запропонований пристрій працює так. тиску; 16, 17 - четвертий і п'ятий компаратори; 18 При подачі напруги живлення на схему блок функціональний перетворювач; 19 - генератор установки нуля 28 коротким імпульсом через елеімпульсів; 20, 21 - перший і другий елементи І; 22 мент АБО 30 встановлює перший лічильник імпутретій лічильник імпульсів; 23 - перший цифровий льсів 31 у нульовий стан. Одночасно генератор компаратор; 24 - елемент НІ; 25 - датчик комутації; імпульсів 19 починає виробляти послідовність ім26 - третій елемент І; 27 - другий лічильник імпульпульсів. сів; 28 - блок установки нуля; 29 - формувач імпуЗазначимо, що в якості датчика струму 1 викольсів; 30 - елемент АБО; 31 - перший лічильник ристовується трансформатор струму, вихідний імпульсів; 32 - другий цифровий компаратор, присигнал якого має нелінійну залежність від його чому входи першого 12, другого 13 і третього 14 вхідного сигналу. Для лінеаризації цього сигналу компараторів з'єднані між собою, вихід датчика використовуються блоки 2-11, в яких кусковотиску 15 підключений до входів четвертого 16 і лінійна лінеаризація здійснюється по трьом ділянп'ятого 17 компараторів, вихід генератора імпулькам кривої намагнічування. сів 19 з'єднаний з першим входом третього елемеКоли напруга з виходу датчика струму 1 досянта І 26, другий вхід якого підключений до виходу гає значення, пропорційного номінальному рободатчика комутації 25, а третій вхід з'єднаний зі чому струму, спрацьовує шостий компаратор 2, що входом формувача імпульсів 29, вихід третього відповідає першій ділянці, з виходу якого сигнал елемента І 26 підключений до першого входу перлогічної одиниці поступає на перший вхід першого 7 15901 8 елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 5. При цьому на його елемент І 20 відкривається і дозволяє проходженвиході формується сигнал логічної одиниці, який ня імпульсів, від генератора імпульсів 19, на перподається на керуючий вхід першого електронного ший вхід третього лічильника імпульсів 22, цифроключа 9, тим самим відкриваючи його і дозволяювий код на виході якого збільшується. Цифровий чи проходження сигналу з виходу датчика струму 1 код на виході третього лічильника імпульсів 22 на входи першого 12, другого 13 і третього 14 комзбільшується до тих пір, поки цифрові коди на пепараторів. ршій і другій вхідних цифрових шинах першого Якщо напруга, що пропорційна струму, зросцифрового компаратора 23 не зрівняються. При тає далі, то спрацьовують шостий 2 і сьомий 3 цьому на обох виходах першого цифрового компакомпаратори, що відповідає другій ділянці харакратора 23 з'являються сигнали логічного нуля і теристики датчика струму 1. При цьому на виході перший елемент І 20 закривається. першого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 5 встановлюЯкщо цифровий код на першому вході першоється сигнал логічного нуля, а на виході другого го цифрового компаратора 23 менший ніж на друелемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 6 - сигнал логічної гому, то на другому виході з'являється сигнал логіодиниці, який відкриває другий електронний ключ чної одиниці, який поступає на другий вхід другого 10. Значення напруги, пропорційної струму, яке елемента І 21, на третій вхід якого поступає сигнал поступає на вхід першого масштабуючого підсилогічної одиниці з виходу датчика комутації 25 челювача 7, на цій ділянці множиться на коефіцієнт, рез елемент НІ 24. При цьому другий елемент І 21 що дозволяє отримати лінійну залежність між вхівідкривається і дозволяє проходження імпульсів дним і вихідним сигналами датчика струму 1 на від генератора імпульсів 19, на другий вхід третьовибраній ділянці нелінійної характеристики перетго лічильника імпульсів 22, цифровий код на виховорення. Далі нове значення сигналу через другий ді якого зменшується. Цифровий код на виході електронний ключ 10 поступає на входи першого третього лічильника імпульсів 22 зменшується до 12, другого 13 і третього 14 компараторів. тих пір, поки цифрові коди на першій і другій вхідЯкщо напруга з виходу датчика струму 1 них цифрових шинах першого цифрового компаприймає ще більше значення, то перший 9 і другий ратора 23 не зрівняються. При цьому на обох ви10 електронні ключі закриваються, а третій електходах першого цифрового компаратора 23 ронний ключ 11 відкривається. При цьому значенз'являються сигнали логічного нуля і другий еленя сигналу множиться на інший коефіцієнт, в ремент І 21 закривається. зультаті чого на третій ділянці кривої Таким чином, в третьому лічильнику імпульсів намагнічування вхідний і вихідний сигнали датчика 22 здійснюється запам'ятовування цифрового коструму 1 мають лінійну залежність. ду, який відповідає величині струму, що протікає в В подальшому під величиною напруги, що відвимикачі при відповідних значеннях тиску стиснеповідає струму на виході датчика струму 1, будемо ного повітря. розуміти сигнал, який отримується на виході елекУ випадку, коли вимикач відключає коло, в тронних ключів 9-11. якому він знаходиться, на виході датчика комутації Якщо вимикач введений в роботу, то на виході 25 з'являється сигнал логічної одиниці, який через датчика струму 1 з'являється напруга, пропорційна елемент №24 поступає на треті входи першого 20 і струму, що протікає в вимикачі, яка подається на другого 21 елементів І, тим самим встановлюючи входи першого 12, другого 13 і третього 14 компана їх виходах сигнали логічного нуля. Також сиграторів, які мають різні пороги спрацювання. Однал логічної одиниці поступає на другий вхід треночасно на виході датчика тиску 15 з'являється тього елемента І 26 і відкриває його (з виходу друсигнал, пропорційний тиску стисненого повітря, що гого цифрового компаратора 32 сигнал логічної подається на входи четвертого 16 і п'ятого 17 комодиниці поступає на третій вхід третього елемента параторів. Сигнали, які з'являються на виходах І 26). При цьому з виходу генератора імпульсів 19 першого 12, другого 13, третього 14, четвертого 16 імпульси починають поступати на входи першого і п'ятого 17 компараторів поступають на входи фу31 і другого 27 лічильників імпульсів, зменшуючи нкціонального перетворювача 18, на виході якого залишковий ресурс вимикача. Кількість імпульсів, з'являється цифровий код, що відповідає величині що поступають в другий лічильник імпульсів 27, струму, який протікає в вимикачі при відповідному показує як витрачається робочий ресурс вимикача значенні тиску стисненого повітря. Цифровий код з в залежності від значення комутованого струму виходу функціонального перетворювача 18 поступри відповідному значенні тиску стисненого повітпає на першу вхідну цифрову шину першого цифря. Імпульси з виходу генератора імпульсів 19 посрового компаратора 23, на другу вхідну цифрову тупають до тих пір, поки цифрові коди на першій і шину якого поступає код з виходу третього лічильдругій вхідних цифрових шинах другого цифрового ника імпульсів 22. компаратора 32 не зрівняються. В цей момент В залежності від значень струму та тиску стиссигнал логічного нуля з виходу другого цифрового неного повітря цифровий код на виході функціонакомпаратора 32 поступає на вхід третього елеменльного перетворювача 18 змінює своє значення. та І 26 та закриває його, а також на вхід формуваЯкщо цифровий код на першому вході першоча імпульсів 29, який коротким імпульсом через го цифрового компаратора 23 більший ніж на друелемент АБО 30 обнуляє перший лічильник імпугому, то на першому виході з'являється сигнал льсів 31 та готує пристрій до нового циклу роботи. логічної одиниці, який поступає на другий вхід Кількість розрядів першого 31, другого 27 та першого елемента І 20, на третій вхід якого постутретього 22 лічильників імпульсів, а також кількість пає сигнал логічної одиниці з виходу датчика комукомпараторів, що фіксують значення комутованого тації 25 через елемент НІ 24. При цьому перший струму та тиску стисненого повітря, вибирається в 9 15901 10 залежності від діапазону вимірюваних струму та будь-якого із можливих значень струму і тиску ститиску і від необхідного ступеня точності визначенсненого повітря. ня витраченого вимикачем ресурсу. Кусково-лінійну лінеаризацію можна також Функціональний перетворювач 18 можна реаздійснювати з використанням більшої кількості лізувати на мікросхемі постійного запам'ятовуючоділянок кривої намагнічування, для чого слід збіго пристрою, в якій записані відповідні коди, кожен льшити кількість компараторів, елементів ВИіз яких відповідає певному коефіцієнту спрацюКЛЮЧНЕ АБО, масштабуючих підсилювачів, а вання робочого ресурсу вимикача в залежності від також, електронних ключів. Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601