Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів

Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів, що містить датчик струму, входи першого, другого і третього компараторів, з'єднані між собою, 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, 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 U 2 (11) 1 3 15903 4 якого підключений до виходу другого елементу шиною першого лічильника імпульсів, а вихід підкАБО, вихід датчика струму з'єднаний зі входами лючений до другого входу четвертого елемента І, першого, другого і третього компараторів, виходи вихід датчика початку комутації з'єднаний зі вхопершого, другого і третього тригерів підключені дом елемента НІ, вихід якого підключений до тревідповідно до першого, другого і третього входів тіх входів першого і другого елементів І, вихід трешифратора, перший, другий і третій виходи якого тього елемента І з'єднаний зі входом другого відповідно з'єднані з першими входами четвертолічильника імпульсів. го, п'ятого і шостого елементів І, виходи яких підкГоловним недоліком даного пристрою є низька лючені до першого, другого і третього входів друточність роботи через те, що трансформатор гого елементу АБО, а другі входи з'єднані струму, який використовується як датчик струму, відповідно з першим, другим і третім виходами має нелінійну характеристику із-за насичення магдругого лічильника імпульсів через другий, третій і нітопровода при вимірюванні струмів короткого четвертий елементи НІ відповідно, вихід блока замикання. установки нуля підключений до першого входу В основу корисної моделі поставлено задачу третього елементу АБО, другий вхід якого з'єднастворення пристрою для контролю ресурсу комуний з виходом формувача сигналу, а вихід підклютаційних апаратів, в якому за рахунок введення чений до других входів першого, другого і третього нових блоків та зв'язків між ними з'являється можтригерів, а також до другого входу другого лічильливість знаходити лінійну залежність між вхідним і ника імпульсів, виходи першого, другого і третього вихідним сигналами датчика струму при вимірюкомпараторів з'єднані відповідно з першими вхованні струмів короткого замикання в електричній дами першого, другого і третього оптронів, другі мережі, що дозволяє підвищити точність роботи входи яких підключені до виходу джерела опорної пристрою. напруги, а виходи з'єднані відповідно з першими Поставлена задача досягається тим, що в входами першого, другого і третього тригерів. пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаГоловним недоліком даного пристрою є невиратів, що містить датчик струму, входи першого, сока точність вимірювання аварійних струмів за другого і третього компараторів з'єднані між сорахунок того, що датчик струму, в якості якого вибою, вихід датчика початку комутації підключений користовується трансформатор струму, має нелідо першого входу четвертого елемента І, перший нійну характеристику із-за насичення магнітопровхід першого лічильника імпульсів з'єднаний з вивода при вимірюванні струмів короткого ходом третього елемента І, перший вхід якого підзамикання. ключений до виходу генератора імпульсів, а друЗа прототип обрано пристрій для контролю гий вхід і вхід формувача сигналу з'єднані з ресурсу комутаційних апаратів [Патент №8515 виходом четвертого елемента І, вихід блока уста(Україна), М.кл. G07С3/10, бюл. №8, 2005], що новки нуля підключений до першого входу елемемістить датчик струму, вихід якого з'єднаний зі нта АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом входами першого, другого і третього компараторів, формувача сигналу, а вихід підключений до друговихід датчика початку комутації підключений до го входу першого лічильника імпульсів, виходи першого входу четвертого елемента І, перший вхід першого, другого і третього компараторів з'єднані першого лічильника імпульсів з'єднаний з виходом відповідно з першими входами першого, другого і третього елемента І, перший вхід якого підключетретього оптронів, другі входи яких підключені до ний до виходу генератора імпульсів, а другий вхід і виходу джерела опорної напруги, виходи першого, вхід формувача сигналу з'єднані з виходом четведругого і третього оптронів з'єднані відповідно з ртого елемента І, вихід блока установки нуля підкпершим, другим і третім входами функціонального лючений до першого входу елемента АБО, другий перетворювача, вихідна цифрова шина якого підквхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналючена до першої вхідної цифрової шини першого лу, а вихід підключений до другого входу першого цифрового компаратора, перший і другий виходи лічильника імпульсів, виходи першого, другого і якого з'єднані відповідно з другими входами пертретього компараторів з'єднані відповідно з першого і другого елементів І, вихід генератора імпушими входами першого, другого і третього оптрольсів підключений до перших входів першого і друнів, другі входи яких підключені до виходу джерела гого елементів І, виходи яких з'єднані відповідно з опорної напруги, виходи першого, другого і третьопершим і другим входами третього лічильника го оптронів з'єднані відповідно з першим, другим і імпульсів, вихідна цифрова шина якого підключена третім входами функціонального перетворювача, до другої вхідної цифрової шини першого цифровихідна цифрова шина якого підключена до первого компаратора та до першої вхідної цифрової шої вхідної цифрової шини першого цифрового шини другого цифрового компаратора, друга вхідкомпаратора, перший і другий виходи якого з'єдна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифнані відповідно з другими входами першого і друровою шиною першого лічильника імпульсів, а гого елементів І, вихід генератора імпульсів підквихід підключений до другого входу четвертого лючений до перших входів першого і другого елемента І, вихід датчика початку комутації з'єделементів І, виходи яких з'єднані відповідно з пенаний зі входом елемента НІ, вихід якого підклюршим і другим входами третього лічильника імпучений до третіх входів першого і другого елементів льсів, вихідна цифрова шина якого підключена до І, вихід третього елемента І з'єднаний зі входом другої вхідної цифрової шини першого цифрового другого лічильника імпульсів, введено четвертий, компаратора та до першої вхідної цифрової шини п'ятий і шостий компаратори, перший і другий другого цифрового компаратора, друга вхідна циелементи ВИКЛЮЧНЕ АБО, перший і другий масфрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою штабуючі підсилювачі, перший, другий і третій 5 15903 6 електронні ключі, причому вихід шостого компарарова шина якого підключена до другої вхідної цитора підключений до керуючого входу третього фрової шини першого цифрового компаратора 24 електронного ключа, вихід датчика струму з'єдната до першої вхідної цифрової шини другого цифний зі входами четвертого, п'ятого і шостого комрового компаратора 34, друга вхідна цифрова шипараторів, а також з аналоговим входом першого на якого з'єднана з вихідною цифровою шиною електронного ключа, вихід якого, а також виходи першого лічильника імпульсів 33, а вихід підклюдругого і третього електронних ключів підключені чений до другого входу четвертого елемента І 29, до входу першого компаратора, вихід датчика вихід датчика початку комутації 28 з'єднаний зі струму з'єднаний зі входами першого і другого входом елемента НІ 25, вихід якого підключений масштабуючих підсилювачів, виходи яких підклюдо третіх входів першого 21 і другого 22 елементів чені до аналогових входів другого і третього елекІ, вихід третього елемента І 26 з'єднаний зі входом тронних ключів, виходи п'ятого і шостого компарадругого лічильника імпульсів 27, вихід шостого торів з'єднані відповідно з другими входами компаратора 4 підключений до керуючого входу першого і другого елементів ВИКЛЮЧНЕ АБО, третього електронного ключа 11, вихід датчика перші входи яких відповідно підключені до виходів струму 1 з'єднаний зі входами четвертого 2, п'яточетвертого і п'ятого компараторів, а виходи з'єдго 3 і шостого 4 компараторів, а також з аналогонані з керуючими входами першого і другого елеквим входом першого електронного ключа 9, вихід тронних ключів відповідно. якого, а також виходи другого 10 і третього 11 елеПристрій для контролю ресурсу комутаційних ктронних ключів підключені до входу першого комапаратів пояснюється кресленням, на якому зопаратора 12, вихід датчика струму 1 з'єднаний зі бражена його структурна схема. входами першого 7 і другого 8 масштабуючих підНа схемі (Фіг.): 1 - датчик струму; 2, 3, 4 - четсилювачів, виходи яких підключені до аналогових вертий, п'ятий і шостий компаратори; 5, 6 - перший входів другого 10 і третього 11 електронних клюі другий елементи ВИКЛЮЧНЕ АБО; 7, 8 - перший чів, виходи п'ятого 3 і шостого 4 компараторів з'єді другий масштабуючі підсилювачі; 9, 10, 11 - пернані відповідно з другими входами першого 5 і ший, другий і третій електронні ключі; 12, 13, 14 другого 6 елементів ВИКЛЮЧНЕ АБО, перші входи перший, другий і третій компаратори; 15, 16, 17 яких відповідно підключені до виходів четвертого 2 перший, другий і третій оптрони; 18 - джерело і п'ятого 3 компараторів, а виходи з'єднані з керуопорної напруги; 19 - функціональний перетворюючими входами першого 9 і другого 10 електронвач; 20 - генератор імпульсів; 21, 22 - перший і них ключів відповідно. другий елементи І; 23 - третій лічильник імпульсів; Запропонований пристрій працює так. 24 - перший цифровий компаратор; 25 - елемент При подачі напруги живлення на схему блок НІ; 26 - третій елемент І; 27 - другий лічильник імустановки нуля 30 коротким імпульсом через елепульсів; 28 - датчик початку комутації; 29 - четвермент АБО 32 встановлює у нульове положення тий елемент І; 30 - блок установки нуля; 31 - форлічильник імпульсів 33. Одночасно генератор іммувач імпульсів; 32 - елемент АБО; 33 - перший пульсів 20 починає виробляти послідовність імпулічильник імпульсів; 34 - другий цифровий компальсів. ратор, причому входи першого 12, другого 13 і Зазначимо, що в якості датчика струму 1 викотретього 14 компараторів з'єднані між собою, вихід ристовується трансформатор струму, вихідний датчика початку комутації 28 підключений до персигнал якого має нелінійну залежність від його шого входу четвертого елемента І 29, перший вхід вхідного сигналу. Для лінеаризації цього сигналу першого лічильника імпульсів 33 з'єднаний з виховикористовуються блоки 2-11, в яких кусководом третього елемента І 26, перший вхід якого лінійна лінеаризація здійснюється по трьом ділянпідключений до виходу генератора імпульсів 20, а кам кривої намагнічування. другий вхід і вхід формувача сигналу 31 з'єднані з Коли напруга з виходу датчика струму 1 досявиходом четвертого елемента І 29, вихід блока гає значення, пропорційного номінальному робоустановки нуля 30 підключений до першого входу чому струму, спрацьовує четвертий компаратор 2, елемента АБО 32, другий вхід якого з'єднаний з що відповідає першій ділянці, з виходу якого сигвиходом формувача сигналу 31, а вихід підключенал логічної одиниці поступає на перший вхід ний до другого входу першого лічильника імпульпершого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 5. При цьому сів 33, виходи першого 12, другого 13 і третього 14 на його виході формується сигнал логічної одиникомпараторів з'єднані відповідно з першими вхоці, який подається на керуючий вхід першого елекдами першого 15, другого 16 і третього 17 оптротронного ключа 9, тим самим відкриваючи його і нів, другі входи яких підключені до виходу джерела дозволяючи проходження сигналу з виходу датчиопорної напруги 18, виходи першого 15, другого 16 ка струму 1 на входи першого 12, другого 13 і треі третього 17 оптронів з'єднані відповідно з пертього 14 компараторів. шим, другим і третім входами функціонального Якщо напруга, що пропорційна струму, зросперетворювача 19, вихідна цифрова шина якого тає далі, то спрацьовують четвертий 2 і п'ятий 3 підключена до першої вхідної цифрової шини компаратори, що відповідає другій ділянці харакпершого цифрового компаратора 24, перший і друтеристики датчика струму 1. При цьому на виході гий виходи якого з'єднані відповідно з другими першого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 5 встановлювходами першого 21 і другого 22 елементів І, вихід ється сигнал логічного нуля, а на виході другого генератора імпульсів 20 підключений до перших елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 6 - сигнал логічної входів першого 21 і другого 22 елементів І, виходи одиниці, який відкриває другий електронний ключ яких з'єднані відповідно з першим і другим входа10. Значення напруги, пропорційної струму, яке ми третього лічильника імпульсів 23, вихідна цифпоступає на вхід першого масштабуючого підси 7 15903 8 лювача 7, на цій ділянці множиться на коефіцієнт, ції 28 через елемент НІ 25. При цьому другий елещо дозволяє отримати лінійну залежність між вхімент І 22 відкривається і дозволяє проходження дним і вихідним сигналами датчика струму 1 на імпульсів від генератора імпульсів 20, на другий вибраній ділянці нелінійної характеристики перетвхід третього лічильника імпульсів 23, цифровий ворення. Далі нове значення сигналу через другий код на виході якого зменшується. Цифровий код електронний ключ 10 поступає на входи першого на виході третього лічильника імпульсів 23 змен12, другого 13 і третього 14 компараторів. шується до тих пір, поки цифрові коди на першій і Якщо напруга з виходу датчика струму 1 другій вхідних цифрових шинах першого цифровоприймає ще більше значення, то перший 9 і другий го компаратора 24 не зрівняються. При цьому на 10 електронні ключі закриваються, а третій електобох виходах першого цифрового компаратора 24 ронний ключ 11 відкривається. При цьому значенз'являються сигнали логічного нуля і другий еленя сигналу множиться на інший коефіцієнт, в ремент І 22 закривається. зультаті чого на третій ділянці кривої Таким чином, в третьому лічильнику імпульсів намагнічування вхідний і вихідний сигнали датчика 23 здійснюється запам'ятовування цифрового коструму 1 мають лінійну залежність. ду, який відповідає величині струму, що протікає в В подальшому під величиною напруги, що відвимикачі. повідає струму на виході датчика струму 1, будемо У випадку, коли вимикач відключає коло, в розуміти сигнал, який отримується на виході елекякому він знаходиться, на виході датчика комутації тронних ключів 9-11. 28 з'являється сигнал логічної одиниці, який через Зазначимо, що використання оптронів дозвоелемент НІ 25 поступає на треті входи першого 21 ляє здійснити гальванічну розв'язку між вимірюваі другого 22 елементів І, тим самим встановлюючи льним колом та блоками обробки інформації. на їх виходах сигнали логічного нуля. Також сигЯкщо вимикач введений в роботу, то на виході нал логічної одиниці через четвертий елемент І 29 датчика струму 1 з'являється напруга, пропорційна поступає на другий вхід третього елемента І 26 і струму, що протікає в вимикачі, яка подається на відкриває його (з виходу другого цифрового комвходи першого 12, другого 13 і третього 14 компапаратора 34 сигнал логічної одиниці поступає на раторів, які мають різні пороги спрацювання. Сигдругий вхід четвертого елемента І 29). При цьому з нали, які з'являються на виходах першого 12, друвиходу генератора імпульсів 20 імпульси починагого 13 і третього 14 компараторів через перший ють поступати на входи першого 33 і другого 27 15, другий 16 і третій 17 оптрони відповідно постулічильників імпульсів, зменшуючи залишковий пають на входи функціонального перетворювача ресурс вимикача. Кількість імпульсів, що поступа19, на виході якого з'являється цифровий код, що ють в другий лічильник імпульсів 27, показує як відповідає величині струму, який протікає в вимивитрачається робочий ресурс вимикача в залежкачі. Цифровий код з виходу функціонального пеності від значення комутованого струму. Імпульси ретворювача 19 поступає на першу вхідну цифроз виходу генератора імпульсів 20 поступають до ву шину першого цифрового компаратора 24, на тих пір, поки цифрові коди на першій і другій вхіддругу вхідну цифрову шину якого поступає код з них цифрових шинах другого цифрового компаравиходу третього лічильника імпульсів 23. тора 34 не зрівняються. В цей момент сигнал логіВ залежності від значення струму цифровий чного нуля з виходу другого цифрового код на виході функціонального перетворювача 19 компаратора 34 через четвертий елемент І 29 посзмінює своє значення. тупає на вхід третього елемента І 26 та закриває Якщо цифровий код на першому вході першойого, а також на вхід формувача імпульсів 31, який го цифрового компаратора 24 більший ніж на друкоротким імпульсом через елемент АБО 32 обнугому, то на першому виході з'являється сигнал ляє перший лічильник імпульсів 33 та готує прилогічної одиниці, який поступає на другий вхід стрій до нового циклу роботи. першого елемента І 21, на третій вхід якого постуКількість розрядів першого 33, другого 27 та пає сигнал логічної одиниці з виходу датчика початретього 23 лічильників імпульсів, а також кількість тку комутації 28 через елемент НІ 25. При цьому компараторів і оптронів, що фіксують значення перший елемент І 21 відкривається і дозволяє комутованого струму, вибирається в залежності проходження імпульсів, від генератора імпульсів від діапазону вимірюваного струму і від необхідно20, на перший вхід третього лічильника імпульсів го ступеня точності визначення витраченого вими23, цифровий код на виході якого збільшується. качем ресурсу. Цифровий код на виході третього лічильника імпуФункціональний перетворювач 19 можна реальсів 23 збільшується до тих пір, поки цифрові лізувати на мікросхемі постійного запам'ятовуючокоди на першій і другій вхідних цифрових шинах го пристрою, в якій записані відповідні коди, кожен першого цифрового компаратора 24 не зрівняютьіз яких відповідає певному коефіцієнту спрацюся. При цьому на обох виходах першого цифрововання робочого ресурсу вимикача в залежності від го компаратора 24 з'являються сигнали логічного будь-якого можливого значення струму. нуля і перший елемент І 21 закривається. Кусково-лінійну лінеаризацію можна також Якщо цифровий код на першому вході першоздійснювати з використанням більшої кількості го цифрового компаратора 24 менший ніж на друділянок кривої намагнічування, для чого слід збігому, то на другому виході з'являється сигнал логільшити кількість компараторів, елементів ВИчної одиниці, який поступає на другий вхід другого КЛЮЧНЕ АБО, масштабуючих пiдcилювачів, а елемента І 22, на третій вхід якого поступає сигнал також електронних ключів. логічної одиниці з виходу датчика початку комута 9 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 15903 Підписне 10 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