Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів

Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів, що містить датчик струму, датчик початку комутації, вихід якого через диференціюючий елемент підключений до першого входу першого елемента І, другий вхід якого з'єднаний з виходом першого елемента НІ, вхід якого підключений до виходу першого компаратора, вхід першого лічильника імпульсів з'єднаний з виходом першого елемента АБО, перший вхід якого підключений до виходу першого елемента І, а другий вхід і перший вхід другого лічильника імпульсів з'єднані з виходом другого елемента І, перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів, входи першого, другого і третього компараторів з'єднані між собою, а виходи підключені відповідно до перших входів першого, другого і третього тригерів, виходи яких з'єднані відповідно з першим, другим і третім входами шифратора, вихід блока установки нуля підключений до першого входу другого елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналу, а вихід підключений до других входів першого, другого і третього тригерів, а також з'єднаний з другим входом другого лічильника імпульсів, вихід датчика початку комутації підключений до другого входу другого елемента І, третій вхід якого, а також вхід формувача сигналу з'єднані з виходом цифрового компаратора, перша вхідна цифрова шина якого підключена до вихідної U 2 (11) 1 3 16488 4 якого підключений до виходу другого елементу І, а шина та вхідна цифрова шина функціонального другий вхід і перший вхід другого лічильника імпуперетворювача з'єднані з вихідною цифровою шильсів з'єднані з виходом третього елементу І, перною другого лічильника імпульсів, вихід диференший вхід якого підключений до виходу генератора ціюючого елемента підключений до входу третього імпульсів, а другий вхід і вхід формувача сигналу лічильника імпульсів, вихід датчика початку комуз'єднані з виходом першого елементу І, другий вхід тації через другий елемент НІ з'єднаний з входом якого підключений до виходу другого елементу одновібратора, вихід якого підключений до керуюАБО, датчик струму, вихід якого з'єднаний зі вхочого входу цифрового комутатора. дами першого, другого і третього компараторів, Головним недоліком даного пристрою є низька виходи яких підключені відповідно до перших вхоточність роботи через те, що трансформатор дів першого, другого і третього тригерів, виходи струму, який використовується як датчик струму, яких відповідно через шифратор з'єднані з першимає нелінійну характеристику із-за насичення магми входами четвертого, п'ятого і шостого елеменнітопровода при вимірюванні струмів короткого тів І, виходи яких підключені до першого, другого і замикання. третього входів другого елементу АБО, а другі В основу корисної моделі поставлено задачу входи з'єднані відповідно з першим, другим і трестворення пристрою для контролю ресурсу комутім виходами другого лічильника імпульсів через таційних апаратів, в якому за рахунок введення другий, третій і четвертий елементи НІ відповідно, нових блоків та зв'язків між ними з'являється можблок установки нуля, вихід якого підключений до ливість знаходити лінійну залежність між вхідним і першого входу третього елементу АБО, другий вихідним сигналами датчика струму при вимірювхід якого з'єднаний з виходом формувача сигнаванні струмів короткого замикання в електричній лу, а вихід підключений до других входів першого, мережі, що дозволяє підвищити точність роботи другого і третього тригерів, а також до другого пристрою. входу другого лічильника імпульсів. Поставлена задача досягається тим, що в Головним недоліком даного пристрою є невипристрій для контролю ресурсу комутаційних апасока точність вимірювання аварійних струмів за ратів, що містить датчик струму, датчик початку рахунок того, що датчик струму, в якості якого викомутації, вихід якого через диференціюючий користовується трансформатор струму, має неліелемент підключений до першого входу першого нійну характеристику із-за насичення магнітопроелемента І, другий вхід якого з'єднаний з виходом вода при вимірюванні струмів короткого першого елемента НІ, вхід якого підключений до замикання. виходу першого компаратора, вхід першого лічиЗа прототип обрано пристрій для контролю льника імпульсів з'єднаний з виходом першого ресурсу комутаційних апаратів [Патент №3396 елемента АБО, перший вхід якого підключений до (Україна), М. кл. G07С3/10, бюл. №11, 2004], що виходу першого елемента І, а другий вхід і перший містить датчик початку комутації, вихід якого через вхід другого лічильника імпульсів з'єднані з виходиференціюючий елемент з'єднаний з першим дом другого елемента І, перший вхід якого підклювходом першого елемента І, другий вхід якого підчений до виходу генератора імпульсів, входи перключений до виходу першого елемента НІ, вхід шого, другого і третього компараторів з'єднані між якого з'єднаний з виходом першого компаратора, собою, а виходи підключені відповідно до перших вхід першого лічильника імпульсів з'єднаний з вивходів першого, другого і третього тригерів, виходи ходом першого елемента АБО, перший вхід якого яких з'єднані відповідно з першим, другим і третім підключений до виходу першого елемента І, а друвходами шифратора, вихід блока установки нуля гий вхід і перший вхід другого лічильника імпульсів підключений до першого входу другого елемента з'єднані з виходом другого елемента І, перший АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом форвхід якого підключений до виходу генератора іммувача сигналу, а вихід підключений до других пульсів, вихід датчика струму з'єднаний зі входами входів першого, другого і третього тригерів, а тапершого, другого і третього компараторів, виходи кож з'єднаний з другим входом другого лічильника яких підключені відповідно до перших входів перімпульсів, вихід датчика початку комутації підклюшого, другого і третього тригерів, виходи яких чений до другого входу другого елемента І, третій з'єднані відповідно з першим, другим і третім вховхід якого, а також вхід формувача сигналу з'єднадами шифратора, вихід блока установки нуля підні з виходом цифрового компаратора, перша вхідключений до першого входу другого елемента на цифрова шина якого підключена до вихідної АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом форцифрової шини шифратора, а друга вхідна цифромувача сигналу, а вихід підключений до других ва шина з'єднана з вихідною цифровою шиною входів першого, другого і третього тригерів, а тацифрового комутатора, перша вхідна цифрова кож до другого входу другого лічильника імпульсів, шина якого підключена до вихідної цифрової шини вихід датчика початку комутації з'єднаний з другим функціонального перетворювача, а друга вхідна входом другого елемента І, третій вхід якого, а цифрова шина та вхідна цифрова шина функціотакож вхід формувача сигналу підключені до вихонального перетворювача з'єднані з вихідною цифду цифрового компаратора, перша вхідна цифроровою шиною другого лічильника імпульсів, вихід ва шина якого з'єднана з вихідною цифровою шидиференціюючого елемента підключений до входу ною шифратора, а друга вхідна цифрова шина третього лічильника імпульсів, вихід датчика почапідключена до вихідної цифрової шини цифрового тку комутації через другий елемент НІ з'єднаний з комутатора, перша вхідна цифрова шина якого входом одновібратора, вихід якого підключений до підключена до вихідної цифрової шини функціонакеруючого входу цифрового комутатора, згідно льного перетворювача, а друга вхідна цифрова корисної моделі введено четвертий, п'ятий і шос 5 16488 6 тий компаратори, перший і другий елементи ВИ30 з'єднані з виходом цифрового компаратора 36, КЛЮЧНЕ АБО, перший і другий масштабуючі підперша вхідна цифрова шина якого підключена до силювачі, перший, другий і третій електронні клювихідної цифрової шини шифратора 18, а друга чі, причому вихід датчика струму з'єднаний зі вхідна цифрова шина з'єднана з вихідною цифровходами четвертого, п'ятого і шостого компаратовою шиною цифрового комутатора 35, перша вхідрів, а також з аналоговим входом першого електна цифрова шина якого підключена до вихідної ронного ключа, вихід якого, а також виходи другого цифрової шини функціонального перетворювача і третього електронних ключів підключені до входу 34, а друга вхідна цифрова шина та вхідна цифропершого компаратора, вихід датчика струму з'єдва шина функціонального перетворювача 34 з'єднаний зі входами першого і другого масштабуючих нані з вихідною цифровою шиною другого лічильпідсилювачів, виходи яких підключені до аналогоника імпульсів 33, вихід диференціюючого вих входів другого і третього електронних ключів, елемента 22 підключений до входу третього лічивиходи п'ятого і шостого компараторів з'єднані льника імпульсів 24, вихід датчика початку комувідповідно з другими входами першого і другого тації 19 через другий елемент НІ 20 з'єднаний з елементів ВИКЛЮЧНЕ АБО, перші входи яких відвходом одновібратора 21, вихід якого підключений повідно підключені до виходів четвертого і п'ятого до керуючого входу цифрового комутатора 35, компараторів, а виходи з'єднані з керуючими вховихід датчика струму 1 з'єднаний зі входами четдами першого і другого електронних ключів відповертого 2, п'ятого 3 і шостого 4 компараторів, а відно, вихід шостого компаратора підключений до також з аналоговим входом першого електронного керуючого входу третього електронного ключа. ключа 9, вихід якого, а також виходи другого 10 і Пристрій для контролю ресурсу комутаційних третього 11 електронних ключів підключені до апаратів пояснюється кресленням, на якому зовходу першого компаратора 12, вихід датчика бражена його структурна схема. струму 1 з'єднаний зі входами першого 7 і другого На схемі: 1 - датчик струму; 2, 3, 4 - четвертий, 8 масштабуючих підсилювачів, виходи яких підкп'ятий і шостий компаратори; 5, 6 - перший і друлючені до аналогових входів другого 10 і третього гий елементи ВИКЛЮЧНЕ АБО; 7, 8 - перший і 11 електронних ключів, виходи п'ятого 3 і шостого другий масштабуючі підсилювачі; 9, 10, 11 - пер4 компараторів з'єднані відповідно з другими вхоший, другий і третій електронні ключі; 12, 13, 14 дами першого 5 і другого 6 елементів ВИКЛЮЧНЕ перший, другий і третій компаратори; 15, 16, 17 АБО, перші входи яких відповідно підключені до перший, другий і третій тригери; 18 - шифратор; 19 виходів четвертого 2 і п'ятого 3 компараторів, а - датчик початку комутації; 20 - другий елемент НІ, виходи з'єднані з керуючими входами першого 9 і 21 - одновібратор; 22 - диференціюючий елемент; другого 10 електронних ключів відповідно, вихід 23 - перший елемент НІ; 24 - третій лічильник імшостого компаратора 4 підключений до керуючого пульсів; 25 - перший елемент І; 26 - генератор імвходу третього електронного ключа 11. пульсів; 27 - другий елемент І; 28 - перший елеЗапропонований пристрій працює так. При помент АБО; 29 - перший лічильник імпульсів; 30 дачі напруги живлення на схему блок установки формувач сигналу; 31 - блок установки нуля; 32 нуля 31 коротким імпульсом через другий елемент другий елемент АБО; 33 - другий лічильник імпуАБО 32 встановлює у нульове положення перший льсів; 34 - функціональний перетворювач; 35 15, другий 16, третій 17 тригери і другий лічильник цифровий комутатор; 36 - цифровий компаратор, імпульсів 33. причому вихід датчика початку комутації 19, через Зазначимо, що в якості датчика струму 1 викодиференціюючий елемент 22 підключений до ристовується трансформатор струму, вихідний першого входу першого елемента І 25, другий вхід сигнал якого має нелінійну залежність від його якого з'єднаний з виходом першого елемента НІ вхідного сигналу. Для лінеаризації цього сигналу 23, вхід якого підключений до виходу першого використовуються блоки 2-11, в яких кусковокомпаратора 12, вхід першого лічильника імпульлінійна лінеаризація здійснюється по трьом ділянсів 29 з'єднаний з виходом першого елемента АБО кам кривої намагнічування. 28, перший вхід якого підключений до виходу перКоли напруга з виходу датчика струму 1 досяшого елемента І 25, а другий вхід і перший вхід гає значення, пропорційного номінальному рободругого лічильника імпульсів 33 з'єднані з виходом чому струму, спрацьовує четвертий компаратор 2, другого елемента І 27, перший вхід якого підклющо відповідає першій ділянці, з виходу якого сигчений до виходу генератора імпульсів 26, входи нал логічної одиниці поступає на перший вхід першого 12, другого 13 і третього 14 компараторів першого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 5. При цьому з'єднані між собою, а виходи підключені відповідно на його виході формується сигнал логічної одинидо перших входів першого 15, другого 16 і третьоці, який подається на керуючий вхід першого елекго 17 тригерів, виходи яких з'єднані відповідно з тронного ключа 9, тим самим відкриваючи його і першим, другим і третім входами шифратора 18, дозволяючи проходження сигналу з виходу датчивихід блока установки нуля 31 підключений до ка струму 1 на входи першого 12, другого 13 і трепершого входу другого елемента АБО 32, другий тього 14 компараторів. вхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналу Якщо напруга, що пропорційна струму, зрос30, а вихід підключений до других входів першого тає далі, то спрацьовують четвертий 2 і п'ятий 3 15, другого 16 і третього 17 тригерів, а також з'єдкомпаратори, що відповідає другій ділянці харакнаний з другим входом другого лічильника імпультеристики датчика струму 1. При цьому на виході сів 33, вихід датчика початку комутації 19 підклюпершого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 5 встановлючений до другого входу другого елемента І 27, ється сигнал логічного нуля, а на виході другого третій вхід якого, а також вхід формувача сигналу елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 6 - сигнал логічної 716488 8 одиниці, який відкриває другий електронний ключ тчика початку комутації 19 з'являється сигнал логі10. Значення напруги, пропорційної струму, яке чної одиниці, який подається на другий вхід другопоступає на вхід першого масштабуючого підсиго елемента І 27 (на виході першого елемента І 25 лювача 7, на цій ділянці множиться на коефіцієнт, залишається сигнал логічного нуля, оскільки на що дозволяє отримати лінійну залежність між вхідругому вході присутній логічний нуль), а на третій дним і вихідним сигналами датчика струму 1 на вхід подається сигнал логічної одиниці з виходу вибраній ділянці нелінійної характеристики перетцифрового компаратора 36. При цьому на виході ворення. Далі нове значення сигналу через другий другого елемента І 27 з'являється послідовність електронний ключ 10 поступає на входи першого імпульсів від генератора імпульсів 26, яка посту12, другого 13 і третього 14 компараторів. пає на перший вхід другого лічильника імпульсів Якщо напруга з виходу датчика струму 1 33 і на вхід першого лічильника імпульсів 29 через приймає ще більше значення, то перший 9 і другий перший елемент АБО 28. Цифровий код з виходу 10 електронні ключі закриваються, а третій електдругого лічильника імпульсів 33 через цифровий ронний ключ 11 відкривається. При цьому значенкомутатор 35 поступає на вхід цифрового компаня сигналу множиться на інший коефіцієнт, в рератора 36. Другий лічильник імпульсів 33 відрахозультаті чого на третій ділянці кривої вує імпульси генератора імпульсів 26 доти, поки намагнічування вхідний і вихідний сигнали датчика коди на входах цифрового компаратора 36 не зріструму 1 мають лінійну залежність. вняються. При цьому на виході цифрового компаВ подальшому під величиною напруги, що відратора 36 з'являється сигнал логічного нуля, який повідає струму на виході датчика струму 1, будемо поступає на третій вхід другого елемента І 27. Перозуміти сигнал, який отримується на виході елекрший 29 та другий 33 лічильники імпульсів припитронних ключів 9-11. няють відлік імпульсів, на виході формувача сигЯкщо діагностуємий вимикач відключає коло зі налу 30 з'являється короткий імпульс, який через струмом, величина якого менша порога спрацюдругий елемент АБО 32 поступає на другі входи вання першого компаратора 12, то при цьому першого 15, другого 16 і третього 17 тригерів, а спрацьовує датчик початку комутації 19, сигнал також на другий вхід другого лічильника імпульсів логічної одиниці через диференціюючий елемент 33 і обнуляє їх. 22 подається на перший вхід першого елемента І За час роботи другого лічильника імпульсів 33 25 (при цьому на другому вході присутній сигнал послідовність імпульсів, яка поступила на вхід логічної одиниці, отриманий з виходу першого першого лічильника імпульсів 29, зменшує значенелемента НІ 23, оскільки на вхід останнього надня залишкового ресурсу вимикача на визначене ходить сигнал логічного нуля з виходу першого число одиниць, яке залежить від значення струму компаратора 12), а також на вхід третього лічильвідключення в перерахунку на кількість комутацій ника імпульсів 24, що призводить до зменшення номінального робочого струму вимикача. записаного механічного ресурсу комутаційного Зазначимо, що в такому циклі роботи в лічиапарата на одиницю. З виходу першого елемента І льник механічного ресурсу вимикача 24 знову ж 25 через перший елемент АБО 28 короткий імнадходить один імпульс. пульс надходить на вхід першого лічильника імпуЯкщо високовольтний вимикач включається, а льсів 29, що приводить до спрацювання останньов електричній мережі присутнє коротке замикання, го. При цьому комутаційний ресурс комутаційного то при ввімкненні вимикача на виході датчика поапарата зменшується також на одиницю. чатку комутації 19 встановлюється сигнал логічноЯкщо вимикач відключає коло зі струмом, вего нуля, який проходить через другий елемент НІ личина якого більша порога спрацювання першого 20 і переднім фронтом запускає одновібратор 21, компаратора 12, то постійна напруга, отримана на який в свою чергу вихідним сигналом логічної одивиході датчика струму 1, подається на входи перниці, що подається на цифровий комутатор 35, шого 12, другого 13 і третього 14 компараторів. В підключає вихідну цифрову шину другого лічильзалежності від значення струму, що відключаєтьника імпульсів 33 до цифрового компаратора 36 ся, спрацьовує визначена кількість компараторів, через функціональний перетворювач 34, в якому вихідні сигнали яких поступають на входи першого значення струму, що встановлюється на виході 15, другого 16 і третього 17 тригерів. При цьому на лічильника імпульсів 33 після вимкнення високовиходах тригерів, що спрацювали, встановлюютьвольтного вимикача системою релейного захисту, ся сигнали логічної одиниці. Якщо, наприклад, множиться на коефіцієнт, яким враховується доспрацювали перший 12 і другий 13 компаратори, даткове спрацювання ресурсу вимикача, що вито спрацьовують перший 15 і другий 16 тригери, трачається згідно ресурсних характеристик на ввіна їх виходах встановлюються сигнали логічної мкнення. Таким чином, в пристрої в такому циклі одиниці, які поступають на перший та другий вхороботи враховується спрацювання робочого ресуди шифратора 18. Дана комбінація вхідних сигнарсу вимикача по ресурсних характеристиках на лів призводить до того, що на виході шифратора вмикання і вимикання при ввімкненні останнього 18 встановлюється відповідний цифровий код, на коротке замикання в електричній мережі. який поступає на вхід цифрового компаратора 36. Тривалість роботи одновібратора 21 підібрана Це призводить до того, що на виході цифрового таким чином, щоб забезпечити після відключення компаратора 36 з'являється сигнал логічної одивимикача надходження найбільшої можливої кільниці, оскільки цифровий код на першій вхідній цикості імпульсів в перший лічильник імпульсів 29. фровій шині більший за цифровий код на другій Кількість компараторів і тригерів, а також кільвхідній цифровій шині. кість розрядів першого та другого лічильників імВ момент відключення вимикача на виході дапульсів вибирається в залежності від найбільшої 9 16488 10 величини струмів, що комутуються, а також від го пристрою, в якій записані коди, кожен із яких необхідного ступеня точності визначення залишвідповідає певному коефіцієнту перерахунку спракового комутаційного ресурсу вимикача. цювання робочого ресурсу вимикача в залежності Кількість розрядів третього лічильника імпульвід будь-якого із можливих значень струму, комусів 24 вибирається в залежності від значення метованих вимикачем при його включенні на коротке ханічного ресурсу вимикача. замикання в мережі. Для коректної роботи пристрою постійну часу Кусково-лінійну лінеаризацію можна також диференціюючого елементу 22 необхідно вибрати здійснювати з використанням більшої кількості меншою періоду чередування імпульсів генератоділянок кривої намагнічування, для чого слід збіра імпульсів 26. льшити кількість компараторів, елементів ВИФункціональний перетворювач 34 можна реаКЛЮЧНЕ АБО, масштабуючих підсилювачів, а лізувати на мікросхемі постійного запам'ятовуючотакож електронних ключів. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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