Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів

Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів, що містить датчик струму, входи першого, другого і третього компараторів підключені один до одного, перший вхід першого лічильника імпульсів з'єднаний з виходом першого елемента І, перший вхід якого підключений до виходу першого генератора імпульсів, а другий вхід і вхід формувача сигналу з'єднані між собою, вихід блока установки нуля підключений до першого входу першого 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 першим, другим і третім входами функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина першого лічильника імпульсів підключена до другої вхідної цифрової шини першого цифрового компаратора, вихід якого з'єднаний з другим входом першого елемента І, вихід датчика початку комутації підключений до третього входу першого елемента І та до входу елемента НІ, вихід першого елемента І з'єднаний зі входом другого лічильника імпульсів, вихідна цифрова шина функціонального перетворювача підключена до вхідної цифрової шини регістра, вихідна цифрова шина якого з'єднана з першою вхідною цифровою шиною першого цифрового компаратора, вихід елемента НІ підключений до входу регістра, який відрізняється тим, що в нього введено перетворювач напруги змінного струму в напругу постійного струму, датчик початку руху, диференціюючий елемент, датчик напруги, четвертий і п'ятий компаратори, другий і третій елементи АБО, тригер, другий генератор імпульсів, другий, третій, четвер 2 (19) 1 3 Корисна модель належить до області електротехніки і може бути використана для вимірювання комутаційного ресурсу високовольтних вимикачів. Відомий пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів (Патент України № 8507, М. кл. G07С3/10, бюл. №8, 2005), що містить датчик струму, вихід якого підключений до входів першого, другого і третього компараторів, 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 між собою, 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 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 третього елемента І, вихід датчика початку комутації з'єднаний з третім входом третього елемента І та 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. Головним недоліком даного пристрою є те, що він не дозволяє вимірювати комутаційний ресурс вимикачів з врахуванням часу їхнього ввімкнення та вимкнення. За прототип вибрано пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів (Патент України №14655, М. кл. G07С3/10, бюл. №5, 2006), що містить датчик струму, вихід якого підключений до входів першого, другого і третього компараторів, перший вхід першого лічильника імпульсів з'єднаний з виходом елемента І (в подальшому - першого елемента І), перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів (в подальшому першого генератора імпульсів), а другий вхід і вхід формувача сигналу з'єднані між собою, вихід блока установки нуля підключений до першого входу елемента АБО (в подальшому - першого 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 першим, другим і третім входами функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина першого лічильника імпульсів підключена до другої вхідної цифрової шини цифрового компара 66032 4 тора (в подальшому - першого цифрового компаратора), вихід якого з'єднаний з другим входом першого елемента І, вихід датчика початку комутації підключений до третього входу першого елемента І та до входу елемента НІ, вихід першого елемента І з'єднаний зі входом другого лічильника імпульсів, вихідна цифрова шина функціонального перетворювача підключена до вхідної цифрової шини регістра, вихідна цифрова шина якого з'єднана з першою вхідною цифровою шиною першого цифрового компаратора, вихід елемента НІ підключений до входу регістра. Головним недоліком даного пристрою є те, що він не дозволяє вимірювати комутаційний ресурс вимикачів з врахуванням часу їхнього ввімкнення та вимкнення. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для контролю ресурсу комутаційних апаратів, в якому за рахунок введення перетворювача напруги змінного струму в напругу постійного струму, датчика початку руху, диференціюючого елемента, датчика напруги, четвертого і п'ятого компараторів, другого і третього елементів АБО, тригера, другого генератора імпульсів, другого, третього, четвертого, п'ятого і шостого елементів І, блока затримки сигналу, третього лічильника імпульсів, блока задання часу ввімкненнявимкнення, другого цифрового компаратора, першого і другого індикаторів та зв'язків між ними з'являється можливість контролювати комутаційний ресурс вимикачів з врахуванням їхнього часу ввімкнення та вимкнення, що розширює функціональні можливості та підвищує точність роботи пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів, що містить датчик струму, входи першого, другого і третього компараторів підключені один до одного, перший вхід першого лічильника імпульсів з'єднаний з виходом першого елемента І, перший вхід якого підключений до виходу першого генератора імпульсів, а другий вхід і вхід формувача сигналу з'єднані між собою, вихід блока установки нуля підключений до першого входу першого 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 першим, другим і третім входами функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина першого лічильника імпульсів підключена до другої вхідної цифрової шини першого цифрового компаратора, вихід якого з'єднаний з другим входом першого елемента І, вихід датчика початку комутації підключений до третього входу першого елемента І та до входу елемента НІ, вихід першого елемента І з'єднаний зі входом другого лічильника імпульсів, вихідна цифрова шина функціонального перетворювача підключена до вхідної цифрової шини регістра, вихідна цифрова шина якого з'єднана з першою вхідною цифровою шиною першого цифрового компаратора, вихід елемента НІ підключений до входу регістра, введено перетворювач напруги змінного струму в на 5 пругу постійного струму, датчик початку руху, диференціюючий елемент, датчик напруги, четвертий і п'ятий компаратори, другий і третій елементи АБО, тригер, другий генератор імпульсів, другий, третій, четвертий, п'ятий і шостий елементи І, блок затримки сигналу, третій лічильник імпульсів, блок задання часу ввімкнення-вимкнення, другий цифровий компаратор, перший і другий індикатори, причому вихід третього елемента АБО з'єднаний зі входом диференціюючого елемента, вихід якого підключений до першого входу тригера, вихід якого з'єднаний з першим входом другого елемента І, другий вхід якого підключений до виходу другого генератора імпульсів, а вихід з'єднаний з першим входом третього лічильника імпульсів, вихідна цифрова шина якого підключена до першої вхідної цифрової шини другого цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною блока задання часу ввімкнення-вимкнення, а вихід підключений до перших входів третього і четвертого елементів І, виходи яких з'єднані відповідно з першим і другим індикаторами, виходи п'ятого і шостого елементів І підключені до других входів четвертого і третього елементів І відповідно, вихід датчика напруги з'єднаний з входом четвертого компаратора, вихід якого підключений до другого входу п'ятого елемента І, вихід якого з'єднаний з другим входом другого елемента АБО, перший вхід якого підключений до виходу першого елемента АБО, а вихід з'єднаний з другим входом тригера та з входом блока затримки сигналу, вихід якого підключений до другого входу третього лічильника імпульсів, вихід датчика струму з'єднаний з входами п'ятого компаратора та перетворювача напруги змінного струму в напругу постійного струму, вихід якого підключений до входу першого компаратора, виходи п'ятого і шостого елементів І з'єднані відповідно з першим і другим входами блока задання часу ввімкнення-вимкнення, вихід п'ятого компаратора підключений до другого входу шостого елемента І, вихід якого з'єднаний з третім входом другого елемента АБО, перший і другий виходи датчика початку руху підключені відповідно до першого і другого входів третього елемента АБО, а також з'єднані з першими входами п'ятого і шостого елементів І відповідно. Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів пояснюється кресленням, на якому зображена його структурна схема. На схемі: 1 - датчик струму; 2 - перетворювач напруги змінного струму в напругу постійного струму; 3, 4, 5 - перший, другий і третій компаратори; 6 - функціональний перетворювач; 7 - регістр; 8 - елемент НІ; 9 - перший генератор імпульсів; 10 - датчик початку комутації; 11 - перший елемент І; 12 - другий лічильник імпульсів; 13 блок установки нуля; 14 - формувач сигналу; 15 перший елемент АБО; 16 - перший лічильник імпульсів; 17 - перший цифровий компаратор; 18 датчик початку руху; 19 - датчик напруги; 20, 21 п'ятий і четвертий компаратори; 22 - третій елемент АБО; 23, 24 - п'ятий і шостий елементи І; 25 диференціюючий елемент; 26 - другий елемент АБО; 27 - тригер; 28 - другий генератор імпульсів; 66032 6 29 - другий елемент І; 30 - блок затримки сигналу; 31 - третій лічильник імпульсів; 32 - блок задання часу ввімкнення-вимкнення; 33 - другий цифровий компаратор; 34, 35 - третій і четвертий елементи І; 36, 37 - перший і другий індикатори, причому входи першого 3, другого 4 і третього 5 компараторів підключені один до одного, перший вхід першого лічильника імпульсів 16 з'єднаний з виходом першого елемента І 11, перший вхід якого підключений до виходу першого генератора імпульсів 9, а другий вхід і вхід формувача сигналу 14 з'єднані між собою, вихід блока установки нуля 13 підключений до першого входу першого елемента АБО 15, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналу 14, а вихід підключений до другого входу першого лічильника імпульсів 16, виходи першого 3, другого 4 і третього 5 компараторів з'єднані відповідно з першим, другим і третім входами функціонального перетворювача 6, вихідна цифрова шина першого лічильника імпульсів 16 підключена до другої вхідної цифрової шини першого цифрового компаратора 17, вихід якого з'єднаний з другим входом елемента І 11, вихід датчика початку комутації 10 підключений до третього входу елемента І 11 та до входу елемента НІ 8, вихід першого елемента І 11 з'єднаний зі входом другого лічильника імпульсів 12, вихідна цифрова шина функціонального перетворювача 6 підключена до вхідної цифрової шини регістра 7, вихідна цифрова шина якого з'єднана з першою вхідною цифровою шиною першого цифрового компаратора 17, вихід елемента НІ 8 підключений до входу регістра 7, вихід третього елемента АБО 22 з'єднаний зі входом диференціюючого елемента 25, вихід якого підключений до першого входу тригера 27, вихід якого з'єднаний з першим входом другого елемента І 29, другий вхід якого підключений до виходу другого генератора імпульсів 28, а вихід з'єднаний з першим входом третього лічильника імпульсів 31, вихідна цифрова шина якого підключена до першої вхідної цифрової шини другого цифрового компаратора 33, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною блока задання часу ввімкнення-вимкнення 32, а вихід підключений до перших входів третього 34 і четвертого 35 елементів І, виходи яких з'єднані відповідно з першим 36 і другим 37 індикаторами, виходи п'ятого 23 і шостого 24 елементів І підключені до других входів четвертого 35 і третього 34 елементів І відповідно, вихід датчика напруги 19 з'єднаний з входом четвертого компаратора 21, вихід якого підключений до другого входу п'ятого елемента І 23, вихід якого з'єднаний з другим входом другого елемента АБО 26, перший вхід якого підключений до виходу першого елемента АБО 15, а вихід з'єднаний з другим входом тригера 27 та з входом блока затримки сигналу 30, вихід якого підключений до другого входу третього лічильника імпульсів 31, вихід датчика струму 1 з'єднаний з входами п'ятого компаратора 20 та перетворювача напруги змінного струму в напругу постійного струму 2, вихід якого підключений до входу першого компаратора 3, виходи п'ятого 23 і шостого 24 елементів І з'єднані відповідно з першим і другим входами блока задання часу ввімкнення 7 вимкнення 32, вихід п'ятого компаратора 20 підключений до другого входу шостого елемента І 24, вихід якого з'єднаний з третім входом другого елемента АБО 26, перший і другий виходи датчика початку руху 18 підключені відповідно до першого і другого входів третього елемента АБО 22, а також з'єднані з першими входами п'ятого 23 і шостого 24 елементів І відповідно. Запропонований пристрій працює так. При подачі напруги живлення на схему блок установки нуля 13 коротким імпульсом через перший елемент АБО 15 встановлює перший лічильник імпульсів 16, через другий елемент АБО 26 тригер 27, а також через другий елемент АБО 26 та блок затримки сигналу 30 третій лічильник імпульсів 31 у нульове положення. Одночасно перший 9 і другий 28 генератори імпульсів починають виробляти послідовності імпульсів. Зазначимо, що застосування шунта в датчику струму 1 замість трансформатора струму дозволяє отримувати вихідний сигнал, який має лінійну залежність від його вхідного сигналу. Якщо вимикач введений в роботу, то на виході датчика струму 1 з'являється напруга, пропорційна струму, що протікає в вимикачі, яка через перетворювач напруги змінного струму в напругу постійного струму 2 подається на входи першого 3, другого 4 і третього 5 компараторів, які мають різні пороги спрацювання. Сигнали, які з'являються на виходах першого 3, другого 4 і третього 5 компараторів поступають на входи функціонального перетворювача 6, на виході якого з'являється цифровий код, що відповідає величині струму, який протікає в вимикачі. Цифровий код з виходу функціонального перетворювача 6 поступає на вхідну цифрову шину регістра 7. При цьому на вхід регістра 7 через елемент НІ 8 поступає сигнал логічного нуля з виходу датчика початку комутації 10, який дозволяє встановлення на його виході цифрового коду, який дорівнює цифровому коду на його вході. З виходу регістра 7 цифровий код поступає на першу вхідну цифрову шину першого цифрового компаратора 17, на другу вхідну цифрову шину якого поступає цифровий код з виходу першого лічильника імпульсів 16. В залежності від значення струму цифровий код на виході функціонального перетворювача 6 змінює своє значення. Таким чином, регістром 7 здійснюється передача та 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 початку комутації 10 з'являється сигнал логічної одиниці, який через елемент НІ 8 поступає на вхід регістра 7, тим самим фіксуючи на його виході цифровий код, що відповідає значенню комутуючого струму. Також сигнал логічної одиниці поступає на третій вхід першого елемента І 11 і відкриває його (з виходу першого цифрового компаратора 17 сигнал логічної одиниці поступає на другий вхід першого елемента І 11). При цьому з виходу першого генератора імпульсів 9 імпульси починають поступати на входи першого 16 і другого 12 лічильників імпу 66032 8 льсів, зменшуючи залишковий ресурс вимикача. Кількість імпульсів, що поступають в другий лічильник імпульсів 12, показує як витрачається робочий ресурс вимикача в залежності від значення комутованого струму. Імпульси з виходу генератора імпульсів 9 поступають доки цифрові коди на першій і другій вхідних цифрових шинах першого цифрового компаратора 17 не зрівняються. В цей момент сигнал логічного нуля з виходу першого цифрового компаратора 17 поступає на другий вхід першого елемента І 11 та закриває його, а також на вхід формувача сигналу 14, який коротким імпульсом через перший елемент АБО 15 обнуляє перший лічильник імпульсів 16 та готує пристрій до нового циклу роботи. Контроль часу ввімкнення високовольтного вимикача здійснюється таким чином. Як тільки починається процес ввімкнення вимикача, то на другому виході датчика початку руху 18 з'являється сигнал, який через третій елемент АБО 22 та диференціюючий елемент 25 встановлює тригер 27 в одиничний стан. Одночасно послідовність імпульсів з другого генератора імпульсів 28 через другий елемент І 29 надходить в третій лічильник імпульсів 31. Надходження імпульсів з другого генератора імпульсів 28 в третій лічильник імпульсів 31 припиняється в момент початку протікання струму через високовольтний вимикач, внаслідок чого на виході датчика струму 1 з'являється сигнал, який через п'ятий компаратор 20 фіксується у вигляді сигналу логічної одиниці і через відкритий шостий елемент І 24 (на його другому вході присутній сигнал логічної одиниці з виходу датчика початку руху 18) та другий елемент АБО 26 обнуляє тригер 27. Також сигнал логічної одиниці з виходу шостого елемента І 24 через другий елемент АБО 26 надходить на вхід блока затримки сигналу 30, який через деякий час обнуляє третій лічильник імпульсів 31. Одночасно сигнал логічної одиниці з виходу шостого елемента І 24 відкриває третій елемент І 34 та надходить на другий вхід блока задання часу ввімкнення-вимкнення 32, на виході якого з'являється цифровий код, що відповідає максимальному часу ввімкнення вимикача. При цьому другий цифровий компаратор 33 проводить порівняння кодів, що поступають з третього лічильника імпульсів 31 і блока задания часу ввімкнення-вимкнення 32. Якщо час ввімкнення менший ніж максимальний, то на виході другого цифрового компаратора 33 з'являється сигнал логічного нуля, який не призводить до спрацювання першого індикатора 36, що свідчить про правильну роботу високовольтного вимикача. Якщо ж час ввімкнення вимикача перевищує максимальний, то на виході другого цифрового компаратора 33 з'являється сигнал логічної одиниці, перший індикатор 36 спрацьовує, а це свідчить про некоректну роботу високовольтного вимикача. Контроль часу вимкнення високовольтного вимикача здійснюється аналогічним чином. Як тільки починається процес вимикання вимикача, то на першому виході датчика початку руху 18 з'являється сигнал, який через третій елемента АБО 22 та диференціюючий елемент 25 встановлює тригер 27 в одиничний стан. Одночасно пос 9 лідовність імпульсів з другого генератора імпульсів 28 через другий елемент І 29 надходить в третій лічильник імпульсів 31. Це триває до тих пір, поки на виході датчика напруги 19 не з'явиться сигнал, який через четвертий компаратор 21, відкритий п'ятий елемент І 23 (на його другому вході присутній сигнал логічної одиниці з виходу датчика початку руху 18) та другий елемент АБО 26 переводить тригер 27 у нульовий стан. Також сигнал логічної одиниці з виходу п'ятого елемента І 23 через другий елемент АБО 26 надходить на вхід блока затримки сигналу 30, який через деякий час обнуляє третій лічильник імпульсів 31. Одночасно сигнал логічної одиниці з виходу п'ятого елемента І 23 відкриває четвертий елемент І 35 та надходить на перший вхід блока задання часу ввімкнення-вимкнення 32, на виході якого з'являється цифровий код, що відповідає максимальному часу вимкнення вимикача. При цьому другий цифровий компаратор 33 проводить порівняння кодів, що поступають з третього лічильника імпульсів 31 і блока задания часу ввімкнення-вимкнення 32. Якщо час вимкнення менший ніж максимальний, то Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 66032 10 на виході другого цифрового компаратора 33 з'являється сигнал логічного нуля, який не призводить до спрацювання другого індикатора 37, що свідчить про правильну роботу високовольтного вимикача. Якщо ж час вимкнення вимикача перевищує максимальний, то на виході другого цифрового компаратора 33 з'являється сигнал логічної одиниці, другий індикатор 37 спрацьовує, а це свідчить про некоректну роботу високовольтного вимикача. Кількість розрядів першого 16 та другого 12 лічильників імпульсів, а також кількість компараторів, що фіксують значення комутованого струму, вибирається в залежності від діапазону вимірюваного струму і від необхідного ступеня точності визначення витраченого вимикачем ресурсу. Функціональний перетворювач 6 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. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601