Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів

Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів, що містить другий елемент НІ, датчик початку комутації, вихід якого підключений до першого входу першого елемента І і через диференціюючий елемент з'єднаний з першим входом другого елемента І, другий вхід якого підключений до виходу першого тригера через перший елемент НІ, перший лічильник імпульсів з'єднаний з виходом першого елемента АБО, перший вхід якого підключений до виходу другого елемента І, а другий вхід і перший вхід другого лічильника імпульсів з'єднані з виходом третього елемента І, перший вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів, а другий вхід і вхід формувача сигналу з'єднані з виходом першого елемента І, виходи першого, другого і третього тригерів підключені відповідно до першого, другого і третього входів шифратора, вихід блока установки нуля з'єднаний з першим входом другого елемента АБО, другий вхід якого підключений до виходу формувача сигналу, а вихід з'єднаний з другими входами першого, другого і третього тригерів, а також з другим входом другого лічильника імпульсів, виходи першого, другого і третього компараторів підключені відповідно до перших входів першого, другого і третього оптронів, другі входи яких з'єднані з виходом джерела опорної напруги, а виходи підключені відповідно до перших входів першого, другого і третього тригерів, вихід датчика струму з'єднаний зі входами четвертого, п'ятого і шостого компара U 2 UA 1 3 16588 4 ренціюючий елемент з'єднаний з першим входом третім входами другого елементу АБО, а другі другого елементу І, другий вхід якого підключений входи підключені відповідно до першого, другого і до виходу першого тригера через перший елемент третього виходів другого лічильника імпульсів чеНІ, перший лічильник імпульсів з'єднаний з вихорез другий, третій і четвертий елементи НІ відподом першого елементу АБО, перший вхід якого відно, вихід блока установки нуля з'єднаний з пепідключений до виходу другого елементу І, а друршим входом третього елементу АБО, другий вхід гий вхід і перший вхід другого лічильника імпульсів якого підключений до виходу формувача сигналу, з'єднані з виходом третього елементу І, перший а вихід з'єднаний з другими входами першого, друвхід якого підключений до виходу генератора імгого і третього тригерів, а також з другим входом пульсів, а другий вхід і вхід формувача сигналу другого лічильника імпульсів, виходи першого, з'єднані з виходом першого елементу І, другий вхід другого і третього компараторів підключені відпоякого підключений до виходу другого елементу відно до перших входів першого, другого і третього АБО, вихід датчика струму з'єднаний зі входами оптронів, другі входи яких з'єднані з виходом джепершого, другого і третього компараторів, виходи рела опорної напруги, а виходи підключені відпопершого, другого і третього тригерів підключені відно до перших входів першого, другого і третього відповідно до першого, другого і третього входів тригерів, вихід датчика струму з'єднаний зі входашифратора, перший, другий і третій виходи якого ми четвертого, п'ятого і шостого компараторів, а відповідно з'єднані з першими входами четвертотакож з аналоговим входом першого електронного го, п'ятого і шостого елементів І, виходи яких підкключа, вихід якого, а також виходи другого і трелючені до першого, другого і третього входів друтього електронних ключів підключені один до одгого елементу АБО, а другі входи з'єднані ного, а також до входів першого, другого і третього відповідно з першим, другим і третім виходами компараторів, вихід датчика струму з'єднаний зі другого лічильника імпульсів через другий, третій і входами першого і другого масштабуючих підсичетвертий елементи НІ відповідно, вихід блока лювачів, виходи яких підключені до аналогових установки нуля підключений до першого входу входів другого і третього електронних ключів, витретього елементу АБО, другий вхід якого з'єднаходи п'ятого і шостого компараторів з'єднані відпоний з виходом формувача сигналу, а вихід підклювідно з другими входами першого і другого елемечений до других входів першого, другого і третього нтів ВИКЛЮЧНЕ АБО, перші входи яких відповідно тригерів, а також до другого входу другого лічильпідключені до виходів четвертого і п'ятого компаника імпульсів, виходи першого, другого і третього раторів, а виходи з'єднані з керуючими входами компараторів з'єднані відповідно з першими вхопершого і другого електронних ключів відповідно, дами першого, другого і третього оптронів, другі вихід шостого компаратора підключений до керуювходи яких підключені до виходу джерела опорної чого входу третього електронного ключа. напруги, а виходи з'єднані відповідно з першими Головним недоліком даного пристрою є його входами першого, другого і третього тригерів. низька точність, тому що він не дозволяє враховуНедоліками даного пристрою є те, що він не вати вичерпання комутаційного ресурсу вимикача дозволяє враховувати вичерпання комутаційного при ввімкненні його на коротке замикання, оскільки ресурсу вимикача при ввімкненні його на коротке ресурсні характеристики вимикача при ввімкненні замикання в електричній мережі, оскільки ресурсні та вимиканні не співпадають, а також даний прихарактеристики вимикача при ввімкненні та вимистрій не дозволяє враховувати витрачання механіканні не співпадають. Крім того, даний пристрій не чного комутаційного ресурсу вимикача. дозволяє враховувати витрачання механічного В основу корисної моделі поставлено задачу комутаційного ресурсу вимикача. створення пристрою для контролю ресурсу комуЗа прототип обрано пристрій для контролю таційних апаратів, в якому за рахунок введення ресурсу комутаційних апаратів [Патент №6509 нових блоків та зв'язків між ними з'являється мож(Україна), М. кл. G07С3/10, бюл. №5, 2005], що ливість враховувати витрачання комутаційного містить датчик початку комутації, вихід якого підкресурсу вимикача при ввімкненні його на коротке лючений до першого входу першого елементу І і замикання в електричній мережі та витрачання через диференціюючий елемент з'єднаний з пермеханічного ресурсу високовольтного вимикача, шим входом другого елементу І, другий вхід якого що дозволяє підвищити точність роботи пристрою. підключений до виходу першого тригера через Поставлена задача досягається тим, що в перший елемент НІ, перший лічильник імпульсів пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаз'єднаний з виходом першого елементу АБО, перратів, що містить другий елемент НІ, датчик початший вхід якого підключений до виходу другого ку комутації, вихід якого підключений до першого елементу І, а другий вхід і перший вхід другого входу першого елемента І і через диференціююлічильника імпульсів з'єднані з виходом третього чий елемент з'єднаний з першим входом другого елементу І, перший вхід якого підключений до виелемента І, другий вхід якого підключений до виходу генератора імпульсів, а другий вхід і вхід фоходу першого тригера через перший елемент НІ, рмувача сигналу з'єднані з виходом першого елеперший лічильник імпульсів з'єднаний з виходом менту І, другий вхід якого підключений до виходу першого елемента АБО, перший вхід якого підкдругого елементу АБО, виходи першого, другого і лючений до виходу другого елемента І, а другий третього тригерів з'єднані відповідно з першим, вхід і перший вхід другого лічильника імпульсів другим і третім входами шифратора, перший, друз'єднані з виходом третього елемента І, перший гий і третій виходи якого відповідно підключені до вхід якого підключений до виходу генератора імперших входів четвертого, п'ятого і шостого елепульсів, а другий вхід і вхід формувача сигналу ментів І, виходи яких з'єднані з першим, другим і з'єднані з виходом першого елемента І, виходи 5 16588 6 першого, другого і третього тригерів підключені сів; 29 - третій лічильник імпульсів; 30 - другий відповідно до першого, другого і третього входів елемент НІ; 31 - одновібратор; 32 - генератор імшифратора, вихід блока установки нуля з'єднаний пульсів; 33, 34 - третій і перший елементи І; 35 з першим входом другого елемента АБО, другий формувач сигналу; 30 - блок установки нуля; 37 вхід якого підключений до виходу формувача сигдругий елемент АБО; 38 - другий лічильник імпуналу, а вихід з'єднаний з другими входами першольсів; 39 - функціональний перетворювач; 40 го, другого і третього тригерів, а також з другим цифровий комутатор; 41 - цифровий компаратор, входом другого лічильника імпульсів, виходи перпричому вихід датчика початку комутації 24 підкшого, другого і третього компараторів підключені лючений до першого входу першого елемента І 34 відповідно до перших входів першого, другого і і через диференціюючий елемент 25 з'єднаний з третього оптронів, другі входи яких з'єднані з випершим входом другого елемента І 26, другий вхід ходом джерела опорної напруги, а виходи підклюякого підключений до виходу першого тригера 19 чені відповідно до перших входів першого, другого через перший елемент НІ 23, перший лічильник і третього тригерів, вихід датчика струму з'єднаний імпульсів 28 з'єднаний з виходом першого елемензі входами четвертого, п'ятого і шостого компарата АБО 27, перший вхід якого підключений до виторів, а також з аналоговим входом першого елекходу другого елемента І 26, а другий вхід і перший тронного ключа, вихід якого, а також виходи друговхід другого лічильника імпульсів 38 з'єднані з виго і третього електронних ключів підключені один ходом третього елемента І 33, перший вхід якого до одного, а також до входів першого, другого і підключений до виходу генератора імпульсів 32, а третього компараторів, вихід датчика струму з'єддругий вхід і вхід формувача сигналу 35 з'єднані з наний зі входами першого і другого масштабуючих виходом першого елемента І 34, виходи першого підсилювачів, виходи яких підключені до аналого19, другого 20 і третього 21 тригерів підключені вих входів другого і третього електронних ключів, відповідно до першого, другого і третього входів виходи п'ятого і шостого компараторів з'єднані шифратора 22, вихід блока установки нуля 36 відповідно з другими входами першого і другого з'єднаний з першим входом другого елемента АБО елементів ВИКЛЮЧНЕ АБО, перші входи яких від37, другий вхід якого підключений до виходу форповідно підключені до виходів четвертого і п'ятого мувача сигналу 35, а вихід з'єднаний з другими компараторів, а виходи з'єднані з керуючими вховходами першого 19, другого 20 і третього 21 тридами першого і другого електронних ключів відпогерів, а також з другим входом другого лічильника відно, вихід шостого компаратора підключений до імпульсів 38, виходи першого 12, другого 13 і трекеруючого входу третього електронного ключа, тього 14 компараторів підключені відповідно до введено одновібратор, функціональний перетвоперших входів першого 15, другого 16 і третього рювач, цифровий комутатор, третій лічильник ім17 оптронів, другі входи яких з'єднані з виходом пульсів, цифровий компаратор, причому вихід циджерела опорної напруги 18, а виходи підключені фрового компаратора з'єднаний з другим входом відповідно до перших входів першого 19, другого першого елемента І, друга вхідна цифрова шина 20 і третього 21 тригерів, вихід датчика струму 1 цифрового компаратора підключена до вихідної з'єднаний зі входами четвертого 2, п'ятого 3 і шосцифрової шини цифрового комутатора, перша того 4 компараторів, а також з аналоговим входом вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною першого електронного ключа 9, вихід якого, а тацифровою шиною функціонального перетворювакож виходи другого 10 і третього 11 електронних ча, а друга вхідна цифрова шина та вхідна цифроключів підключені один до одного, а також до вхова шина функціонального перетворювача підклюдів першого 12, другого 13 і третього 14 компарачені до вихідної цифрової шини другого лічильника торів, вихід датчика струму 1 з'єднаний зі входами імпульсів, вихід диференціюючого елемента з'єдпершого 7 і другого 8 масштабуючих підсилювачів, наний зі входом третього лічильника імпульсів, виходи яких підключені до аналогових входів друвихід датчика початку комутації через другий елегого 10 і третього 11 електронних ключів, виходи мент НІ підключений до входу одновібратора, вип'ятого 3 і шостого 4 компараторів з'єднані відповіхід якого з'єднаний з керуючим входом цифрового дно з другими входами першого 5 і другого 6 елекомутатора, перша вхідна цифрова шина цифроментів ВИКЛЮЧНЕ АБО, перші входи яких відпового компаратора підключена до вихідної цифровідно підключені до виходів четвертого 2 і п'ятого 3 вої шини шифратора. компараторів, а виходи з'єднані з керуючими вхоПристрій для контролю ресурсу комутаційних дами першого 9 і другого 10 електронних ключів апаратів пояснюється кресленням, на якому зовідповідно, вихід шостого компаратора 4 підклюбражена його структурна схема. чений до керуючого входу третього електронного На схемі: 1 - датчик струму; 2, 3, 4 - четвертий, ключа 11, вихід цифрового компаратора 41 з'єднап'ятий і шостий компаратори; 5, 6 - перший і друний з другим входом першого елемента І 34, друга гий елементи ВИКЛЮЧНЕ АБО; 7, 8 - перший і вхідна цифрова шина цифрового компаратора 41 другий масштабуючі підсилювачі; 9, 10, 11 - перпідключена до вихідної цифрової шини цифрового ший, другий і третій електронні ключі; 12, 13, 14 комутатора 40, перша вхідна цифрова шина якого перший, другий і третій компаратори; 15, 16, 17 з'єднана з вихідною цифровою шиною функціонаперший, другий і третій оптрони; 18 - джерело льного перетворювача 39, а друга вхідна цифрова опорної напруги; 19, 20, 21 - перший, другий і трешина та вхідна цифрова шина функціонального тій тригери; 22 - шифратор; 23 - перший елемент перетворювача 39 підключені до вихідної цифроНІ; 24 - датчик початку комутації; 25 - диференцівої шини другого лічильника імпульсів 38, вихід юючий елемент; 26 - другий елемент І; 27 - пердиференціюючого елемента 25 з'єднаний зі вхоший елемент АБО; 28 - перший лічильник імпульдом третього лічильника імпульсів 29, вихід датчи 7 16588 8 ка початку комутації 24 через другий елемент НІ вання першого 12, другого 13 і третього 14 компа30 підключений до входу одновібратора 31, вихід раторів, то при цьому спрацьовує датчик початку якого з'єднаний з керуючим входом цифрового комутації 24, сигнал логічної одиниці через дифекомутатора 40, перша вхідна цифрова шина цифренціюючий елемент 25 подається на перший вхід рового компаратора 41 підключена до вихідної другого елемента І 26 (при цьому на другому вході цифрової шини шифратора 22. присутній сигнал логічної одиниці, отриманий з Запропонований пристрій працює так. При повиходу першого елемента НІ 23, оскільки на вхід дачі напруги живлення на схему блок установки останнього надходить сигнал логічного нуля з винуля 36 коротким імпульсом через другий елемент ходу першого тригера 19), а також на вхід третього АБО 37 встановлює у нульове положення перший лічильника імпульсів 29, що призводить до змен19, другий 20, третій 21 тригери і другий лічильник шення записаного механічного ресурсу комутаційімпульсів 38. ного апарата на одиницю. З виходу другого елеЗазначимо, що в якості датчика струму 1 викомента І 26 через елемент АБО 27 короткий імпульс ристовується трансформатор струму, вихідний надходить на вхід першого лічильника імпульсів сигнал якого має нелінійну залежність від його 28, що приводить до спрацювання останнього. вхідного сигналу. Для лінеаризації цього сигналу При цьому комутаційний ресурс комутаційного використовуються блоки 2-11, в яких кусковоапарату зменшується на одиницю, тим самим фіклінійна лінеаризація здійснюється по трьом ділянсуючи спрацьовування вимикача. кам кривої намагнічування. Якщо вимикач відключає коло зі струмом, веКоли напруга з виходу датчика струму 1 досяличина якого більша порога спрацювання першого гає значення, пропорційного номінальному робокомпаратора 12, то постійна напруга подається на чому струму, спрацьовує четвертий компаратор 2, перші входи першого 12, другого 13 і третього 14 що відповідає першій ділянці, з виходу якого сигкомпараторів. В залежності від величини струму, нал логічної одиниці поступає на перший вхід що відключається, спрацьовує визначена кількість першого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 5. При цьому компараторів, вихідні сигнали яких через перший на його виході формується сигнал логічної одини15, другий 16 і третій 17 оптрони поступають відці, який подається на керуючий вхід першого елекповідно на входи першого 19, другого 20 і третього тронного ключа 9, тим самим відкриваючи його і 21 тригерів. При цьому на виходах тригерів, що дозволяючи проходження сигналу з виходу датчиспрацювали, встановлюються сигнали логічної ка струму 1 на входи першого 12, другого 13 і треодиниці. Якщо, наприклад, спрацювали перший 12 тього 14 компараторів. і другий 13 компаратори, то спрацьовують перший Якщо напруга, що пропорційна струму, зрос19 і другий 20 тригери, на їх виходах встановлютає далі, то спрацьовують четвертий 2 і п'ятий 3 ються сигнали логічної одиниці, які поступають на компаратори, що відповідає другій ділянці харакперший та другий входи шифратора 22. При цьому теристики датчика струму 1. При цьому на виході на виході шифратора 22 встановлюється цифропершого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 5 встановлювий код, який поступає на першу вхідну цифрову ється сигнал логічного нуля, а на виході другого шину цифрового компаратора 41. Це призводить елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 6 - сигнал логічної до того, що на виході цифрового компаратора 41 одиниці, який відкриває другий електронний ключ з'являється сигнал логічної одиниці, оскільки циф10. Значення напруги, пропорційної струму, яке ровий код на першій вхідній цифровій шині більпоступає на вхід першого масштабуючого підсиший за цифровий код на другій вхідній цифровій лювача 7, на цій ділянці множиться на коефіцієнт, шині. що дозволяє отримати лінійну залежність між вхіЗ виходу першого тригера 19 сигнал логічної дним і вихідним сигналами датчика струму 1 на одиниці поступає також на вхід першого елемента вибраній ділянці нелінійної характеристики перетНІ 23, на виході якого з'являється сигнал логічного ворення. Далі нове значення сигналу через другий нуля. У момент відключення вимикача на виході електронний ключ 10 поступає на входи першого датчика початку комутації 24 з'являється сигнал 12, другого 13 і третього 14 компараторів. логічної одиниці, який подається на перший вхід Якщо напруга з виходу датчика струму 1 першого елемента І 34 (на виході другого елеменприймає ще більше значення, то перший 9 і другий та І 26 залишається сигнал логічного нуля, оскіль10 електронні ключі закриваються, а третій електки на другому вході присутній логічний нуль), а на ронний ключ 11 відкривається. При цьому значендругий вхід подається сигнал логічної одиниці з ня сигналу множиться на інший коефіцієнт, в ревиходу цифрового компаратора 41. З виходу перзультаті чого на третій ділянці кривої шого елемента І 34 сигнал логічної одиниці поданамагнічування вхідний і вихідний сигнали датчика ється на формувач сигналу 35 та на другий вхід струму 1 мають лінійну залежність. третього елемента І 33. При цьому на перший вхід В подальшому під величиною напруги, що відтретього елемента І 33 подається послідовність повідає струму на виході датчика струму 1, будемо імпульсів з виходу генератора імпульсів 32, що розуміти сигнал, який отримується на виході елекпоступає на перший вхід другого лічильника імпутронних ключів 9-11. льсів 38 і на вхід першого лічильника імпульсів 28 Також зазначимо, що використання оптронів через перший елемент АБО 27. Другий лічильник 15-17 дозволяє здійснити гальванічну розв'язку імпульсів 38 відраховує імпульси генератора імпуміж вимірювальним колом та блоками обробки льсів 32 доти, поки коди на входах цифрового інформації. компаратора 41 не зрівняються. При цьому на виЯкщо діагностуємий вимикач відключає коло зі ході цифрового компаратора 41 з'являється сигструмом, величина якого менша порогів спрацюнал логічного нуля, який поступає на другий вхід 9 16588 10 першого елемента І 34, сигнал логічного нуля з на ввімкнення. Таким чином, в пристрої в такому виходу якого поступає на другий вхід третього циклі роботи враховується спрацювання робочого елемента І 33. Перший 28 та другий 38 лічильники ресурсу вимикача по ресурсних характеристиках імпульсів припиняють відлік імпульсів. При цьому на вмикання і вимикання при ввімкненні останньона виході формувача сигналу 35 з'являється корого на коротке замикання в електричній мережі. ткий імпульс, який через другий елемент АБО 37 Тривалість роботи одновібратора 31 підібрана поступає на входи першого 9, другого 10 і третього таким чином, щоб забезпечити після відключення 11 тригерів, а також на вхід другого лічильника вимикача надходження найбільшої можливої кільімпульсів 38 і обнуляє їх. кості імпульсів в другий лічильник імпульсів 38. За час роботи другого лічильника імпульсів 38 Кількість компараторів, оптронів і тригерів, а послідовність імпульсів, яка поступила на вхід також кількість розрядів першого 28 та другого 38 першого лічильника імпульсів 28, зменшує значенлічильників імпульсів вибирається в залежності від ня залишкового ресурсу вимикача на визначене найбільшої величини струмів, що відключаються, а число одиниць, яке залежить від значення комутотакож від необхідного ступеня точності визначення ваного струму в перерахунку на кількість комутацій залишкового комутаційного ресурсу вимикача. номінального робочого струму вимикача. Кількість розрядів третього лічильника імпульЗазначимо, що в такому циклі роботи в третій сів 29 вибирається в залежності від значення мелічильник імпульсів 29 механічного ресурсу вимиханічного ресурсу вимикача. кача знову ж надходить один імпульс. Для коректної роботи пристрою постійну часу Якщо високовольтний вимикач включається, а диференціюючого елемента 25 необхідно вибрати в електричній мережі присутнє коротке замикання, меншою періоду чередування імпульсів першого то при ввімкненні вимикача на виході датчика погенератора імпульсів 32. чатку комутації 24 встановлюється сигнал логічноФункціональний перетворювач 39 можна реаго нуля, який проходить через другий елемент НІ лізувати на мікросхемі постійного запам'ятовуючо30 і переднім фронтом запускає одновібратор 31, го пристрою, в якій записані коди, кожен із яких який в свою чергу вихідним сигналом логічної одивідповідає певному коефіцієнту перерахунку спраниці, що подається на цифровий комутатор 40, цювання робочого ресурсу вимикача в залежності підключає вихідну цифрову шину другого лічильвід будь-якого із можливих значень струму, комуника імпульсів 38 до цифрового компаратора 41 тованих вимикачем при його включенні на коротке через функціональний перетворювач 39, в якому замикання в мережі. значення струму, що встановлюється на виході Кусково-лінійну лінеаризацію можна також другого лічильника імпульсів 38 після вимкнення здійснювати з використанням більшої кількості високовольтного вимикача системою релейного ділянок кривої намагнічування, для чого слід збізахисту, множиться на коефіцієнт, яким враховульшити кількість компараторів, елементів ВИється додаткове спрацювання ресурсу вимикача, КЛЮЧНЕ АБО, масштабуючих підсилювачів, а що витрачається згідно ресурсних характеристик також електронних ключів. 11 Комп’ютерна верстка В. Мацело 16588 Підписне 12 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