Пристрій для контролю ресурсу повітряних високовольтних вимикачів

Пристрій для контролю ресурсу повітряних високовольтних вимикачів, що містить два елементи НІ, датчик струму, ви хід якого через перший компаратор з'єднаний з першим входом першого тригера, вихід якого через перший елемент НІ підключений до першого входу третього елемента І, вихід якого з'єднаний з першим входом першого елемента АБО, ви хід якого підключений до входу другого лічильника імпульсів, виходи другого і третього компараторів з'єднані відповідно з першими входами другого і третього тригерів, другі входи яких, а також другі входи першого, четвертого, п'ятого тригерів та першого лічильника імпульсів підключені до виходу другого елемента АБО, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля, другий вхід підключений до виходу формувача імпульсів, а третій вхід з'єднаний з виходом блока затримки сигналу, перший вхід лічильника імпульсів підключений до виходу четвертого елемента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом генератора імпульсів, вихід датчика комутації через диференціюючий елемент підключений до другого входу третього елемента І, вихід датчика струму з'єднаний зі входами другого і третього компараторів, виходи першого, др угого і третього тригерів підключені відповідно до першого, другого і третього входів першого шифратора, вихід датчика тиску з'єднаний зі входами четвертого і п'ятого компараторів, виходи яких підключені відповід U 2 UA 1 3 3742 4 а також до керуючих входів першого, другого і третього компараторів з'єднані відповідно з першими тього електронних ключів, виходи яких з'єднані між входами другого і третього тригерів, другі входи собою, а також із входами четвертого і п'ятого яких, а також другі входи першого, четвертого, компараторів, а аналогові входи підключені відпоп'ятого тригерів та першого лічильника імпульсів відно до виходів першого, другого і третього датпідключені до виходу другого елемента АБО, перчиків струму, шифратор, перший вхід якого з'єднаший вхід якого з'єднаний з виходом блока установний з виходом третього елемента АБО, а другий і ки нуля, другий вхід підключений до виходу фортретій входи підключені відповідно до виходів четмувача імпульсів, а третій вхід з'єднаний з вертого і п'ятого тригерів, перші входи яких з'єднавиходом блока затримки сигналу, вхід якого підні відповідно з виходами четвертого і п'ятого комключений до виходу третього елемента АБО, перпараторів, а другі входи, а також другі входи ший, другий та третій входи якого з'єднані відповіпершого, другого і третього тригерів і першого лідно з виходами п'ятого, шостого і сьомого чильника імпульсів підключені до виходу першого елементів І, перші входи яких відповідно підклюелемента АБО, перший вхід якого з'єднаний з вичені до першого, другого і третього виходів першоходом блока установки нуля, другий вхід підклюго шифратора, а другі входи з'єднані відповідно з чений до виходу формувача імпульсів, а третій виходами другого, третього і четвертого елементів вхід з'єднаний з елементом затримки сигналу, вхід НІ, входи яких в свою чергу підключені відповідно якого і другий вхід другого елемента І підключені до першого, другого і третього виходів першого до виходу другого елемента АБО, датчик комуталічильника імпульсів, перший вхід якого з'єднаний ції, вихід якого з'єднаний зі входом диференціююз виходом четвертого елемента І, перший вхід чого елемента і з першим входом другого елеменякого підключений до виходу генератора імпульта І, ви хід якого підключений до входу формувача сів, датчик комутації, ви хід якого через диференімпульсів і до другого входу першого елемента І, з ціюючий елемент з'єднаний з другим входом трепершим входом якого з'єднаний вихід генератора тього елемента І, вихід п'ятого елемента НІ імпульсів, а вихід підключений до першого входу підключений до першого входу десятого елемента першого лічильника імпульсів і до перших входів І, вихід датчика струму з'єднаний зі входами другосьомого, дев'ятого й одинадцятого елементів І, го і третього компараторів, виходи першого, другоперший, другий і третій виходи шифратора з'єднаго і третього тригерів підключені відповідно до ні відповідно з першими входами третього, четвепершого, другого і третього входів першого шифртого і п'ятого елементів І, виходи яких підключені ратора, вихід датчика тиску з'єднаний зі входами до першого, другого і третього входів др угого елечетвертого і п'ятого компараторів, виходи яких мента АБО, а другі входи з'єднані відповідно з пепідключені відповідно до перших входів першого і ршим, другим і третім виходами першого лічильдругого елементів І, другі входи яких з'єднані з ника імпульсів через перший, другий і третій виходом першого тригера, а виходи підключені елементи Ш, вихід диференціюючого елемента відповідно до перших входів четвертого і п'ятого підключений до перших входів шостого, восьмого і тригерів, виходи яких в свою чергу з'єднані відподесятого елементів І, другі входи яких з'єднані з відно з першим і другим входами другого шифравиходами відповідно четвертого, п'ятого і шостого тора, перший вихід якого підключений до третіх елементів НІ, входи яких у свою чергу, а також входів п'ятого, шостого і сьомого елементів І, а другі входи сьомого, дев'ятого й одинадцятого другий вихід з'єднаний з третіми входами восьмоелементів І підключені відповідно до виходів перго, дев'ятого і десятого елементів І, ви ходи яких шого, др угого і третього тригерів, ви ходи шостого, відповідно підключені до четвертого, п'ятого і шосвосьмого і десятого елементів І з'єднані відповідно того входів третього елемента АБО, а другі входи з першими входами четвертого, п'ятого і шостого з'єднані відповідно з першим, другим і третім виелементів АБО, другі входи яких підключені до ходами першого шифратора, перші входи восьмовиходів сьомого, дев'ятого й одинадцятого елемего і дев'ятого елементів І підключені відповідно до нтів І, а ви ходи з'єднані зі входами другого, третьовиходів третього і четвертого елементів НІ, четвего і четвертого лічильників імпульсів відповідно. ртий вихід першого лічильника імпульсів з'єднаний Недоліками даного пристрою є те, що він не зі входом п'ятого елемента НІ, вихід датчика комудозволяє враховувати вичерпання комутаційного тації підключений до другого входу четвертого ресурсу вимикача при ввімкненні його на коротке елемента І, третій вхід якого та вхід формувача замикання в електричній мережі, оскільки ресурсні імпульсів з'єднані з виходом третього елемента характеристики вимикача при ввімкненні та вимиАБО, другий вхід першого елемента АБО підклюканні не співпадають. Крім того, даний пристрій не чений до виходу четвертого елемента І. дозволяє враховувати ви трачання механічного Головним недоліком даного пристрою є його комутаційного ресурсу вимикача. низька точність, тому що він не дозволяє враховуЗа прототип обрано пристрій для контролю вати вичерпання комутаційного ресурсу вимикача ресурсу комутаційних апаратів (Патент України № при ввімкненні його на коротке замикання, оскільки 50549А, М. кл. G07 С 3/10, бюл. № 10, 2002), що ресурсні характеристики вимикача при ввімкненні містить датчик струму, вихід якого через перший та вимиканні не співпадають, а також даний прикомпаратор з'єднаний з першим входом першого стрій не дозволяє враховувати ви трачання механітригера, вихід якого через перший елемент НІ підчного комутаційного ресурсу вимикача. ключений до першого входу третього елемента І, В основу корисної моделі поставлено задачу вихід якого з'єднаний з першим входом першого створення пристрою для контролю ресурсу повітелемента АБО, ви хід якого підключений до входу ряних високовольтних вимикачів, в якому за рахудругого лічильника імпульсів, виходи другого і тренок введення нових блоків та зв'язків між ними 5 3742 6 з'являється можливість враховувати витрачання з'єднана з вихідною цифровою шиною другого комутаційного ресурсу повітряного високовольтнофункціонального перетворювача, а друга вхідна го вимикача при ввімкненні його на коротке замицифрова шина та вхідна цифрова шина другого кання в електричній мережі та витрачання механіфункціонального перетворювача підключені до чного ресурсу високовольтного вимикача, що вихідної цифрової шини першого лічильника імпудозволяє підвищити точність роботи пристрою. льсів, вихід диференціюючого елемента з'єднаний За рахунок введення в пристрій одновібратоз входом третього лічильника імпульсів, вихідна ра, першого і другого функціональних перетворюцифрова шина першого шифратора підключена до вачів, третього лічильника імпульсів, цифрового першої вхідної цифрової шини першого функціокомутатора, цифрового компаратора та відповіднального перетворювача, друга вхідна цифрова них зв'язків з'являється можливість враховува ти шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною вичерпання комутаційного ресурсу вимикача при другого шифратора, ви хід датчика комутації через ввімкненні його на коротке замикання в електричдругий елемент НІ підключений до входу одновібній мережі та витрачання механічного ресурсу ратора, вихід якого з'єднаний з керуючим входом високовольтного вимикача, що дозволяє підвищицифрового комутатора. ти точність роботи пристрою. Пристрій для контролю ресурсу повітряних виПоставлена задача досягається тим, що в соковольтних вимикачів пояснюється кресленням, пристрій для контролю ресурсу повітряних високона якому зображена його структурна схема. вольтних вимикачів, що містить два елемента НІ, На схемі: 1 - датчик струму; 2, 3, 4 - перший, датчик струму, вихід якого через перший компарадругий і третій компаратори; 5, 6, 7 - перший, друтор з'єднаний з першим входом першого тригера, гий і третій тригери; 8 - перший шифратор; 9 - датвихід якого через перший елемент НІ підключений чик тиску; 10, 11 - четвертий і п'ятий компаратори; до першого входу третього елемента І, вихід якого 12, 13 - перший і другий елементи І; 14, 15 - четвез'єднаний з першим входом першого елемента ртий і п'я тий тригери; 16 - другий шифратор; 17 АБО, ви хід якого підключений до входу другого перший функціональний перетворювач; 18 - перлічильника імпульсів, виходи другого і третього ший елемент НІ; 19 - третій елемент І; 20 - перший компараторів з'єднані відповідно з першими вхоелемент АБО; 21 - другий лічильник імпульсів; 22 дами другого і третього тригерів, другі входи яких, датчик комутації; 23 - диференціюючий елемент; а також другі входи першого, четвертого, п'ятого 24 - третій лічильник імпульсів; 25 - другий елетригерів та першого лічильника імпульсів підклюмент НІ; 26 - одновібратор; 27 - генератор імпульчені до виходу другого елемента АБО, перший сів; 28 - четвертий елемент І; 29 - формувач імпувхід якого з'єднаний з виходом блока установки льсів; 30 - блок установки нуля; 31 - блок затримки нуля, другий вхід підключений до виходу формусигналу; 32 - другий елемент АБО; 33 - перший вача імпульсів, а третій вхід з'єднаний з виходом лічильник імпульсів; 34 - другий функціональний блока затримки сигналу, перший вхід лічильника перетворювач; 35 - цифровий комутатор; 36 - циімпульсів підключений до виходу че твертого елефровий компаратор, причому вихід да тчика струму мента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом 1 через перший компаратор 2 з'єднаний з першим генератора імпульсів, вихід датчика комутації чевходом першого тригера 5, вихід якого через перрез диференціюючий елемент підключений до ший елемент НІ 18 підключений до першого входу другого входу третього елемента І, вихід датчика третього елемента І 19, вихід якого з'єднаний з струму з'єднаний зі входами другого і третього першим входом першого елемента АБО 20, вихід компараторів, виходи першого, др угого і третього якого підключений до входу другого лічильника тригерів підключені відповідно до першого, другого імпульсів 21, виходи др угого 3 і третього 4 компаі третього входів першого шифратора, вихід датраторів з'єднані відповідно з першими входами чика тиску з'єднаний зі входами четвертого і п'ятодругого 6 і третього 7 тригерів, другі входи яких, а го компараторів, виходи яких підключені відповідтакож другі входи першого 5, четвертого 14, п'ятоно до перших входів першого і другого елементів І, го 15 тригерів та першого лічильника імпульсів 33 другі входи яких з'єднані з виходом першого трипідключені до виходу др угого елемента АБО 32, гера, а виходи підключені відповідно до перших перший вхід якого з'єднаний з виходом блока входів четвертого і п'ятого тригерів, виходи яких в установки нуля 30, другий вхід підключений до свою чергу з'єднані відповідно з першим і другим виходу формувача імпульсів 29, а третій вхід з'єдвходами другого шифратора, ви хід датчика комунаний з виходом блока затримки сигналу 31, пертації підключений до другого входу четвертого ший вхід лічильника імпульсів 33 підключений до елемента І, другий вхід першого елемента АБО виходу четвертого елемента І 28, перший вхід якоз'єднаний з виходом четвертого елемента І, ввего з'єднаний з виходом генератора імпульсів 27, дено одновібратор, перший і другий функціональні вихід датчика комутації 22 через диференціюючий перетворювачі, третій лічильник імпульсів, цифроелемент 23 підключений до другого входу третього вий комутатор, цифровий компаратор, причому елемента І 19, вихід датчика струму 1 з'єднаний зі третій вхід четвертого елемента І, вхід формувача входами другого 3 і третього 4 компараторів, виімпульсів, а також вхід блока затримки сигналу ходи першого 5, др угого б і третього 7 тригерів підключені до виходу цифрового компаратора, підключені відповідно до першого, другого і треперша вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихітього входів першого шифратора 8, вихід датчика дною цифровою шиною першого функціонального тиску 9 з'єднаний зі входами четвертого 10 і п'ятоперетворювача, а друга вхідна цифрова шина підго 11 компараторів, виходи яких підключені відпоключена до вихідної цифрової шини цифрового відно до перших входів першого 12 і другого 13 комутатора, перша вхідна цифрова шина якого елементів І, другі входи яких з'єднані з виходом 7 3742 8 першого тригера 5, а виходи підключені відповідно напруги спрацьовують перший 2 та другий З комдо перших входів четвертого 14 і п'ятого 15 тригепаратори. Нехай, наприклад, в момент комутації рів, виходи яких в свою чергу з'єднані відповідно з аварійного струму тиск стисненого повітря був першим і другим входами другого ши фратора 16, такий, що постійна напруга на виході датчика тиску вихід датчика комутації 22 підключений до другого 9, пропорційна контрольованому параметру, спривходу четвертого елемента І 28, другий вхід перчиняє спрацювання четвертого компаратора 10. шого елемента АБО 20 з'єднаний з виходом четПри цьому в одиничний стан встановлюються певертого елемента І 28, третій вхід якого, а також рший 5 та другий 6 тригери, а також четвертий входи формувача імпульсів 29 і блока затримки тригер 14, вхідний сигнал на який подається з висигналу 31 підключені до виходу цифрового комходу четвертого компаратора 10 через відкритий паратора 36, перша вхідна цифрова шина якого перший елемент 112. Пороги спрацювання компаз'єднана з вихідною цифровою шиною першого раторів 2, 3 і 4 різні та залежать від величини макфункціонального перетворювача 17, а друга вхідсимального струму короткого замикання, а пороги на цифрова шина підключена до вихідної цифроспрацювання компараторів 10 і 11 залежать від вої шини цифрового комутатора 35, перша вхідна величини максимального тиску стисненого повітря цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифрота також є різними. Сигнал логічної одиниці з вивою шиною другого функціонального перетворюходу першого тригера 5 через перший елемент НІ вача 34, а друга вхідна цифрова шина та вхідна 18 закриває третій елемент І 19, що свідчить про цифрова шина другого функціонального перетвонаявність аварійного струму в електричній мережі. рювача 34 підключені до вихідної цифрової шини Також сигнали логічної одиниці з виходів першого першого лічильника імпульсів 33, вихід диферен5 та другого 6 тригерів поступають відповідно на ціюючого елемента 23 з'єднаний з входом третьоперший та другий входи першого шифратора 8, на го лічильника імпульсів 24, вихідна цифрова шина виході якого з'являється цифровий код, що поступершого шифратора 8 підключена до першої вхідпає на першу вхідн у цифрову шин у першого функної цифрової шини першого функціонального пеціонального перетворювача 17. Аналогічно можна ретворювача 17, друга вхідна цифрова шина якого прослідкувати, що сигнал логічної одиниці з вихоз'єднана з вихідною цифровою шиною другого ду четвертого тригера 14 поступає на перший вхід шифратора 16, вихід датчика комутації 22 через другого шифратора 16, на виході якого також з'явдругий елемент НІ 25 підключений до входу одноляється цифровий код, що поступає на другу вхідвібратора 26, вихід якого з'єднаний з керуючим ну цифрову шину першого функціонального перевходом цифрового комутатора 35. творювача 17, цифровий код з виходу якого Запропонований пристрій працює так. При поподається на першу вхідн у цифрову шину цифродачі напруги живлення на схему блок установки вого компаратора 36, на другу вхідну ци фрову нуля 30 коротким імпульсом через другий елемент шину якого цифровий код поступає через цифроАБО 32 встановлює перший 5, другий 6, третій 7, вий комутатор 35 з ви ходу першого лічильника четвертий 14 і п'ятий 15 тригери, а також перший імпульсів 33. Це призводить до того, що на виході лічильник імпульсів 33 у нульовий стан. Одночасцифрового компаратора 36 з'являється сигнал но генератор імпульсів 27 починає виробляти пологічної одиниці, який поступає на входи формуслідовність імпульсів. вача імпульсів 29, блока затримки сигналу 31 та Якщо вимикач відключає коло зі струмом, знатретій вхід четвертого елемента І 28. При спрацючення якого не перевищує номінальний робочий ванні датчика комутації 22 з його виходу сигнал струм, то при цьому на виході датчика комутації 22 логічної одиниці поступає на другий вхід четвертоз'являється сигнал логічної одиниці, який через го елемента І 28. При цьому імпульси з генератора диференціюючий елемент 23 у вигляді короткого 27 починають поступати через перший елемент імпульсу надходить на вхід третього лічильника АБО 20 у другий лічильник імпульсів 21 та на перімпульсів 24, який є лічильником механічного реший вхід першого лічильника імпульсів 33. В мосурсу комутаційного апарата, що призводить до мент, коли цифрові коди, що поступають на входи зменшення записаного в ньому ресурсу на одиницифрового компаратора 36 зрівнюються, на його цю, та через відкритий третій елемент І 19, а потім виході формується сигнал логічного нуля, який через перший елемент АБО 20 на вхід другого поступає на третій вхід четвертого елемента І 28 і лічильника імпульсів 21, який є лічильником залитим самим закриває його, а на виході формувача шкового ресурсу високовольтного вимикача. Занеімпульсів 29 з'я вляється сигнал логічної одиниці, сення в лічильник імпульсів 21 одного імпульсу який через другий елемент АБО 32 поступає на свідчить про зменшення залишкового ресурсу на другі входи першого 5, другого 6, третього 7, четодиницю рахунку, а також про те, що відбулася вертого 14, п'ятого 15 тригерів та першого лічилькомутація струму, значення якого не перевищує ника імпульсів 33 та обнуляє їх. Цикл роботи приномінальний робочий струм вимикача. При цьому строю на цьому закінчується. Надходження елемент І 19 був відкритим, оскільки на вході елеімпульсів в другий лічильник імпульсів 21 свідчить мента НІ 18 був присутній сигнал логічного нуля, про те, що залишковий ресурс повітряного високощо свідчить про відсутність відключення вимикавольтного вимикача зменшився на значення відчем аварійного струму електричної мережі. ключеного вимикачем струму в перерахунку на Якщо в електричній мережі виникає струм кономінальний робочий струм вимикача. роткого замикання, який відключається діагностоЗазначимо, що в такому циклі роботи в лічиваним вимикачем, то на виході датчика струму 1 льник механічного ресурсу вимикача 24 знову ж з'являється постійна напруга, пропорційна комутонадходить один імпульс. ваному струму. Не хай, наприклад, під дією цієї Якщо високовольтний вимикач включається, а 9 3742 10 в електричній мережі присутнє коротке замикання, таким чином, щоб забезпечити після відключення то при ввімкненні вимикача на виході датчика ковимикача надходження найбільшої можливої кільмутації 22 встановлюється сигнал логічного нуля, кості імпульсів в перший лічильник імпульсів 33. який проходить через другий елемент НІ 25 і пеКількість розрядів першого 33 та другого 21 ліреднім фронтом запускає одновібратор 26, який в чильників імпульсів, а також кількість компараторів свою чергу ви хідним сигналом логічної одиниці, та тригерів, що фіксують значення комутованого що подається на цифровий комутатор 35, підклюструму та тиску стисненого повітря, вибирається в чає вихідн у цифрову шину др угого лічильника імзалежності від діапазону вимірюваних струму та пульсів 33 до цифрового компаратора 36 через тиску і від необхідного ступеня точності визначендругий функціональний перетворювач 34, в якому ня витраченого вимикачем ресурсу. значення струму, що встановлюється на виході Кількість розрядів третього лічильника імпульлічильника імпульсів 33 після вимкнення високосів 24 вибирається в залежності від значення мевольтного вимикача системою релейного захисту, ханічного ресурсу вимикача. множиться на коефіцієнт, яким враховується доТривалість імпульсу диференціюючого елемедаткове спрацювання ресурсу вимикача, що винта 23 вибирається меншою тривалості імпульсу трачається згідно ресурсних характеристик на ввігенератора імпульсів 27. мкнення. Таким чином, в пристрої в такому циклі Час затримки сигналу в блоці затримки сигнароботи враховується спрацювання робочого релу 31 вибирається більшим тривалості циклу, коли сурсу вимикача по ресурсних характеристиках на в перший лічильник імпульсів 33 надходить найбівмикання і вимикання при ввімкненні останнього льша кількість імпульсів. на коротке замикання в електричній мережі. Перший 17 і другий 34 функціональні перетвоУ випадку, якщо через вимикач протікає аварювачі можна реалізувати на мікросхемі постійнорійний струм короткого замикання, але комутація го запам'ятовуючого пристрою, в якій записані відцього струму здійснюється іншим вимикачем, то повідні коди, причому в першому функціональному сигнал логічної одиниці, що з'являється на виході перетворювачі 17 записані коди, кожен із яких відцифрового компаратора 36, поступає на вхід блоповідає певному коефіцієнту спрацювання робочока затримки сигналу 31, з ви ходу якого через певго ресурсу вимикача в залежності від будь-якого із ний час сигнал логічної одиниці через другий елеможливих значень струму і тиску стисненого повітмент АБО 32 поступає на другі входи першого 5, ря в перерахунку на комутацію номінального родругого 6, третього 7, четвертого 14, п'ятого 15 бочого струму, а в другому функціональному петригерів та першого лічильника імпульсів 33 тим ретворювачі 34 записані коди, які відображають самим обнуляючи їх та готуючи пристрій до нового спрацювання ресурсу вимикача при його включенциклу роботи. ні на коротке замикання в мережі. Тривалість роботи одновібратора 26 підібрана 11 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 3742 Підписне 12 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601