Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів

Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів, що містить датчик струму, перший лічильник імпульсів, перший вхід якого з'єднаний з виходом третього 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 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 першого 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, входи першого, другого і третього компараторів підключені один до одного, який відрізняється тим, що в нього введені перетворювач напруги змінного струму в напругу постійного струму, датчик почат 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 [А.С. СРСР № 1446637, МПК G 07 С 3/10, бюл. № 47, 1988], що містить 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 компаратора 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, другий вхід якого підключений до виходу другого елемента АБО, датчик струму, вихід якого з'єднаний зі входами першого, другого і третього компараторів, виходи яких підключені відповідно до перших входів першого, другого і третього тригерів, виходи яких відповідно через шифратор з'єднані з першими входами четвертого, п'ятого і шостого елементів І, виходи яких підключені до першого, другого і третього входів другого елемента АБО, а другі входи з'єднані відповідно з першим, другим і третім виходами другого лічильника імпульсів через другий, третій і четвертий елементи НІ відповідно, блок установки нуля, вихід якого підключений до першого входу третього елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналу, а вихід підключений до других входів першого, другого і третього тригерів, а також до другого входу 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 № 8507, МПК G 07 С 3/10, 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 (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 якого підключена до першої вхідної цифрової шини першого цифрового компаратора, перший і другий виходи якого з'єднані відповідно з другими входами першого і дру 63831 4 гого елементів І, вихід першого 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. 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, датчика напруги, четвертого і п'ятого компараторів, другого і третього елементів АБО; четвертого, п'ятого, шостого, сьомого і восьмого елементів І, диференціюючого елемента, тригера, другого генератора імпульсів, блока затримки сигналу, четвертого лічильника імпульсів, блока задання часу ввімкнення-вимкнення, третього 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, перший лічильник імпульсів, перший вхід якого з'єднаний з виходом третього 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 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 першого 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 пер 5 63831 6 шого цифрового компаратора та до першої вхідної тори; 6 - функціональний перетворювач; 7 - перцифрової шини другого цифрового компаратора, ший генератор імпульсів; 8, 9 - перший і другий друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихіделементи І; 10 - третій лічильник імпульсів; 11 ною цифровою шиною першого лічильника імпуперший цифровий компаратор; 12 - елемент НІ; 13 льсів, а вихід підключений до другого входу тре- датчик початку комутації; 14 - третій елемент І; тього елемента І, вихід датчика початку комутації 15 - другий лічильник імпульсів; 16 - блок установз'єднаний з третім входом третього елемента І та ки нуля; 17 - формувач сигналу; 18 - перший елезі входом елемента НІ, вихід якого підключений до мент АБО; 19 - перший лічильник імпульсів; 20 третіх входів першого і другого елементів І, вихід другий цифровий компаратор; 21 - датчик початку третього елемента І з'єднаний зі входом другого руху; 22 - датчик напруги; 23, 24 - п'ятий і четверлічильника імпульсів, входи першого, другого і тий компаратори; 25 - третій елемент АБО; 26, 27 третього компараторів підключені один до одного, сьомий і восьмий елементи І; 28 - диференціюювведено перетворювач напруги змінного струму в чий елемент; 29 - другий елемент АБО; 30 - тринапругу постійного струму, датчик початку руху, гер; 31 - другий генератор імпульсів; 32 - четвердатчик напруги, четвертий і п'ятий компаратори, тий елемент І; 33 - блок затримки сигналу; 34 другий і третій елементи АБО; четвертий, п'ятий, четвертий лічильник імпульсів; 35 - блок задання шостий, сьомий і восьмий елементи І, диференцічасу ввімкнення-вимкнення; 36 - третій цифровий юючий елемент, тригер, другий генератор імпулькомпаратор; 37, 38 - п'ятий і шостий елементи І; сів, блок затримки сигналу, четвертий лічильник 39, 40 - перший і другий індикатори, причому перімпульсів, блок задання часу ввімкненняший вхід першого лічильника імпульсів 19 з'єднавимкнення, третій цифровий компаратор, перший і ний з виходом третього елемента І 14, перший другий індикатори, причому вихід третього елемевхід якого підключений до виходу першого генеранта АБО з'єднаний зі входом диференціюючого тора імпульсів 7, а другий вхід і вхід формувача елемента, вихід якого підключений до першого сигналу 17 з'єднані між собою, вихід блока установходу тригера, вихід якого з'єднаний з першим вки нуля 16 підключений до першого входу першовходом четвертого елемента І, другий вхід якого го елемента АБО 18, другий вхід якого з'єднаний з підключений до виходу другого генератора імпульвиходом формувача сигналу 17, а вихід підключесів, а вихід з'єднаний з першим входом четвертого ний до другого входу першого лічильника імпульлічильника імпульсів, вихідна цифрова шина якого сів 19, виходи першого 3, другого 4 і третього 5 підключена до першої вхідної цифрової шини трекомпараторів з'єднані відповідно з першим, другим тього цифрового компаратора, друга вхідна цифі третім входами функціонального перетворювача рова шина якого з'єднана з вихідною цифровою 6, вихідна цифрова шина якого підключена до шиною блока задання часу ввімкнення-вимкнення, першої вхідної цифрової шини першого цифрового а вихід підключений до перших входів п'ятого і компаратора 11, перший і другий виходи якого шостого елементів І, виходи яких з'єднані відповіз'єднані відповідно з другими входами першого 8 і дно з першим і другим індикаторами, виходи сьодругого 9 елементів І, вихід першого генератора мого і восьмого елементів І підключені до других імпульсів 7 підключений до перших входів першого входів шостого і п'ятого елементів І відповідно, 8 і другого 9 елементів І, виходи яких з'єднані відвихід датчика напруги з'єднаний з входом четверповідно з першим і другим входами третього лічитого компаратора, вихід якого підключений до друльника імпульсів 10, вихідна цифрова шина якого гого входу сьомого елемента І, вихід якого з'єднапідключена до другої вхідної цифрової шини перний з другим входом другого елемента АБО, шого цифрового компаратора 11 та до першої вхіперший вхід якого підключений до виходу першого дної цифрової шини другого цифрового компараелемента АБО, а вихід з'єднаний з другим входом тора 20, друга вхідна цифрова шина якого тригера та з входом блока затримки сигналу, вихід з'єднана з вихідною цифровою шиною першого якого підключений до другого входу четвертого лічильника імпульсів 19, а вихід підключений до лічильника імпульсів, вихід датчика струму з'єднадругого входу третього елемента І 14, вихід датчиний з входами п'ятого компаратора та перетворюка початку комутації 13 з'єднаний з третім входом вача напруги змінного струму в напругу постійного третього елемента І 14 та зі входом елемента НІ струму, вихід якого підключений до входу першого 12, вихід якого підключений до третіх входів перкомпаратора, виходи сьомого і восьмого елементів шого 8 і другого 9 елементів І, вихід третього елеІ з'єднані відповідно з першим і другим входами мента І 14 з'єднаний зі входом другого лічильника блока задання часу ввімкнення-вимкнення, вихід імпульсів 15, входи першого З, другого 4 і третього п'ятого компаратора підключений до другого входу 5 компараторів підключені один до одного, вихід восьмого елемента І, вихід якого з'єднаний з третретього елемента АБО 25 з'єднаний зі входом тім входом другого елемента АБО, перший і друдиференціюючого елемента 28, вихід якого підкгий виходи датчика початку руху підключені відполючений до першого входу тригера 30, вихід якого відно до першого і другого входів третього з'єднаний з першим входом четвертого елемента І елемента АБО, а також з'єднані з першими входа32, другий вхід якого підключений до виходу другоми сьомого і восьмого елементів І відповідно. го генератора імпульсів 31, а вихід з'єднаний з Пристрій для контролю ресурсу комутаційних першим входом четвертого лічильника імпульсів апаратів пояснюється кресленням, на якому зо34, вихідна цифрова шина якого підключена до бражена його структурна схема. першої вхідної цифрової шини третього цифрового На схемі: 1 - датчик струму; 2 - перетворювач компаратора 36, друга вхідна цифрова шина якого напруги змінного струму в напругу постійного з'єднана з вихідною цифровою шиною блока заструму; 3, 4, 5 - перший, другий і третій компарадання часу ввімкнення-вимкнення 35, а вихід підк 7 63831 8 лючений до перших входів п'ятого 37 і шостого 38 першого елемента І 8, на третій вхід якого надхоелементів І, виходи яких з'єднані відповідно з педить сигнал логічної одиниці з виходу датчика поршим 39 і другим 40 індикаторами, виходи сьомого чатку комутації 13 через елемент НІ 12. При цьому 26 і восьмого 27 елементів І підключені до других перший елемент І 8 відкривається і дозволяє провходів шостого 38 і п'ятого 37 елементів І відповідходження імпульсів від першого генератора імпуно, вихід датчика напруги 22 з'єднаний з входом льсів 7 на перший вхід третього лічильника імпучетвертого компаратора 24, вихід якого підключельсів 10, цифровий код на виході якого ний до другого входу сьомого елемента І 26, вихід збільшується. Цифровий код на виході третього якого з'єднаний з другим входом другого елемента лічильника імпульсів 10 збільшується до тих пір, АБО 29, перший вхід якого підключений до виходу поки цифрові коди на першій і другій вхідних цифпершого елемента АБО 18, а вихід з'єднаний з рових шинах першого цифрового компаратора 11 другим входом тригера 30 та з входом блока зане зрівняються. При цьому на обох виходах пертримки сигналу 33, вихід якого підключений до шого цифрового компаратора 11 з'являються сигдругого входу четвертого лічильника імпульсів 34, нали логічного нуля і перший елемент І 8 закривавихід датчика струму 1 з'єднаний з входами п'ятого ється. компаратора 23 та перетворювача напруги змінноЯкщо цифровий код на першому вході першого струму в напругу постійного струму 2, вихід якого цифрового компаратора 11 менший ніж на друго підключений до входу першого компаратора 3, гому, то на другому виході з'являється сигнал логівиходи сьомого 26 і восьмого 27 елементів І з'єдчної одиниці, який надходить на другий вхід нані відповідно з першим і другим входами блока другого елемента І 9, на третій вхід якого надхозадання часу ввімкнення-вимкнення 35, вихід п'ядить сигнал логічної одиниці з виходу датчика потого компаратора 23 підключений до другого входу чатку комутації 13 через елемент НІ 12. При цьому восьмого елемента І 27, вихід якого з'єднаний з другий елемент І 9 відкривається і дозволяє протретім входом другого елемента АБО 29, перший і ходження імпульсів від першого генератора імпудругий виходи датчика початку руху 21 підключені льсів 7 на другий вхід третього лічильника імпульвідповідно до першого і другого входів третього сів 10, цифровий код на виході якого зменшується. елемента АБО 25, а також з'єднані з першими Цифровий код на виході третього лічильника імпувходами сьомого 26 і восьмого 27 елементів І відльсів 10 зменшується до тих пір, поки цифрові повідно. коди на першій і другій вхідних цифрових шинах Запропонований пристрій працює так. При попершого цифрового компаратора 11 не зрівняютьдачі напруги живлення на схему блок установки ся. При цьому на обох виходах першого цифровонуля 16 коротким імпульсом через перший елего компаратора 11 з'являються сигнали логічного мент АБО 18 встановлює у нульове положення нуля і другий елемент І 9 закривається. перший лічильник імпульсів 19, через другий елеТаким чином, в третьому лічильнику імпульсів мент АБО 29 тригер 30 та через блок затримки 10 здійснюється запам'ятовування цифрового косигналу 33 четвертий лічильник імпульсів 34. Одду, який відповідає величині струму, що протікає в ночасно перший 7 і другий 31 генератори імпульсів вимикачі. починають виробляти послідовності імпульсів. У випадку, коли вимикач відключає коло, в Зазначимо, що застосування шунта в датчику якому він знаходиться, на виході датчика початку струму 1 замість трансформатора струму дозвокомутації 13 з'являється сигнал логічної одиниці, ляє отримувати вихідний сигнал, який має лінійну який через елемент НІ 12 надходить на треті вхозалежність від його вхідного сигналу. ди першого 8 і другого 9 елементів І, тим самим Якщо вимикач введений в роботу, то на виході встановлюючи на їх виходах сигнали логічного датчика струму 1 з'являється напруга, пропорційна нуля. Також сигнал логічної одиниці надходить на струму, що протікає в вимикачі, яка через переттретій вхід третього елемента І 14 і відкриває його ворювач напруги змінного струму в напругу пос(з виходу другого цифрового компаратора 20 сигтійного струму 2 подається на входи першого 3, нал логічної одиниці надходить на другий вхід тредругого 4 і третього 5 компараторів, які мають різні тього елемента 114). При цьому з виходу першого пороги спрацювання. Сигнали, які з'являються на генератора імпульсів 7 імпульси починають надвиходах першого 3, другого 4 і третього 5 компаходити на входи першого 19 і другого 15 лічильнираторів надходять на входи функціонального пеків імпульсів, зменшуючи залишковий ресурс виретворювача 6, на виході якого з'являється цифмикача. Кількість імпульсів, що надходять в другий ровий код, що відповідає величині струму, який лічильник імпульсів 15, показує як витрачається протікає в вимикачі. Цифровий код з виходу функробочий ресурс вимикача в залежності від значенціонального перетворювача 6 надходить на першу ня комутованого струму. Імпульси з виходу першовхідну цифрову шину першого цифрового компаго генератора імпульсів 7 надходять до тих пір, ратора 11, на другу вхідну цифрову шину якого поки цифрові коди на першій і другій вхідних цифнадходить код з виходу третього лічильника імпурових шинах другого цифрового компаратора 20 льсів 10. не зрівняються. В цей момент сигнал логічного В залежності від значення струму цифровий нуля з виходу другого цифрового компаратора 20 код на виході функціонального перетворювача 6 надходить на вхід третього елемента І 14 та зазмінює своє значення. криває його, а також на вхід формувача імпульсів Якщо цифровий код на першому вході першо17, який коротким імпульсом через перший елего цифрового компаратора 11 більший ніж на друмент АБО 18 обнуляє перший лічильник імпульсів гому, то на першому виході з'являється сигнал 19 та готує пристрій до нового циклу роботи. логічної одиниці, який надходить на другий вхід 9 63831 10 Контроль часу ввімкнення високовольтного АБО 25 та диференціюючий елемент 28 встановвимикача здійснюється таким чином. Як тільки лює тригер 30 в одиничний стан. Одночасно поспочинається процес ввімкнення вимикача, то на лідовність імпульсів з другого генератора імпульдругому виході датчика початку руху 21 з'являєтьсів 31 через четвертий елемент І 32 надходить в ся сигнал, який через третій елемент АБО 25 та четвертий лічильник імпульсів 34. Це триває до диференціюючий елемент 28 встановлює тригер тих пір, поки на виході датчика напруги 22 не з'яв30 в одиничний стан. Одночасно послідовність иться сигнал, який через четвертий компаратор імпульсів з другого генератора імпульсів 31 через 24, відкритий сьомий елемент І 26 (на його другочетвертий елемент І 32 надходить в четвертий му вході присутній сигнал логічної одиниці з вихолічильник імпульсів 34. Надходження імпульсів з ду датчика початку руху 21) та другий елемент другого генератора імпульсів 31 в четвертий лічиАБО 29 переводить тригер 30 у нульовий стан. льник імпульсів 34 припиняється в момент початку Також сигнал логічної одиниці з виходу сьомого протікання струму через високовольтний вимикач, елемента І 26 через другий елемент АБО 29 надвнаслідок чого на виході датчика струму 1 з'являходить на вхід блока затримки сигналу 33, який ється сигнал, який через п'ятий компаратор 23 через деякий час обнуляє четвертий лічильник фіксується у вигляді сигналу логічної одиниці і чеімпульсів 34. Одночасно сигнал логічної одиниці з рез відкритий восьмий елемент І 27 (на його друвиходу сьомого елемента І 26 відкриває шостий гому вході присутній сигнал логічної одиниці з виелемент І 38 та надходить на перший вхід блока ходу датчика початку руху 21) та другий елемент задання часу ввімкнення-вимкнення 35, на виході АБО 29 обнуляє тригер 30. Також сигнал логічної якого з'являється цифровий код, що відповідає одиниці з виходу восьмого елемента І 27 через максимальному часу вимкнення вимикача. При другий елемент АБО 29 надходить на вхід блока цьому третій цифровий компаратор 36 проводить затримки сигналу 33, який через деякий час обнупорівняння кодів, що надходять з четвертого лічиляє четвертий лічильник імпульсів 34. Одночасно льника імпульсів 34 і блока задання часу ввімксигнал логічної одиниці з виходу восьмого елеменнення-вимкнення 35. Якщо час вимкнення менший та І 27 відкриває п'ятий елемент І 37 та надходить ніж максимальний, то на виході третього цифровона другий вхід блока задання часу ввімкненняго компаратора 36 з'являється сигнал логічного вимкнення 35, на виході якого з'являється цифронуля, який не призводить до спрацювання другого вий код, що відповідає максимальному часу ввімкіндикатора 40, що свідчить про правильну роботу нення вимикача. При цьому третій цифровий комвисоковольтного вимикача. Якщо ж час вимкнення паратор 36 проводить порівняння кодів, що вимикача перевищує максимальний, то на виході надходять з четвертого лічильника імпульсів 34 і третього цифрового компаратора 36 з'являється блока задання часу ввімкнення-вимкнення 35. Яксигнал логічної одиниці, другий індикатор 40 спращо час ввімкнення менший ніж максимальний, то цьовує, а це свідчить про некоректну роботу висона виході третього цифрового компаратора 36 ковольтного вимикача. з'являється сигнал логічного нуля, який не призвоКількість розрядів першого 19, другого 15 та дить до спрацювання першого індикатора 39, що третього 10 лічильників імпульсів, а також кількість свідчить про правильну роботу високовольтного компараторів, що фіксують значення комутованого вимикача. Якщо ж час ввімкнення вимикача переструму, вибирається в залежності від діапазону вищує максимальний, то на виході третього цифвимірюваного струму і від необхідного ступеня рового компаратора 36 з'являється сигнал логічної точності визначення витраченого вимикачем ресуодиниці, перший індикатор 39 спрацьовує, а це рсу. свідчить про некоректну роботу високовольтного Функціональний перетворювач 6 можна реалівимикача. зувати на мікросхемі постійного запам'ятовуючого Контроль часу вимкнення високовольтного пристрою, в якій записані відповідні коди, кожен із вимикача здійснюється аналогічним чином. Як яких відповідає певному коефіцієнту спрацювання тільки починається процес вимикання вимикача, робочого ресурсу вимикача в залежності від будьто на першому виході датчика початку руху 21 якого можливого значення струму. з'являється сигнал, який через третій елемента 11 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 63831 Підписне 12 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