Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів

Пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів, що містить датчик струму, входи першого, другого і третього компараторів з'єднані між собою, вихід датчика початку комутації підключений до першого входу другого елемента І, 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 з виходом другого елемента І, 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 першими входами першого, другого і третього оптронів, другі входи яких підключені до виходу джерела опорної напруги, а виходи 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 другого елемента І, вихід датчика початку комутації підключений 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, четве 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 № 8515, М. кл. G07С3/10, бюл. № 8, 2005), що містить датчик струму, вихід якого з'єднаний зі входами першого, другого і третього компараторів, вихід датчика початку комутації підключений до першого входу четвертого елемента І, 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 з виходом четвертого елемента І, 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 першими входами першого, другого і третього оптронів, другі входи яких підключені до виходу джерела опорної напруги, виходи першого, другого і третього оптронів 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 четвертого елемента І, вихід датчика початку комутації з'єднаний 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 № 14656, М. кл. G07С3/10, бюл. № 5, 2006), що містить датчик струму, вихід якого з'єднаний зі входами першого, другого і третього компараторів, вихід датчика початку комутації підключений до першого входу другого елемента І, перший вхід першого лічильника імпульсів з'єднаний з виходом 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 з виходом другого елемента І, 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 66033 4 вихід підключений до другого входу першого лічильника імпульсів, виходи першого, другого і третього компараторів з'єднані відповідно з першими входами першого, другого і третього оптронів, другі входи яких підключені до виходу джерела опорної напруги, а виходи з'єднані відповідно з першим, другим і третім входами функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина першого лічильника імпульсів підключена до другої вхідної цифрової шини цифрового компаратора (в подальшому - першого цифрового компаратора), вихід якого з'єднаний з другим входом другого елемента І, вихід датчика початку комутації підключений 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, третього, четвертого, п'ятого, шостого і сьомого 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 з'єднані між собою, вихід датчика початку комутації підключений до першого входу другого елемента І, 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 з виходом другого елемента І, 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 першими входами першого, другого і третього оптронів, другі входи яких підключені до виходу джерела опорної напруги, а виходи з'єднані відповідно з першим, другим і третім входами функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина першого лічильника імпульсів 5 66033 6 підключена до другої вхідної цифрової шини перджерело опорної напруги; 10 - функціональний шого цифрового компаратора, вихід якого з'єднаперетворювач; 11 - регістр; 12 - елемент НІ; 13 ний з другим входом другого елемента І, вихід перший генератор імпульсів; 14 - перший елемент датчика початку комутації підключений до входу І; 15 - другий лічильник імпульсів; 16 - датчик поелемента НІ, вихід першого елемента І з'єднаний чатку комутації; 17 - другий елемент І; 18 - блок зі входом другого лічильника імпульсів, вихідна установки нуля; 19 - формувач сигналу; 20 - перцифрова шина функціонального перетворювача ший елемент АБО; 21 - перший лічильник імпульпідключена до вхідної цифрової шини регістра, сів; 22 - перший цифровий компаратор; 23 - датчик вихідна цифрова шина якого з'єднана з першою початку руху; 24 - датчик напруги; 25, 26 - п'ятий і вхідною цифровою шиною першого цифрового четвертий компаратори; 27 - третій елемент АБО; компаратора, вихід елемента НІ підключений до 28, 29 - шостий і сьомий елементи І; 30 - диференвходу регістра, введено перетворювач напруги ціюючий елемент; 31 - другий елемент АБО; 32 змінного струму в напругу постійного струму, даттригер; 33 - другий генератор імпульсів; 34 - третій чик початку руху, диференціюючий елемент, дателемент І; 35 - блок затримки сигналу; 36 - третій чик напруги, четвертий і п'ятий компаратори, друлічильник імпульсів; 37 - блок задання часу ввімкгий і третій елементи АБО, тригер, другий нення-вимкнення; 38 - другий цифровий компарагенератор імпульсів, третій, четвертий, п'ятий, тор; 39, 40 - четвертий і п'ятий елементи І; 41, 42 шостий і сьомий елементи І, блок затримки сигнаперший і другий індикатори, причому входи першолу, третій лічильник імпульсів, блок задання часу го 3, другого 4 і третього 5 компараторів з'єднані ввімкнення-вимкнення, другий цифровий компараміж собою, вихід датчика початку комутації 16 підтор, перший і другий індикатори, причому вихід ключений до першого входу другого елемента І 17, третього елемента АБО з'єднаний зі входом диперший вхід першого лічильника імпульсів 21 з'єдференціюючого елемента, вихід якого підключенаний з виходом першого елемента І 14, перший ний до першого входу тригера, вихід якого з'єднавхід якого підключений до виходу першого генераний з першим входом третього елемента І, другий тора імпульсів 13, а другий вхід і вхід формувача вхід якого підключений до виходу другого генерасигналу 19 з'єднані з виходом другого елемента І тора імпульсів, а вихід з'єднаний з першим входом 17, вихід блока установки нуля 18 підключений до третього лічильника імпульсів, вихідна цифрова першого входу першого елемента АБО 20, другий шина якого підключена до першої вхідної цифровхід якого з'єднаний з виходом формувача сигналу вої шини другого цифрового компаратора, друга 19, а вихід підключений до другого входу першого вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною лічильника імпульсів 21, виходи першого 3, другоцифровою шиною блока задання часу ввімкненняго 4 і третього 5 компараторів з'єднані відповідно з вимкнення, а вихід підключений до перших входів першими входами першого 6, другого 7 і третього четвертого і п'ятого елементів І, виходи яких з'єд8 оптронів, другі входи яких підключені до виходу нані відповідно з першим і другим індикаторами, джерела опорної напруги 9, а виходи з'єднані відвиходи шостого і сьомого елементів І підключені повідно з першим, другим і третім входами функдо других входів п'ятого і четвертого елементів І ціонального перетворювача 10, вихідна цифрова відповідно, вихід датчика напруги з'єднаний з вхошина першого лічильника імпульсів 21 підключена дом четвертого компаратора, вихід якого підклюдо другої вхідної цифрової шини першого цифрочений до другого входу шостого елемента І, вихід вого компаратора 22, вихід якого з'єднаний з друякого з'єднаний з другим входом другого елемента гим входом другого елемента 117, вихід датчика АБО, перший вхід якого підключений до виходу початку комутації 16 підключений до входу елемепершого елемента АБО, а вихід з'єднаний з друнта НІ 12, вихід першого елемента І 14 з'єднаний зі гим входом тригера та з входом блока затримки входом другого лічильника імпульсів 15, вихідна сигналу, вихід якого підключений до другого входу цифрова шина функціонального перетворювача третього лічильника імпульсів, вихід датчика стру10 підключена до вхідної цифрової шини регістра му з'єднаний з входами п'ятого компаратора та 11, вихідна цифрова шина якого з'єднана з перперетворювача напруги змінного струму в напругу шою вхідною цифровою шиною першого цифровопостійного струму, вихід якого підключений до го компаратора 22, вихід елемента НІ 12 підклювходу першого компаратора, виходи шостого і чений до входу регістра 11, вихід третього сьомого елементів І з'єднані відповідно з першим і елемента АБО 27 з'єднаний зі входом диференцідругим входами блока задання часу ввімкненняюючого елемента 30, вихід якого підключений до вимкнення, вихід п'ятого компаратора підключений першого входу тригера 32, вихід якого з'єднаний з до другого входу сьомого елемента І, вихід якого першим входом третього елемента І 34, другий з'єднаний з третім входом другого елемента АБО, вхід якого підключений до виходу другого генераперший і другий виходи датчика початку руху підктора імпульсів 33, а вихід з'єднаний з першим вхолючені відповідно до першого і другого входів тредом третього лічильника імпульсів 36, вихідна цитього елемента АБО, а також з'єднані з першими фрова шина якого підключена до першої вхідної входами шостого і сьомого елементів І відповідно. цифрової шини другого цифрового компаратора Пристрій для контролю ресурсу комутаційних 38, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з апаратів пояснюється кресленням, на якому зовихідною цифровою шиною блока задання часу бражена його структурна схема. ввімкнення-вимкнення 37, а вихід підключений до На схемі: 1 - датчик струму; 2 - перетворювач перших входів четвертого 39 і п'ятого 40 елементів напруги змінного струму в напругу постійного І, виходи яких з'єднані відповідно з першим 41 і струму; 3, 4, 5 - перший, другий і третій компарадругим 42 індикаторами, виходи шостого 28 і сьотори; 6, 7, 8 - перший, другий і третій оптрони; 9 мого 29 елементів І підключені до других входів 7 66033 8 п'ятого 40 і четвертого 39 елементів І відповідно, В залежності від значення струму цифровий вихід датчика напруги 24 з'єднаний з входом четкод на виході функціонального перетворювача 10 вертого компаратора 26, вихід якого підключений змінює своє значення. до другого входу шостого елемента І 28, вихід якоТаким чином, регістром 11 здійснюється перего з'єднаний з другим входом другого елемента дача та запам'ятовування цифрового коду, який АБО 31, перший вхід якого підключений до виходу відповідає величині струму, що протікає в вимикапершого елемента АБО 20, а вихід з'єднаний з чі. другим входом тригера 32 та з входом блока заУ випадку, коли вимикач відключає коло, в тримки сигналу 35, вихід якого підключений до якому він знаходиться, на виході датчика початку другого входу третього лічильника імпульсів 36, комутації 16 з'являється сигнал логічної одиниці, вихід датчика струму 1 з'єднаний з входами п'ятого який через елемент НІ 12 надходить на вхід регіскомпаратора 25 та перетворювача напруги зміннотра 11, тим самим фіксуючи на його виході цифрого струму в напругу постійного струму 2, вихід яковий код, що відповідає значенню комутованого го підключений до входу першого компаратора 3, струму. Також сигнал логічної одиниці через друвиходи шостого 28 і сьомого 29 елементів І з'єднагий елемент І 17 (на другий вхід другого елемента ні відповідно з першим і другим входами блока І 17 надходить сигнал логічної одиниці з виходу задання часу ввімкнення-вимкнення 37, вихід п'япершого цифрового компаратора 22) надходить на того компаратора 25 підключений до другого входу другий вхід першого елемента І 14 і відкриває йосьомого елемента І 29, вихід якого з'єднаний з го. При цьому з виходу першого генератора імпутретім входом другого елемента АБО 31, перший і льсів 13 імпульси починають надходити на входи другий виходи датчика початку руху 23 підключені першого 21 і другого 15 лічильників імпульсів, відповідно до першого і другого входів третього зменшуючи залишковий ресурс вимикача. Кільелемента АБО 27, а також з'єднані з першими кість імпульсів, що надходять в другий лічильник входами шостого 28 і сьомого 29 елементів І відімпульсів 15, показує, як витрачається робочий повідно. ресурс вимикача в залежності від значення комуЗапропонований пристрій працює так. При потованого струму. Імпульси з виходу першого генедачі напруги живлення на схему блок установки ратора імпульсів 13 надходять, доки цифрові коди нуля 18 коротким імпульсом через перший елена першій і другій вхідних цифрових шинах першомент АБО 20 встановлює перший лічильник імпуго цифрового компаратора 22 не зрівняються. В льсів 21, через другий елемент АБО 31 тригер 32, цей момент сигнал логічного нуля з виходу першоа також через другий елемент АБО 31 та блок заго цифрового компаратора 22 через другий елетримки сигналу 35 третій лічильник імпульсів 36 у мент І 17 надходить на вхід першого елемента І 14 нульове положення. Одночасно перший 13 і друта закриває його, а також на вхід формувача сиггий 33 генератори імпульсів починають виробляти налу 19, який коротким імпульсом через перший послідовності імпульсів. елемент АБО 20 обнуляє перший лічильник імпуЗазначимо, що застосування шунта в датчику льсів 21 та готує пристрій до нового циклу роботи. струму 1 дозволяє отримувати вихідний сигнал, Контроль часу ввімкнення високовольтного який має лінійну залежність від його вхідного сигвимикача здійснюється таким чином. Як тільки налу, а використання оптронів дозволяє здійснити починається процес ввімкнення вимикача, на другальванічну розв'язку між вимірювальним колом та гому виході датчика початку руху 23 з'являється блоками обробки інформації. сигнал, який через третій елемент АБО 27 та диЯкщо вимикач введений в роботу, то на виході ференціюючий елемент 30 встановлює тригер 32 в датчика струму 1 з'являється напруга, пропорційна одиничний стан. Одночасно послідовність імпульструму, що протікає в вимикачі, яка через перетсів з другого генератора імпульсів 33 через третій ворювач напруги змінного струму в напругу поселемент І 34 надходить в третій лічильник імпультійного струму 2 подається на входи першого 3, сів 36. Надходження імпульсів з другого генератодругого 4 і третього 5 компараторів, які мають різні ра імпульсів 33 в третій лічильник імпульсів 36 пороги спрацювання. Сигнали, які з'являються на припиняється в момент початку протікання струму виходах першого 3, другого 4 і третього 5 компачерез високовольтний вимикач, внаслідок чого на раторів через перший 6, другий 7 і третій 8 оптровиході датчика струму 1 з'являється сигнал, який ни відповідно надходять на входи функціональночерез п'ятий компаратор 25 фіксується у вигляді го перетворювача 10, на виході якого з'являється сигналу логічної одиниці і через відкритий сьомий цифровий код, що відповідає величині струму, елемент І 29 (на його другому вході присутній сигякий протікає в вимикачі. Цифровий код з виходу нал логічної одиниці з виходу датчика початку руху функціонального перетворювача 10 надходить на 23) та другий елемент АБО 31 обнуляє тригер 32. вхідну цифрову шину регістра 11. При цьому на Також сигнал логічної одиниці з виходу сьомого вхід регістра 11 через елемент НІ 12 надходить елемента І 29 через другий елемент АБО 31 надсигнал логічного нуля з виходу датчика початку ходить на вхід блока затримки сигналу 35, який комутації 16, який дозволяє встановлення на його через деякий час обнуляє третій лічильник імпульвиході цифрового коду, який дорівнює цифровому сів 36. Одночасно сигнал логічної одиниці з виходу коду на його вході. З виходу регістра 11 цифровий сьомого елемента І 29 відкриває четвертий елекод надходить на першу вхідну цифрову шину мент І 39 та надходить на другий вхід блока запершого цифрового компаратора 22, на другу вхідання часу ввімкнення-вимкнення 37, на виході дну цифрову шину якого надходить цифровий код якого з'являється цифровий код, що відповідає з виходу першого лічильника імпульсів 21. максимальному часу ввімкнення вимикача. При цьому другий цифровий компаратор 38 проводить 9 66033 10 порівняння кодів, що надходять з третього лічильодиниці з виходу шостого елемента І 28 відкриває ника імпульсів 36 і блока задання часу ввімкненняп'ятий елемент І 40 та надходить на перший вхід вимкнення 37. Якщо час ввімкнення менший ніж блока задання часу ввімкнення-вимкнення 37, на максимальний, то на виході другого цифрового виході якого з'являється цифровий код, що відпокомпаратора 38 з'являється сигнал логічного нуля, відає максимальному часу вимкнення вимикача. який не призводить до спрацювання першого індиПри цьому другий цифровий компаратор 38 прокатора 41, що свідчить про правильну роботу виводить порівняння кодів, що надходять з третього соковольтного вимикача. Якщо ж час ввімкнення лічильника імпульсів 36 і блока задання часу ввімвимикача перевищує максимальний, то на виході кнення-вимкнення 37. Якщо час вимкнення мендругого цифрового компаратора 38 з'являється ший, ніж максимальний, то на виході другого цифсигнал логічної одиниці, перший індикатор 41 рового компаратора 38 з'являється сигнал спрацьовує, а це свідчить про некоректну роботу логічного нуля, який не призводить до спрацюванвисоковольтного вимикача. ня другого індикатора 42, що свідчить про правиКонтроль часу вимкнення високовольтного льну роботу високовольтного вимикача. Якщо ж вимикача здійснюється аналогічним чином. Як час вимкнення вимикача перевищує максимальтільки починається процес вимикання вимикача, ний, то на виході другого цифрового компаратора на першому виході датчика початку руху 23 з'яв38 з'являється сигнал логічної одиниці, другий інляється сигнал, який через третій елемента АБО дикатор 42 спрацьовує, а це свідчить про некорек27 та диференціюючий елемент 30 встановлює тну роботу високовольтного вимикача. тригер 32 в одиничний стан. Одночасно послідовКількість розрядів першого 21 та другого 15 ліність імпульсів з другого генератора імпульсів 33 чильників імпульсів, а також кількість компараторів через третій елемент І 34 надходить в третій лічиі оптронів, що фіксують значення комутованого льник імпульсів 36. Це триває доти, поки на виході струму, вибирається в залежності від діапазону датчика напруги 24 не з'явиться сигнал, який через вимірюваного струму і від необхідного ступеня четвертий компаратор 26, відкритий шостий елеточності визначення витраченого вимикачем ресумент І 28 (на його другому вході присутній сигнал рсу. логічної одиниці з виходу датчика початку руху 23) Функціональний перетворювач 10 можна реата другий елемент АБО 31 переводить тригер 32 у лізувати на мікросхемі постійного запам'ятовуючонульовий стан. Також сигнал логічної одиниці з го пристрою, в якій записані відповідні коди, кожен виходу шостого елемента І 28 через другий елеіз яких відповідає певному коефіцієнту спрацюмент АБО 31 надходить на вхід блока затримки вання робочого ресурсу вимикача в залежності від сигналу 35, який через деякий час обнуляє третій будь-якого можливого значення струму. лічильник імпульсів 36. Одночасно сигнал логічної 11 Комп’ютерна верстка М. Мацело 66033 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