Пристрій для контролю ресурсу повітряних високовольтних вимикачів

Пристрій для контролю ресурсу повітряних високовольтних вимикачів, що містить другий елемент АБО, шостий, сьомий і восьмий елементи t, функціональний перетворювач, другий, третій і четвертий лічильники імпульсів, елемент НІ, перший, другий і третій датчики струму, виходи яких підключені відповідно до входів першого, другого і третього компараторів, а також до аналогових входів першого, другого і третього електронних ключів, виходи яких з'єднані між собою, а також зі входами четвертого і п'ятого компараторів, другий вхід першого лічильника імпульсів підключений до виходу першого елемента АБО, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля, а другий вхід підключений до виходу формувача імпульсів, вихід датчика комутації з'єднаний зі входом диференціюючого елемента та з першим входом другого елемента І, вихід якого підключений до входу формувача імпульсів та до другого входу першого елемента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом першого генератора імпульсів, а вихід підключений до першого входу першого лічильника імпульсів та до перших входів третього, четвертого і п'ятого елементів І, вихід датчика тиску з'єднаний зі входами шостого і сьомого компараторів, другий вхід другого елемента І підключений до виходу цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів, який відрізняється тим, що в нього введені перший та другий ЛІЧИЛЬНИКИ З дешифратором, регістр, другий генератор імпульсів, дев'ятий елемент 1, причому виходи першого, другого і третього компараторів підключені відповідно до перших входів шостого, сьомого І восьмого елементів І, другі входи яких з'єднані відповідно з першим, другим і третім виходами першого лічильника з дешифратором, а також з першим, другим і третім входами регістра, четвертий, п'ятий і шостий входи якого підключені відповідно до першого, другого і третього виходів другого лічильника з дешифратором, а також до других входів третього, четвертого і п'ятого елементів І, виходи яких з'єднані відповідно зі входами другого, третього і четвертого лічильників імпульсів, вихід датчика комутації через елемент НІ підключений до другого входу дев'ятого елемента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом другого генератора імпульсів, а вихід підключений до першого входу першого лічильника з дешифратором, другий вхід якого з'єднаний з виходом датчика комутації, вихід диференціюючого елемента підключений до першого входу другого елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача Імпульсів, а вихід підключений до першого входу другого лічильника з дешифратором, другий вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля, виходи шостого, сьомого І восьмого елементів 1 підключені відповідно до керуючих входів першого, другого і третього електронних ключів, виходи четвертого, п'ятого, шостого І сьомого компараторів з'єднані відповідно з першим, другим, третім і четвертим входами функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина якого підключена до вхідної цифрової шини регістра, вихідна цифрова шина якого з'єднана з першою вхідною цифровою шиною цифрового компаратора. Корисна модель відноситься до області електротехніки і може бути використана для вимірювання комутаційного ресурсу повітряних високовольтних вимикачів. Відомий пристрій для контролю ресурсу комутаційних апаратів [А.С. СРСР № 1656568, М. кл. G07 С 3/10, бюл. № 22, 1991], що містить перший, другий і третій датчики струму, які з'єднані відповідно через перший, другий і третій компара О о Э 9600 тори з першими входами першого, другого і третьвходами першого, другого і третього тригерів, виого тригерів, виходи яких підключені ВІДПОВІДНО до ходи яких підключені відповідно до першого, друпершого, другого і третього входів третього елегого і третього входів другого елемента АБО, а мента АБО, а також відповідно до керуючих входів також відповідно до керуючих входів першого, друпершого, другого і третього електронних ключів, гого і третього електронних ключів, виходи яких виходи яких з'єднані між собою, а також із входами з'єднані між собою, а також із входами четвертого і четвертого І п'ятого компараторів, а аналогові вхоп'ятого компараторів, а аналогові входи підключені ди підключені відповідно до виходів першого, друвідповідно до виходів першого, другого І третього гого І третього датчиків струму, шифратор, перший датчиків струму, шифратор, перший вхід якого вхід якого з'єднаний з виходом третього елемента з'єднаний з виходом другого елемента АБО, а друАБО, а другий і третій входи підключені відповідно гий і третій входи підключені відповідно до виходів до виходів четвертого і п'ятого тригерів, перші четвертого і п'ятого тригерів, перші входи яких входи яких з'єднані відповідно з виходами четверз'єднані відповідно з виходами четвертого і п'ятого того і п'ятого компараторів, а другі входи разом з компараторів, а другі входи разом з другими входругими входами першого, другого і третього тридами першого, другого І третього тригерів і першогерів і першого лічильника імпульсів підключені до го лічильника імпульсів підключені до виходу первиходу першого елемента АБО, перший вхід якого шого елемента АБО, перший вхід якого з'єднаний з'єднаний з виходом блока установки нуля, другий з виходом блока установки нуля, другий вхід вхід підключений до виходу формувача імпульсів, підключений до виходу формувача імпульсів, а а третій вхід з'єднаний з виходом елемента затретій вхід з'єднаний з виходом елемента затримтримки сигналу, вхід якого і другий вхід другого ки сигналу, датчик комутації, вихід якого підклюелемента І підключені до виходу другого елемента чений до входу диференціюючого елемента та АБО, датчик комутації, вихід якого з'єднаний зі першого входу другого елемента І, вихід якого входом диференціюючого елемента і з першим з'єднаний зі входом формувача імпульсів і з друвходом другого елемента І, вихід якого підклюгим входом першого елемента І, до першого входу чений до входу формувача імпульсів і до другого якого підключений вихід генератора імпульсів, а входу першого елемента І, з першим входом якого вихід з'єднаний з першим входом першого лічильз'єднаний вихід генератора Імпульсів, а вихід ника імпульсів і з першими входами четвертого, підключений до першого входу першого лічильшостого І восьмого елементів І, вихід дифеника імпульсів і до перших входів сьомого, дев'ятренціюючого елемента підключений до перших ого й одинадцятого елементів І, перший, другий і входів третього, п'ятого і сьомого елементів І, другі третій виходи шифратора з'єднані відповідно з входи яких з'єднані з виходами відповідно першопершими входами третього, четвертого і п'ятого го, другого і третього елементів НІ, входи яких в елементів І, виходи яких підключені до першого, свою чергу підключені відповідно до виходів пердругого і третього входів другого елемента АБО, а шого, другого і третього тригерів, виходи третього, другі входи з'єднані відповідно з першим, другим і п'ятого і сьомого елементів І з'єднані відповідно з третім виходами першого лічильника імпульсів першими входами третього, четвертого і п'ятого через перший, другий і третій елементи Ш, вихід елементів АБО, другі входи яких підключені диференціюючого елемента підключений до первідповідно до виходів четвертого, шостого і восьших входів шостого, восьмого і десятого елементів мого елементів і, а виходи з'єднані відповідно зі І, другі входи яких з'єднані з виходами відповідно входами другого, третього і четвертого лічильників четвертого, п'ятого і шостого елементів НІ, входи імпульсів, другі входи четвертого, шостого і восьяких у свою чергу підключені відповідно до виходів мого елементів ! підключені відповідно до виходів першого, другого і третього тригерів, виходи шоспершого, другого і третього тригерів, вихід датчика того, восьмого і десятого елементів [ з'єднані тиску з'єднаний зі входами шостого і сьомого комвідповідно з першими входами четвертого, п'ятого параторів, виходи яких підключені до перших і шостого елементів АБО, другі входи яких підклювходів шостого і сьомого тригерів, другі входи яких чені до виходів сьомого, дев'ятого й одинадцятого з'єднані з виходом першого елемента АБО, а виелементів І, а виходи з'єднані зі входами другого, ходи підключені до четвертого і п'ятого входів третього і четвертого лічильників імпульсів функціонального перетворювача, перший, другий і відповідно, другі входи сьомого, дев'ятого й одитретій входи якого з'єднані відповідно з першим, надцятого елементів І підключені відповідно до другим і третім виходами шифратора, вхід елевиходів першого, другого і третього тригерів. мента затримки сигналу та другий вхід другого елемента і підключені до виходу цифрового комГоловним недоліком даного пристрою є те, що паратора, перша вхідна цифрова шина якого він не дозволяє враховувати вичерпання комуз'єднана з вихідною цифровою шиною таційного ресурсу вимикача у випадку, коли осфункціонального перетворювача, а друга - підклютанній відключає коло зі струмом, меншим за чена до вихідної цифрової шини першого лічильномінальний, оскільки залишковий ресурс вимиканика Імпульсів. ча витрачається нерівномірно в залежності від значення комутованого струму. Недоліком даного пристрою є недостатня За прототип обрано пристрій для контролю точність за рахунок того, що він не дозволяє враресурсу повітряних високовольтних вимикачів [Паховувати вичерпання комутаційного ресурсу вимитент №55864А, UA, М. кл. G 07 С 3/10, бюл. № 4, кача, що витрачається нерівномірно при комутації 2003], що містить перший, другий і третій датчики різних струмів, у випадку, коли останній відключає струму, виходи яких з'єднані відповідно через коло зі струмом, меншим за номінальний. перший, другий і третій компаратори з першими 9600 В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для контролю ресурсу повітряних високовольтних вимикачів, в якому за рахунок введення нових блоків та зв'язків між ними з'являється можливість враховувати вичерпання комутаційного ресурсу вимикача у випадку, коли останній відключає коло зі струмом, меншим за номінальний, що дозволяє підвищити точність роботи пристрою. Поставлена задача досягається тим, що в пристрій для контролю ресурсу повітряних високовольтних вимикачів, що містить другий елемент АБО, шостий, сьомий і восьмий елементи І, функціональний перетворювач, другий, третій і четвертий лічильники імпульсів, елемент НІ, перший, другий І третій датчики струму, виходи яких підключені відповідно до входів першого, другого і третього компараторів, а також до аналогових входів першого, другого і третього електронних ключів, виходи яких з'єднані між собою, а також зі входами четвертого і п'ятого компараторів, другий вхід першого лічильника імпульсів підключений до виходу першого елемента АБО, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля, а другий вхід підключений до виходу формувача імпульсів, вихід датчика комутації з'єднаний зі входом диференціюючого елемента та з першим входом другого елемента І, вихід якого підключений до входу формувача імпульсів та до другого входу першого елемента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом першого генератора Імпульсів, а вихід підключений до першого входу першого лічильника Імпульсів та до перших входів третього, четвертого і п'ятого елементів І, вихід датчика тиску з'єднаний зі входами шостого і сьомого компараторів, другий вхід другого елемента І підключений до виходу цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів, введено перший та другий лічильники з дешифратором, регістр, другий генератор Імпульсів, дев'ятий елемент І, причому виходи першого, другого і третього компараторів підключені відповідно до перших входів шостого, сьомого І восьмого елементів І, другі входи яких з'єднані відповідно з першим, другим і третім виходами першого лічильника з дешифратором, а також з першим, другим і третім входами регістра, четвертий, п'ятий і шостий входи якого підключені відповідно до першого, другого і третього виходів другого лічильника з дешифратором, а також до других входів третього, четвертого і п'ятого елементів І, виходи яких з'єднані відповідно зі входами другого, третього і четвертого лічильників імпульсів, вихід датчика комутації через елемент НІ підключений до другого входу дев'ятого елемента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом другого генератора імпульсів, а вихід підключений до першого входу першого лічильника з дешифратором, другий вхід якого з'єднаний з виходом датчика комутації', вихід диференціюючого елемента підключений до першого входу другого елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача Імпульсів, а вихід підключений до першого входу другого лічильника з дешифратором, другий вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля, виходи шостого, сьомого і восьмого елементів 1 підключені відповідно до керуючих входів першого, другого і третього електронних ключів, виходи четвертого, п'ятого, шостого і сьомого компараторів з'єднані відповідно з першим, другим, третім і четвертим входами функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина якого підключена до вхідної цифрової шини регістра, вихідна цифрова шина якого з'єднана з першою вхідною цифровою шиною цифрового компаратора. Пристрій для контролю ресурсу повітряних високовольтних вимикачів пояснюється кресленням, на якому зображена його структурна схема. На схемі: 1, 2, 3 - перший, другий і третій датчики струму; 4, 5, 6 -перший, другий і третій компаратори; 7, 8, 9 - шостий, сьомий і восьмий елементи І; 10, 11, 12 - перший, другий і третій електронні ключі; 13 - перший лічильник з дешифратором; 14, 15 - четвертий і п'ятий компаратори; 16 датчик тиску; 17, 18 - шостий і сьомий компаратори; 19 - функціональний перетворювач; 20 регістр; 21 - другий генератор імпульсів; 22 - дев'ятий елемент І; 23 - елемент НІ; 24 - диференціюючий елемент; 25 - другий елемент АБО; 26 - другий лічильник з дешифратором; 27 - перший генератор імпульсів; 28 - перший елемент І; 29 датчик комутації; ЗО - другий елемент І; 31 - блок установки нуля; 32 - формувач імпульсів; 33 перший елемент АБО; 34 - перший лічильник імпульсів; 35 - цифровий компаратор; 36, 37, 38 третій, четвертий і п'ятий елементи І; 39, 40, 41 другий, третій і четвертий лічильники імпульсів, причому виходи першого 1, другого 2 і третього З датчиків струму підключені відповідно до входів першого 4, другого 5 і третього 6 компараторів, а також до аналогових входів першого 10, другого 11 і третього 12 електронних ключів, виходи яких з'єднані між собою, а також зі входами четвертого 14 і п'ятого 15 компараторів, другий вхід першого лічильника Імпульсів 34 підключений до виходу першого елемента АБО 33, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля 3 1 , а другий вхід підключений до виходу формувача імпульсів 32, вихід датчика комутації 29 з'єднаний зі входом диференціюючого елемента 24 та з першим входом другого елемента І ЗО, вихід якого підключений до входу формувача імпульсів 32 та до другого входу першого елемента І 28, перший вхід якого з'єднаний з виходом першого генератора імпульсів 27, а вихід підключений до першого входу першого лічильника імпульсів 34 та до перших входів третього 36, четвертого 37 І п'ятого 38 елементів І, вихід датчика тиску 16 з'єднаний зі входами шостого 17 і сьомого 18 компараторів, другий вхід другого елемента І ЗО підключений до виходу цифрового компаратора 35, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів 34, виходи першого 4, другого 5 і третього 6 компараторів підключені відповідно до перших входів шостого 7, сьомого 8 і восьмого 9 елементів І, другі входи яких з'єднані відповідно з першим, другим і третім виходами першого лічильника з дешифратором 13, а також з першим, другим і третім входами регістра 20, четвертий, п'ятий і шостий входи 9600 якого підключені відповідно до першого, другого і третього виходів другого лічильника з дешифратором 26, а також до других входів третього 36, четвертого 37 і п'ятого 38 елементів І, виходи яких з'єднані відповідно зі входами другого 39, третього 40 і четвертого 41 лічильників імпульсів, вихід датчика комутації 29 через елемент НІ 23 підключений до другого входу дев'ятого елемента І 22, перший вхід якого з'єднаний з виходом другого генератора імпульсів 21, а вихід підключений до першого входу першого лічильника з дешифратором 13, другий вхід якого з'єднаний з виходом датчика комутації 29, вихід диференціюючого елемента 24'підключений до першого входу другого елемента АБО 25, другий вхід якого з'єднаний з виходом формувача імпульсів 32, а вихід підключений до першого входу другого лічильника з дешифратором 26, другий вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля 31, виходи шостого 7, сьомого 8 і восьмого 9 елементів ! підключені відповідно до керуючих входів першого 10, другого 11 І третього 12 електронних ключів, виходи четвертого 14, п'ятого 15, шостого 17 і сьомого 18 компараторів з'єднані відповідно з першим, другим, третім і четвертим входами функціонального перетворювача 19, вихідна цифрова шина якого підключена до вхідної цифрової шини регістра 20, вихідна цифрова шина якого з'єднана з першою вхідною цифровою шиною цифрового компаратора 35. Запропонований пристрій працює так. При подачі напруги живлення блок установки нуля 31 коротким імпульсом скидає другий лічильник з дешифратором 26 та через перший елемент АБО 33 встановлює в нульове положення перший лічильник імпульсів 34. Одночасно перший 27 та другий 21 генератори імпульсів починають виробляти послідовність імпульсів. Якщо вимикач введений в роботу, то на виходах першого 1, другого 2 і третього 3 датчиків струму з'являється напруга, пропорційна струму, що протікає в різних фазах вимикача, яка подається на входи першого 4, другого 5 і третього 6 компараторів, пороги спрацювання яких дещо вищі нульового значення. При цьому на виходах компараторів 4-6 з'являються сигнали логічної одиниці, які поступають на перші входи шостого 7, сьомого 8 і восьмого 9 елементів І. Також з виходу другого генератора імпульсів 21 через відкритий дев'ятий елемент І 22 (при цьому на другому вході присутній сигнал логічної одиниці, отриманий з виходу елемента НІ 23, оскільки на вхід останнього надходить сигнал логічного нуля з виходу датчика комутації 29) на перший вхід першого лічильника з дешифратором 13 поступають імпульси, які по черзі формують сигнали логічної одиниці на його виходах, тим самим по черзі відкриваючи шостий 7, сьомий 8 і восьмий 9 елементи !, а також першу, другу і третю комірки пам'яті регістра 20 для запису. При цьому по черзі на керуючі входи першого 10, другого 11 і третього 12 електронних ключів надходять сигнали логічної одиниці, тим самим відкриваючи їх. Сигнали напруги з виходів датчиків струму 1-3 через відповідні відкриті електронні ключі 10-12 поступають на входи четвертого 14 і п'ятого 15 компараторів, які мають різні пороги 8 спрацювання. Одночасно на виході датчика тиску 16 з'являється сигнал, пропорційний тиску стисненого повітря, що подається на входи шостого 17 і сьомого 18 компараторів. Сигнали, які з'являються на виходах четвертого 14, п'ятого 15, шостого 17 і сьомого 18 компараторів поступають на входи функціонального перетворювача 19, на виході якого з'являється цифровий код, що відповідає величині струму, який протікає в вимикачі при відповідному значенні тиску стисненого повітря. Цифровий код з виходу функціонального перетворювача 19 поступає на вхідну цифрову шину регістра 20, де по черзі запам'ятовується в одній з трьох комірок пам'яті. В залежності від значень струму та тиску стисненого повітря цифровий код на виході функціонального перетворювача 19 змінює своє значення. Таким чином, в регістрі 20 здійснюється запам'ятовування цифрових кодів, які відповідають величинам струму, що протікають в різних фазах вимикача при відповідних значеннях тиску стисненого повітря. У випадку, коли вимикач відключає коло, в якому він знаходиться, на виході датчика комутації 29 з'являється сигнал логічної' одиниці, який через елемент НІ 23 поступає на другий вхід дев'ятого елемента І 22 і закриває його. Також сигнал логічної одиниці з виходу датчика комутації 29 поступає на другий вхід першого лічильника з дешифратором 13 і встановлює його виходи в нульове положення. При цьому сигнал логічної одиниці з виходу датчика комутації 29 поступає на вхід диференціюючого елемента 24 і формує на його виході короткий імпульс, який через другий елемент АБО 25 поступає на перший вхід другого лічильника з дешифратором 26. В цей момент на першому виході другого лічильника з дешифратором 26 з'являється сигнал логічної одиниці, який подається на четвертий вхід регістра 20, дозволяючи при цьому зчитування цифрового коду з першої комірки пам'яті, який подається на першу вхідну цифрову шину цифрового компаратора 35. При цьому на виході цифрового компаратора 35 з'являється сигнал логічної одиниці, який через відкритий другий елемент І ЗО (при цьому на першому вході присутній сигнал логічної одиниці з виходу датчика комутації' 29) поступає на другий вхід першого елемента І 28 і відкриває його. З виходу першого генератора імпульсів 27 імпульси поступають на перший вхід першого лічильника імпульсів 34, а також через відкритий третій елемент І 36 (при цьому на другому вході присутній сигнал логічної одиниці з першого виходу другого лічильника з дешифратором 26) надходять у другий лічильник імпульсів 39. Кількість імпульсів, що поступають в другий лічильник імпульсів 39, показує як витрачається робочий ресурс вимикача в залежності від значення комутованого струму при відповідному значенні тиску стисненого повітря. Імпульси з виходу першого генератора імпульсів 27 поступають до тих пір, поки цифрові коди на першій і другій вхідних цифрових шинах цифрового компаратора 35 не зрівняються. В цей момент сигнал логічного нуля з виходу цифрового компаратора 35 через другий елемент І ЗО поступає на 9 9600 10 відключається, і числом імпульсів, які надійшли в другий вхід першого елемента І 28 та закриває лічильники, що показує як витрачається ресурс його, а також на вхід формувача Імпульсів 32, який вимикача в залежності від різних значень комутокоротким імпульсом через перший елемент АБО ваного струму при відповідному значенні тиску 33 обнуляє перший лічильник імпульсів 34. Також стисненого повітря. короткий імпульс з виходу формувача імпульсів 32 через другий елемент АБО 25 поступає на перший Для коректної роботи пристрою необхідно вхід другого лічильника з дешифратором 26. При сталу часу диференціюючого елемента 24 вибицьому на першому виході другого лічильника з рати меншою періоду проходження Імпульсів пердешифратором 26 встановлюється сигнал шого генератора імпульсів 27. логічного нуля, а на другому виході з'являється Частота імпульсів першого генератора сигнал логічної одиниці, який дозволяє зчитування імпульсів 27 є значно більшою частоти імпульсів цифрового коду з другої комірки пам'яті регістра другого генераторів імпульсів 21. 20. Зменшення залишкового ресурсу відбувається Кількість розрядів першого 34, другого 39, аналогічним чином. третього 40 і четвертого 41 лічильників імпульсів, а також кількість компараторів, що фіксують знаУ випадку коли зменшення залишкового речення комутованого струму та тиску стисненого сурсу вимикача пройшло для всіх трьох фаз вимиповітря, вибирається в залежності від діапазону кача, короткий імпульс з виходу формувача вимірюваних струму та тиску і від необхідного стуімпульсів 32 через другий елемент АБО 25 поступеня точності визначення витраченого вимикачем пає на перший вхід другого лічильника з дешифресурсу. ратором 26, встановлюючи його виходи в нульове положення. Функціональний перетворювач 19 можна реНа цьому цикл роботи пристрою закінчується. алізувати на мікросхемі постійного запам'ятовуючВ залежності від числа компараторів, що спрацюого пристрою, в якій записані відповідні коди, ковали, певна кількість імпульсів почергово заножен із яких відповідає певному коефіцієнту спраситься в другий 39, третій 40 і четвертий 41 цювання робочого ресурсу вимикача в залежності лічильники імпульсів. При цьому дотримується від будь-якого із можливих значень струму і тиску визначена залежність між значенням струму, що стисненого повітря. 11 12 9600 RG FP -Л — Л 19 20 •у A ст DC 26 СТ В 34 36 38 39 Комп готернэ верстка М Клюкін 37 40 41 Підписне Тираж 26 прим Міністерство освгти 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