Устройство для защитного отключения контактной сети при замыкании на землю

 

Н. j3. Косарев изобретения

Белгородский технологический институт строителбных--.—.- .. материалов им. И. А. Гришманова-(71 ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПРИ ЗАМЫКАНИИ

НА ЗЕМЛЮ

Изобретение относится к электротех-. нике и предназначено для защитного отключения контактных сетей постоянного тока в случае замыкания на землю.

Известны устройства, предназначенные для отключения тяговых сетей при возникновении утечки, содержащие источники оперативного переменного тока и пассивные 1 С-заградительные фильтры— ð ðà РУКС (13

Известен также ряд устройств для защитного отключения контактной сети постоянного тока, содержащих источники по стоянного оперативного тока и вентильные заградители с циклическим прерыванием сети нагрузки 12) и (З3 °

Недостатками указанных устройств являются низкая надежность вследствие сложности схем и наличия большого к личества элементов, и отсутствие контроля исправности последних. Кроме того, применение устройств с циклическим пре-. рыванием нагрузки связано с ухудшением

2 качества рабочего напряжения в тяговой сети, Наиболее близким к предпагаемому яв ляется устройство для. защиты от утечки тока в контактной сети электровозной откатки, содержащее задающий автогенератор, источник оперативного сигнала, включенный последовательно с измерительным элементом в цепь контроля оперативного тока, и заградители в цепях нагрузок, а также делитель частоты, формирователь длительности контрольных импульсов, элемент задержки, логический элемент И, инерционный контролирующий пороговый элемент, блок последсвательного анализа, введенные д)ы обеспечения автоматическо.

ro контроля исправности устройства (4$

- Недостатком известного устройства яв ляется сложность схемы, снижающая его надежность. С целью обеспечения автомаzo тического контроля исправности элементов устройства введены дополнительно 7 бло. ков и элементов, что значительно усложняет устройство и не обеспечивает полно3 1003

ro контроля исправности всех элементов и заградителей.

IIenb изобретения - повышение надежности работы устройства путем упрощения схемы и обеспечения самоконтроля исправ- > ности всех элементов устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник переменного оперативного тока, включенный между контактным проводом и землей1а последовательно с чувствительным органом, выход которого соединен с силовым выключателем контактной сети, и вентильные заградители в цепях нагрузок, в качестве чувствительного органа исполь- g

$oBsH элемент, реагирующий на среднее значение оперативного переменного тока за период, а между контактным проводом и землей1 подключена вновь введенная нагрузочная цепочка, состоящая из последо- вательно соединенных диода и подстроечного резистора.

Чувствитепьный орган испапьзуют и дпя срабатывания при появлении утечки в кОнтактной сети и для самоконтроля я5 исправности всех элементов устройства и заградителей нагрузок. Для поддержания минимального значения нулевой составляющей оперативного тока, среднего значения переменного тока, протекающего через чувствительный орган в отсутствие тяговой нагрузки, служит цепочка, состоящая из диода и подстроечного резис« тора, включенная между контактным про водом и землей.

На чертеже приведена принпИпиальная

33 схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 оперативного переменного синусоидального напряжения, подключенный последователь46 но с чувствительным органом 2 и конденсатором 3 связи между контактным проводом 4 и землей (реп,сом) 5, в качестве чувствительного органа использован элемент, реагирующий на среднее значение переменного тока за период, т..е, на нулевую составляющую тока, например прибор магнитоэлектрической системы. Размыкающий контакт 6 чувствительного органа подключен в Отключающую цепь силового выключателя контактной сети 7. Между контактным проводом

4 и рельсом 5 включены также полупроводниковый диод 8 с подстроечным резистором 9. Тяговая нагрузка 10 вклю- >> чается через вентильные заградители 11.

Сопротивление изошппщ контактной сети обозначено на схеме резистором 12.

225 4

Устройство работает следуклпим образом.

При включении источника 1 переменного синусоидального тока через чувствительный орган 2 и конденсатор 3 связи протекает переменный несинусоидальный ток. Несинусоидальность оперативного тока вызвана тем, что в положительный полупериод напряжения источника оперативный ток протекает по трем параллельным ветвям сопротивлений: через нагрузку 10 и вентильный заградитель 11, через пере менный1 подстроечный резистор 9 и диод 8 нагрузочной цепочки, через резистор 12.

При,этом общее сопротивление цепи для оперативного тока в положительный полупериод оперативного тока в положительный псцтупериод оперативного напряжения будет значительно ниже, чем сопротивление изоляции сети. В отрицательный полупериод оперативного напряжения оперативный ток протекает практически только по одной ветви с резистора 12.

Оперативный ток через нагрузку 10 и нагрузочную цепочку 9 и 8 будет незначителен и опрепеляется величиной обратного сопротивления диода 8 и вентилей

1 1. Общее сопротивление оперативного тока в отрицательный попупериод оперативного напряжения практически равно сопротивлению изоляции сити. Таким образом, величина оперативного тока, протекающвго через чувствительный орган устройства 2 в положительный и отрицательный пспупериоды будет разпичной.

Это вызовет появление нулевой составляющей оперативного тока, протекающего через чувствительный орган 2, которая определяется каи среднее значение тока за период.

Так как в качестве чувствительного органа 2 использован прибор, реагирующий на среднее значение тока за период (например, магнитоэлектрическое реле), то нулевая составляющая тока вызовет срабатывание чувствительного органа 2, и размыкающий контакт его 6, разрывая откпючающую цепь силового автоматического выключателя 7, дает возможность подать в контактную сеть рабочее напряжение. В случае замыкания контактного провода 4 на землю (рельс) 5 все три цепочки резисторов 9,10 и 12 шунтируются малым сопротивлением короткозамкнутой пепи. При этом разница в величине сопротивлений для оперативного тока в положительный и отрицательный Олупериоды оперативного напряжения уменьшается. ОперативнЫй ток по форме

5 10032 приближается к синусоидальному и тем больше, чем меньше переходное сопротивление в месте замыкания на землю.

Нулевая составляющая оперативного тока уменьшается (при синусоидальном токе среднее его значение за период равно нулю), в результате чего чувствительный орган 2 замыкает свой контакт 6 в пепи отключающей катушки силового выипочателя 7 и происходит отключение контакт- и ной сети. Чтобы сохранить несинусоидальность оперативного тока и наличие нуле» . вой составляющей в отсутствии нагрузки, в устройство введена вновь нагрузочная цепочка, состоящая из последовательно l S включенных диода 8 и переменного резистора 9. Это не дает возможности чувствительному органу 2 замкнуть свой коцтакт 6 при отсутствии нагрузки. Без этой цепочки и при отсутствии нагрузки 20

10 оперативный ток был бы синусоидальным, а нулевая составляющая его равнялась бы нулю.

Чутвиль и opras 2 saacsrzam свой контакт 6, вызывая отключение вы- 2$ ключателя 7, в случае исчезновения оперативного напряжения (например, из-за неисправности источника 1}, в случае пробоя конденсатора связи 3, в случае пробоя диода 8 или заградителей 11, а 30 также в случае выхода из строя самого чувствительного органа 2 (например, иэ-. за перегорания обмотки реле).

Таким образом, предлагаемое устройотво обладает полным самоконтролем исправности всех элементов, и кроме того, контролируется исправность вентильных заградителей нагрузок, что в известных устройствах не применяется.

25 6

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность зашиты от замыкания на землю в контактных сетях эа счет упрощения электрической схемы и обеспечения полного самоконтроля исправности всех ее узлов, включая заградители нагрузок.

Формула изобретения

Устройство для защитного отключения контактной сети при замыкании на землю, содержащее источник синусоидального то» ка, включенный между контактным проводом и землей последоватечьно с чувствительным органом, выход которого, соеди-.

l нен с силовым выключателем контактйой сети, и вентильные заградители в цепях нагрузок, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства путем упрощения схемы и обеспечения самоконтроля исправности всех элементов устройства, в качестве чувствительного органа использован элемент, реагирующий на среднее значение оперативного переменного тока аа период, а между контактным проводом и землей подключена введенная нагрузочная цепочКа, состоящая из последовательно соединенных диода и подстроечного резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 111833, кл. Н 02 Н 7/26, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

N 674143, кл. Н 02. Н 3/17, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

% 684664, кл. Н 02 Н 3/17, 1977.

4. Авторское свидетельство СССР

% 731511, Еп. Н 02 Н 3/17, 1977.

1003225

Составитель Л.Васькова

Редактор Н.Ковалева Техред О. Неве, Корректор Н. Король

Заказ 1580/39 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депаы изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4