Устройство для контроля состояния тяговой сети

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ, содержащее датчики тока, включеннные по дифференциальной схеме, выходы которых через пороговый элемент подключены к исполнительному органу, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона контролируемых неисправностей, оно снабжено блоком накопления энергии, вход которого подключен к выходам датчиков тока, а выход через пороговый элемент подключен к входу исполнительного органа, выполненного в виде re iepaTOpa с передающей антенной и приемника аварийных сигналов. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок накопления энергии представляет собой диодно-конденсаторный выпрямитель с умножением.напряжения, параллельно выходам которого подключен конденсатор. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что антенна выполнена в виде расположенного параллельно тяговой сети однопроводного четвертьволнового вибратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Н Н

13.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3657884/24-11 (22) 03.11.83 (46) 15.04.85. Бюл. № 14 (72) А. С. Бочев, В. В. Кузнецов, В. А. Мишель и Е. П. Фигурнов (71) Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (53) 621.331:625.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 657507, кл. В 60 М 3/30, Н 02 Н 3/16, 18.04. 79.

2. Чернобровов Н. В. Релейная защита, М., «Энергия», 1971, с. 248 — 249. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ, содержащее датчики тока, включеннные по дифференциальной схеме, выходы которых через пороговый элемент подключены к исполÄSUÄÄ 1150115 A нительному органу, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона контролируемых неисправностей, оно снабжено блоком накопления энергии, вход которого подключен к выходам датчиков тока, а выход через пороговый элемент подключен к входу исполнительного органа, выполненного в виде генератора с передающей антенной и приемника аварийных сигналов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок накопления энергии представляет собой диодно-конденсаторный выпрямитель с умножением напряжения, параллельно выходам которого подключен конденсатор.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что антенна выполнена в виде расположенного параллельно тяговой сети однопроводного четвертьволнового вибратора.. S

1150115

Изобретение относится к электроснабжению электрифицированных железных дорог переменного тока и может быть использовано для контроля состояния проводов многопроводных электротяговых сетей.

Известно устройство для защиты от обрыва проводов тяговой сети, содержащее заземляющие провода, соединяющие все металлические элементы опор с рельсами, датчик контроля состояния проводов, а также блок контроля и сигнализации. Датчик выполнен в виде установленной над проводами металлической штанги, один конец

10 которой жестко закреплен на опоре и соединен с заземляющим проводом, а на другом конце штанги установлен улавливатель, состоящий из двух металлических планок, расположенных под углом друг к другу. При обрыве провод попадает в улавливатель, происходит глухое короткое замыкание через датчик контроля и заземляющий провод, которое регистрируется определигелем места короткого замыкания, установленным на подстанции, и локализуется релейной защитой (1).

Однако указанное устройство не способно обнаруживать обрывы проводов, не находящихся под напряжением относительно земли, например обратные провода, подключенные к рельсовой цепи, обладает малой надежностью, сложно в сооружении и эксплуатации.

Известно устройство для контроля состояния многопроводных линий, содержащее датчики тока, включенные по дифференциальной схеме, выходы которых через пороговый элемент подключены к исполнительному органу (2).

Однако данное устройство дифференциальной защиты реагирует только на короткие замыкания и не способно обнаруживать обрывы проводов тяговой сети, не сопровождающиеся короткими замыканиями.

Кроме того, наличие в многопроводной тяговой сети большого числа перемычек 4р (..0 — 15 на одну межподстанционную зону), соединяющих усиливающий провод с контактной подвеской или обратный провод с рельсами, делает необходимым вставку между каждой парой точек параллельного соединения комплекта релейной токовой дифферен- 4> циальной защиты. В тяговой сети 2)<25 кВ необходимо устанавливать токовую дифференциальную защиту в каждой зоне между смежными автотрансформаторами. Указанное обстоятельство резко усложняет систему контроля в целом, так как требует наличия большого числа источников питания на перегоне.

Целью изобретения является расширение диапазона контролируемых неисправностей.

Указанн ая цель достигается тем, что устройство для контроля состояния проводов многопроводной тяговой сети, содержащее датчики тока, включенные по дифференциальной схеме, выходы которых через пороговый элемент подключены к исполнительному органу, снабжено блоком накопления энергии, вход которого подключен к выходам датчиков тока, а выход через пороговый элемент подключен к входу исполнительного органа, выполненного в виде генератора с передающей антенной и приемника аварийных сигналов.

Причем блок накопления энергии представляет собой диодно-конденсаторный выпрямитель с умножением напряжения, параллельно выходам которого подключен конденсатор.

Антенна выполнена в виде расположенного параллельно тяговой сети однопроводного четвертьволнового вибратора.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство для контроля состояния п роводов миогопроводной тяговой сети, содержащее датчики 1 тока, включенные по дифференциальной схеме, выходы которых через пороговый элемент-2 подключены к исполнительному органу 3, снабжено блоком

4 накопления энергии, вход которого подключен к выходаМ датчиков тока, а выход через пороговый элемент 2 подключен к входу исполнительного органа 3, выполнен ного в виде генератора 4 с передающей антенной 5 и приемника аварийных сигналов б. Блок 4 накопления представляет собой диодно-конденсаторный выпрямитель

7 с умножением напряжения, параллельно выходам которого подключен конденсатор

8. Антенна 5 выполнена в виде расположенного параллельно тяговой сети 9 однопроводного четвертьволнового вибратора.

П р ин ци и работы предлагаемого устройства основан на сравнении величин и фаз магнитных потоков, образуемых токами прямого и обратного проводов. Под прямым проводом в многопроводной тяговой сети понимается контактная подвеска и усиливающие провода, соединенные в ряде точек параллельно. Обратным является провод, подвешенный с полевой стороны опоры, вблизи усиливающего провода, и подключенный к рельсовой цепи. В тяговой сети 2)(25 кВ с автотрансформаторами прямым проводом является контактная подвеска, а обратный— питающий провод, так как фаза транзитной составляющей тока в питающем проводе противоположна фазе тока контактной подвески.

В устройстве для контроля состояния проводов многопроводной тяговой сети в качестве датчиков 1 тока, измерительных трансформаторов тока использованы магнитные трансформаторы тока (МТТ).

При отсутствии тока нагрузки в проводах тяговой сети 9 магнитный поток в датчиках

1 тока равен нулю и ЭДС на входе блока накопления энергии 4 отсутствует. При по11501l5

Составитель В. Кочетков

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Митей ко

Заказ 2027/12 явлении тока нагрузки в каждом из проводов тяговой сети 9 начинает протекать определенная доля общего тока, величина которого зависит от собственного сопротивления провода и сопротивлений взаимной индукции между этим проводом и остальными элементами тяговой сети. При этом по прямому и обратному проводам протекают противоположные по фазе токи. Вследствие этого в нормальном режиме на входе блока накопления энергии присутствует лишь 10 небольшая по величине ЭДС небаланса схемы. Уста вка срабатывания порогового элемента 2 выбирается выше максимально возможной ЭДС небаланса схемы в нормальном режиме работы тяговой сети и пороговый элемент 3 не срабатывает.

В случае обрыва прямого или обратного проводов не сопровождающегося коротким замыканием, баланс ЭДС на входе блока накопления энергии 4 нарушается и на его выходе появляется напряжение, величина которого пропорциональна величине тока в неповрежденном проводе, по достижению им уставки срабатывает пороговый элемент 2, который дает команду на срабатывание исполнительного органа 3, состоящего из генератора сигналов и антенны 5. 25

Генератор сигналов при срабатывании излучает электромагнитные импульсы заданной частоты, которые попадают в антенну

5, затем через нее пакет сигналов наводит сигнал заданной частоты на проводах контактной подвески 9, который затем попа- З0 дает в приемник аварийных сигналов 6. Таким образом удается передавать авари йные сигналы достаточной мощности на тяговую подстанцию, не прибегая при этом к дополнительному источнику питания.

Блок накопления энергии 4 состоит из выпрямителя 7 и накопительного конденсатора 8. Для повышения величины напряжения, до которого заряжается накопительный конденсатор 8, следовательно, для повышения энергии его разряда в блоке на- 4О копления энергии применен диодно- конденсаторный выпрямитель 7 с умножением напряжения. Число ступеней умножения выбирается исходя из конкретных условий работы. Время разряда накопительного конденсатора 8 определяется сопротивлением 45 цепи разряда, состоящим из малого сопротивления порогового элемента 2 (динистора) находящегося в открытом состоянии, и активного сопротивления исполнительного органа 3 сигнала, выполненного в виде колебательного контура и настроенного в резонанс.

Поскольку разряд накопительного конденсатора 8 оказывается кратковременным и длится не более десятка миллисекунд, отдаваемая при этом в исполнительный орган 3 и передающую антенну 5 мощность имеет большую величину и достигает нескольких десятков ватт. Антенна 5 наводит сигнал заданной частоты на проводах контактной подвески 9. Сигнал этой частоты и затухающей амплитуды передается по контактной подвеске, как по волноводу, и воспринимается приемником аварийных сигналов 6, установленным на тяговой подстанции. Передающая антенна 5 представляет собой одиночный провод, подвешенный на изоляторах горизонтально в пролете между опорами контактной сети параллельно контактной подвеске и имеющий длину, равную 1/4 длины волны. Блок накопления энергии 4 после его разряда через пороговый элемент 2 и исполнительный орган 3 вновь заряжается, и процесс повторяется.

Таким образом, при обрыве одного из проводов исполнительным органом 3 выдается серия авари йных пакетов импульсов заданной частоты и определенной скважности. Настройка генератора сигналов в исполнительном органе 3 каждого из устанавливаемых на перегоне устройств на свою частоту позволяет контролировать не только факт. наличия повреждения, но и зону, где оно произошло, что значительно упрощает поиск и ликвидацию аварии в тяговой сети. Аналогичным образом предлагаемое устройство работает при обрыве одного из проводов, сопровождающемся коротким замыканием, а также при коротком замыкании в тяговой сети без обрыва какоголибо из проводов. В последнем случае устройство срабатывает за счет возрастания абсолютной величины ЭДС небаланса схемы.

В целом устройство имеет простую и надежную конструкцию, его применение позволит значительно сократить время обнаружения аварий и отыскания места повреждения проводов многопроводной тяговой сети переменного тока, повысит условия электробезопасности и надежность системы электроснабжения. Устройство не требует дополнительных источников энергии и поэтому обладает высокими технико-экономическими показателями.