Способ контроля искрогасящих емкостных шунтов

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке и контроле эффективности искрогасящих емкостных шунтов. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Напряжение, возникающее при размыкании цепи нагрузки, измеряют через промежуток времени, не превышающий времени деонизации плазмы электрического разряда, причем коммутацию цепи нагрузки осуществляют с частотой и скважностью, соответствующими реальным устройствам. Измеренное напряжение сравнивают с напряжением зажигания разряда и, если первое меньше второго, делают вывод об эффективности объекта контроля, а если наоборот - о его неэффективности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ц11 4 С О1 Р 1/18

3ЛИИМЦ АЛ . 1 . ЧЕСИь 0 Е,it

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ1ЕНИД

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

1 1РИ ГННТ СССР

1 (21) 4348395/24-21 (22) 23.12.87 (46) 23.11.89. Б . Н 43 (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Э.Г.Коган, В.Я.Песок, А.Н.Шатило и В.С.Бакуменко (53) 621.317.799 (088 8) (56) Коган Э.Г., Рассихин А.Г., Штерн И,И. способ увеличения искробезопасной мощности. - Горные машины и автоматика, 1974, N 10, с. 26-28.

Авторское свидетельство СССР

N 798324, кл. К 21 F 9/ОО, 1974.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на предприятиях, разрабатывающих и изготавливающих искробезопасную аппаратуру, а также в госконтрольных организациях, контролирующих искробезопасность.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля эффек" тивности искрогасящих емкостных шунтов за счет многократной коммутации электрической цепи с реальной частотой и скважностью и измерения напряжения на конденсаторе шунта в момент коммутации.

„„Я0„„1523923 А1

2 (54! СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИСКРОГАСЯЩИХ

EMKU C THblX ШУНТОВ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке и контроле эффективности искрогасящих емкостных шунтов.

Цегь изобретения - повышение достоверности контроля. Напряжение, возникающее при размыкании цепи нагрузки, измеряют через промежуток времени, не превышающий времени деионизации плазмы электрического разряда, причем коммутацию цепи нагрузки осуществляют с частотой и скважностью, соответствующими реальным устройствам. Измеренное напряжение сравнивают с напряжением зажигания разряда, и, если первое меньше второго, делают вывод об эффективности обьекта контроля, а если наоборот - о его неэффективности, 1 ил.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит источник 1 питания, конденсатор 2, управляемый резистор (переход транзистора) 3, индуктивность 4 нагрузки, конденсатор 5, задающий генератор 6, элемент И 7, формирователь 8 длительности импульсов (ФДИ), ограничительный резистор 9, компаратор 10, триггер 11, резистор 12, кнопку 13, транзисторные ключи 14 и 15, светодиоды 16 и 17 и источник 18 питания.

1523923

- Причем первый вывод первого источника 1 питания, зашунтированного конденсатором 2, соединен с общей шиной второй его вывод через индуктивУ

5 ность 4 на грузки, зашунтированную конденсатором 5, соединен с прямым входом компаратора 10 и через управляемый резистор 3 — с общей шиной, выход задающего генератора 6 подключен к первому входу элемента И 7, выход которого соединен с входом

ФДИ 8, выход которого через резистор

9 соединен с управляющим входом управляемого резистора 3 и со стробирующим входом триггера 11, инверсный

Вход компаратора 10 соединен с источником опорного напряжения Бр, а выход компаратора 10 соединен с информационным входом триггера 11, 20 вход начальной установки которого соединен с одним из выводов кнопки

13 и через резистор 12 с общей шиной, второй вывод кнопки 13 соединен с положительной шиной источника

18 питания, с которой также соединены аноды светодиодов 16 и 17, катоды которых через транзисторные ключи 14 и 15 соответственно соединены с общей шиной и с отрицательной шиной источника 18 питания, управляющий вход транзисторного ключа 14 соединен с прямым выходом триггера 11, инверсный выход которого соединен с управляющим входом транзисторного ключа 15 и с вторым входом элемента

И 7.

Способ реализуется следующим образом.

B установившемся режиме транзистор 3 открыт за счет того, что íà его базе поддерживается положительное напряжение и сопротивление перехода коллектор-эмиттер открытого транзистора 3 составляет единицы ом.

Через индуктивность 4 нагрузки течет ток, величина которого определяется параметрами источника 1 питания, конденсаторы 2 и 5 заряжены до напряжения источника 1 питания, напряжение на прямом входе компарато- 0 ра 10 относительно общего провода близко к нулю.

На выходе компаратора 10 установлен уровень "Лог, О".

При размыкании цепи (запирании зБ транзистора 3) возможны два случая: за epeMR Т деионизации плазмы раэР ряда напряжение коллектор-эмиттер транзистора 3 превышает напряжение зажигания дуги U, и за время Т напряжение коллектор-эмиттер трайз ;— тора 3 величины U не достигает.

В первом случае индицируется неэффективность емкостного шунта (конденсатор 5), так как р условиях реальной коммутации при превышении напряжения на контактах (моделируемых переходом транзистора 3) величины Б за время Т появляются условия для зажигания дуги и нарушения искробезопасности.

Во втором случае индицируется эффективность емкостного шунта.

При подаче запускающеro импульса от задающего генератора 6 ФДИ 8 вырабатывает на своем выходе импульс, длительность которого определяется соотношением R и С и выбирается равной времени деионизации плазмы разряда Тр.

На время импульса транзистор 3 закрывается, сопротивление его перехода коллектор-эмиттер увеличивается до десятков килоом.

Всплеск напряжения самоиндукции индуктивности 4 нагрузки перезаряжает конденсатор 5. Длительность и амплитуда всплеска зависят от емкости конденсатора 5. Через время Т p (еремя деионизации плазмы разряда) ФДИ 8 возвращается в исходное состояние и перепад "О" - "1" на его выходе стробирует запись состояния выхода компаратора 1О в триггер 11. Если по истечении времени Т напряжение на колP лекторе транзистора 3 не успеет достичь величины У (напряжение зажигания дуги), компаратор 10 не переходит в состояние "Лог. 1" и в триггер

10 записывается иЛог О". На прямом выходе триггера 11 остается "Лог. 0, а на инверсном — "Лог. 1". При этом через открытый транзисторный ключ 15 (переход эмиттер-коллектор) течет ток, вызывающий свечение светодиода

17, индицирующего эффективность емкостного шунта.

Если же по истечении времени Т напряжение на коплекторе транзистора

3 превышает значение У,, компаратор

10 переходит в состояние 1" и логическая единица записывается в триггер 1 1, на прямом выходе которого появляется Лог. 1", а на инверсном - Лог. О . Транзисторный ключ

15 закрывается, а транзисторный ключ

14 открывается, при этом гаснет све5 15239 тодиод 17 и загорается светодиод 16, индицирующий неэффективность емкостного шунта. "Лог. 0" на инверсном выходе триггера 11, попадая на вход

5 элемента И 7, блокирует прохождение последующих запускающих импульсов на вход ФДИ 8. Триггер 11 приводится в исходное состояние нажатием кнопки

13. При ее нажатии триггер 11 сбрасывается и на его инверсном выходе устанавливается "Лог. 1", разрешая прохождение запускающих импульсов от задающего генератора 6.

При подаче запускающих импульсов задающего генератора 6 с частотой м скважностью реального коммутационного устройства возможны случаи, когда последующее "размыкание" происходит до завершения переходных процес- щ сов, вызванных предыдущим.

Например, если к моменту прихода последующего запускающего импульса шунтирующий индуктивность 4 нагрузки конденсатор 5 не успеет зарядиться 25 до напряжения источника 1 питания, то в этом случае, при закрывании транзистора 3, напряжение U, на переходе коллектор-эмиттер может возникнуть сразу, что вызывает в реальном коммутационном устройстве появление дугового разряда и нарушение искробезопасности. Неэффективность емкостного шунта в этом случае фиксируется как и в предыдущем. Через время Т

35 положительныи перепад импульса с выхода ФДИ 8 заносит в триггер 11 состояние компаратора 10, соответствующее U ) U, (нЛог. 1"), где U — напряжение коллектор-эмиттер транзистора 3 40

Б — напряжение зажигания дуги (опорное напряжение компаратора 10), тран-!

23

6 эисторный ключ 14 открывается, загорается светодиод 16, индицирующий неэффективность емкостного шунта.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое техническое решение за счет обеспечения контроля напряжения на конденсаторе шунта через время деионизации плазмы разряд". позволяет повысить достоверность контроля искрогасящих шунтов 11 обеспечить искробезопасность приборов, искпючия возможность использования во взрывоопасных средах дефектных средств искрозвщиты. Кроме того, способ позволяет оперативно выбирать оптимальные параметры искрозащитных устройств.

Формула и э о б р е т е н и я

Способ контроля искрогасящих енкостных шунтов, основанный на измерении напряжения, возникающего при коммутации цепи нагрузки, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, подключают последовательно с нагрузкой дополнительное сопротивление, которое периодически закорачивают на время, соответствующее частоте и скважности коммутаций цепи нагрузки реальным коммутационным устройством, в каждом периоде измеряют напряжение на дополнительном сопротивлении через промежуток времени, не превышающий времени деионизации плазмы электрического разряда, сравнивают измеренное напряжение с напряжением зажигания разряда и, если первое меньше второго, делают вывод об эффективности объекта контроля, если наоборот, — о его неэффективности., 1523923

Тираж 660

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Редактор Н.Бобкова

Заказ 7033/44

Составитель В.Быков

Техред M.Õoäàíè÷ Корректор Л.Бескид