Устройство для диагностирования взрывозащищенных электроаппаратов

 

Изобретение относится к средствам безопасного применения электроэнергии в угольных шахтах и во взрывоопасных помещениях. Цель - повышение достоверности диагностирования. Во взрывозащитном корпусе 1 размещены элементы 2 электроаппарата, контрольные точки которых подсоединены к штепсельной колодке 3, выведенной наружу корпуса 1. Снаружи колодка 3 закрывается пыленепроницаемой шторкой 4, при поднятии которой к колодке 3 подсоединяется штепсельная колодка 7 устройства 8 диагностирования. К контактам колодки 7 подсоединены входами датчики 10 неисправностей, АЦП 11 и блок 12 питания. В блоке памяти (БП) 13 записаны предельно допустимые значения контролируемых параметров. Выход БП 13 через ЦАП 14 подключен к коммутатору (К) 15 требуемых параметров. Выходы датчиков 10 подключены к К 16 фактических параметров. Выходы К 15 и 16 подключены к блоку сравнения (БС) 17. Ритм работы задает генератор 18 прямоугольных импульсов, который подключен к первым входам двоично-десятичного счетчика 19 и счетчика 20 сброса. К вторым входам счетчиков 19 и 20 подключен выход элемента И 21. Первый выход счетчика 19 подключен к первому входу элемента И 21, второй - через буферный дешифратор 22 - к БП 13, третий и четвертый выходы счетчика 19 - к К 15 и 16, а пятый выход - к выходному дешифратору 23, соединенному с индикатором 24. Импульсы генератора 18 поступают на счетчики 20 и 19. В счетном режиме работает лишь счетчик 19, что определяет уровень сигнала на выходе элемента И 21. Опрос датчиков 10 производится К 16, который передает сигнал на БС 17, а К 15 передает сигнал, полученный от БП 13 через ЦАП 14 на БС 17. При равенстве потенциалов на входе БС 17 после полного опроса К 16 всех датчиков 10 на индикаторе 24 индицируется нормальная работа, а при наличии неисправности - щифр неисправности. 2 ил.

СОЮЗ CQBETCHHX

СОЦИМИСТИЧЕСН ИХ

РЕаЪБЛИН

21 А1 (51) 5 Е 21 F 9/00 м г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4413995/23-03 (22) 22.04.88 (46) 30.03.90. Бюл, 1 - 12 (7l) Кузбасский политехнический ин,ститут (72) Л,Я.Шимельшейн и В.Н.?1атвеев (53) 622.817(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1174566, кл. E 21 Г 9/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1337527, кл, Е 21 Г 9/00, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ВВРЫВОЗАЩИЩЕННЬЕ ЭЛЕКТРОАППАРАТОВ (57) Изобретение относится к средствам безопасного применения электроэнергии в угольных шахтах и во взрывоопасных помещениях. Цель изобретения — повышение достоверности диагностирования. Во взрывоэащитном корпусе l размещены элементы 2 электроаппарата, контрольные точки которых подсоединены к штепсельной колодке 3, выведенной наружу корпуса 1. Снаружи колодка 3 закрывается пыленепроницаемой шторкой 4, при поднятии которой к колодке 3 подсоединяется штепсельная колодка 7 устройства 8 диагностирования, К контактам колодки 7 подсоединены входами датчики 10 неисправностей, АЦП 11 и блок 12 питания.

В блоке памяти (БП) 13 записаны предельно допустимые значения контролируемых параметров. Выход БП 13 через а е ,ЦАП,4 подключен к коммутатору (К) 15

1553721 требуемых параметров„Выходы датчиков 10 подключены к I(16 фактических параметров. Выходы К 15 и 16 подключены к блоку сравнения (БС) 17 ° Ритм

5 работы задает генератор 18 прямоугольных импульсов, который подключен к первым входам двоично-десятично ro счетчика 19 и счетчика 20 сброса. К вторым входам счетчиков 19 и 20 подключен выход элемента И 21, Первый выход счетчика 19 подключен к первому входу элемента И 21, второй - через буферный дешифратор 22 — к DII 13, третий и четвертый выходы счетчика

19 " к коммутаторам 15 и 16, а гятый

Изобретение относится к средствам безопасного применения электроэнергии в угольных шахтах, а также во взрывоопасных помещениях, атмосфера которых может содержать горючие газы и пары. обладающие в смеси с воздухом взрывчатыми свойствами.

Цель изобретения — повышение достоверности диагностирования.

На фиг. 1 представпена блок-схема устройства; на фиг. 2 — подсоединение устройства диагностирования к электроаппарату, Во взрывозащитном корпусе 1 размещены элементы 2 электроаппарата, ЗS контрольные точки которых подсоединены к штепсельной колодке 3, выведенной наружу корпуса 1. На контрольные точки выведены потенциалы характерных узлов, а также "земля" схемы электро- 4О аппарата, на основании анализа которых можно судить о техническом состоянии отдельных элементов 2, При этом на каждый диагностируемый элемент 2 (для определения его технического состояния), а в отдельных случаях и на группу элементов 2 достаточно вывести по одной контрольной точке (при общей для всех элементов 2 "земле" электроаппарата).

Дополнительно из электроаппарата

5О на штепсельную. колодку 3 выведена уставка эталонного сигнала А> позволяющего идентифицировать различные типы электроаппаратов. Снаружи штепсельная колодка 3 закрывается пыленепроницаемой шторкой 4, В рабочем состоянии электроаппарата шторка 4 закрывает штепсельную колодку 3„ Последняя соевыход — к выходному дешифратору 23, соединенному с индикатором 24. Импульсы генератора 18 поступают на счетчики 20 и 19. В счетном режиме работает лишь счетчик 19, что определяет уровень сигнала на выходе элемента И 21. Опрос датчиков 10 производится К 16, который передает сигнал на БС 17, а К 15 передает сигнал, полученный от БП 13, через ЦАП 14 на

БС 17. При равенстве потенциалов на входе БС 17 после полного опроса К 16 всех датчиков 10 на индикаторе 24 индицируется нормальная работа, а при наличии неисправности — шифр неисправности. 2 ил, динена с замком 5 быстрооткрываемой крьппки 6 взрывозащитного корпуса 1 (на фиг. l. крышка 6 .не ноказана), I(штепсельной колодке 3 при поднятой шторке 4 подсоединяется штепсельная колодка 7 устройства 8 диагностирования, размещенного в пылезащищенном корпусе 9, I(контактам штепсельной колодки 7 подсоединены входы датчиков 10. неисправностей, являющихся датчиками напряжения, а также входы аналого-цифрового преобразователя 11 и искробезопасного блока 12 питания.

Аналого-цифровой преобразователь 11 осуществляет определение типа диагностируемого электроаппарата (в зависимости от уровня уставки сигнала А), а также извлечение из блока 13 памяти требуемых значений контролируемых параметров (потенциалов) вэ всех контрольных точках для диагностируемого электроаппарата. В блоке 13 памяти, представляющем собой постоянное запоминающее устройство, записаны предельно -допустимые значения контро-, лируемых параметров (потенциалов) во всех контрольных точках для каждого типа электроаппарата, Причем выдача требуемой информации осуществляется в цифровом виде. . Выход блока 13 памяти через цифроаналоговый преобразователь 14 подключен к коммутатору 15 требуемых параметров. Функция цифроаналогового преобразователя 1 заключается в ггреобразовании считанной информации в аналоговый вид, Выходы датчиков 10 неисправностей подключены к коммута" тору 16 фактических параметров. В

5 15537 свою очередь, выход коммутатора 16 подсоединен к блоку 17 сравнения, к которому подключен также выход коммутатора 15 требуемых йараметров.

Генератор 13 прямоугольных импульсов, задающий ритм работы устройства

8 диагностирования, подключен к объединенным первым входам двоично-десятичного счетчика 19 и счетчика 20 )0 сброса. К вторым объединенным входам счетчиков 19 и 20 подключен выход логического элемента И 21, К третьему входу двоично-десятичного счетчика 19 подключен выход счетчика 20 сброса. )б

Первый выход счетчика 19 подключен к первому входу элемента 21, второй через буферный дешифратор 22 — к блоку 13 памяти, третий и четвертый — к коммутаторам !5 и 16, а пятый — к 20 выходному дешифратору 23, соединенному с индикатором 24. Второй вход логического элемента 21 соединен с выходом блока 17 сравнения, Двоично-десятичный счетчик 19 осу- 25 ществляет переключение коммутатора

15 и 16, и код его разрядов, определяющий номер позиции коммутатора 16, преобразуется с помощью выходного дешифратора 23 и индикатора 24 в шифр 30 неисправности или шифр нормальной ра боты.

Буферный дешифратор 22 преобразует поочередные сигналы двоично-десятичного счетчика 19 в наборы команд, которые совместно с цифровым кодом уставки А, полученным на выходе аналого-цифрового преобразователя 11, с каждым импульсом генератора 18 извлекают из блока 13 памяти значения тре- 40 буемых потенциалов в соответствующих контрольных точках диагностируемого электроаппарата. Буферный дешифратор.

22 согласует выходы счетчика 19 с входами микРосхем. постоянного зало- 45 минающего устройства блока 13 и задает режим считывания информации из блока 13.

Цифровые позиции с индикатора 24, являющиеся шифрами технического сос- я0 тояния электроаппарата, считывают через окно 25 в корпусе 9. Все блоки устройства диагностирования 8 запитываются от искробезопасиого блока 12 питания пОсле подачи на него сигнала уставки A.

Подсоединение устройства 8 диагностирования к электроаппарату (фиг.2) возможно лишь при отключении напряжения с выходных шин электроаппарата, так как при поданном напряжении ручка 26 разъединителя электроайпарата закрывает штепсельную колодку 3.

Устройство работает следующим образом.

Для определения технического состояния электроаппарата к штепсельной колодке 3 при отключенном ручкой 26 разъединителе подсоединяется устройство 3 диагностирования. Иеханическое воздействие контактов штепсельной ко" лодки 7 разблокирует замок 5 быстрооткрываемой крьппки б и делает возможным при необходимости последующее открывание крышки G (фиг.2) электроаппарата.

Сигнал А уставки, подаваемый на устройство 3 диагностирования с помощью определенных клемм шт епсел ьно го разъема, номера которых одинаковы для всех типов электроаппаратов, осуществляет идентификацию типа диагностируемого электроаппарата. Последнее может быть реализовано, например, с помощью эталонных резисторов, размещенных в электроаппарате, которые включаются в цепь блока 12 питания устройства 8 диагностирования.

Таким образом, ток, протекающий через резистор, номинал которого различен для каждого типа аппарата, является сигналом уставки А. Одновременно сигнал А запускает в работу устройство 3 диагностирования, включая блок 12 питания, При этом начинает работать генератор 13, импульсы которого поступают на счетные входы счетчиков 19 и 20. Однако, работать в счетном режиме может лишь один из счетчиков (это достигается соответст" вунхцим выбором типов счетчиков). Работа счетчиков определяется уровнем выходного сигнала логического элемента И 21. При высоком уровне этого сигнапа осуществляется работа счетчика 19, а счетчик 20 фиксирует свои выходные уровни. При низком уровне выходного сигнала элемент 21 счетчик

19 фиксирует свои выходные уровни, а счетчик 20 работает в счетном режиме.

При включении устройства S диагности" рования сначала начинает работать счетчик 19, Датчики 10 неисправностей производят регистрацию потенциалов в контрольных точках. Коммутатор 16 фактических параметров производит пооче7 15537 редный опрос датчиков 10„передавая аналоговый сигнал о фактическом сосТоянии элементов 2 электроаппарата йа блок 17 сравнения. Коммутатор 15 ч ребуемых параметров осуществляет передачу на блок 17 сравнения соотВетствующих значений требуемых потенциалов (также в аналоговом виде), пос1чередно выдаваемых блоком 13 по коандам счетчика 19.

l0

Блок 17 сравнения осуществляет равнение аналоговых сигналов, т.е„ актического и требуемого потенциалов каждой контрольной точке, и выра15 атывает управляющие сигналы, При раенстве потенциалов (с установленным ровнем погрешности) счетчик 19 проолжает выдавать команды коммутатоам 15 и 16 и дешифратору 22, разре20 ающие продолжать работу,, а дешифраор 23 передает текущий номер позиии коммутатора 16 фактических параетров, также выдаваемый счетчиком

19, на индикатор 24. При неравенстве отенциалов, т.е. наличии неисправноти электроаппарата, сигнал блока 17 равнения приводит к установлению изкого выходного сигнала элемента 21. ри этом двоично-десятичный счетчик .

9 фиксирует свои выходные уровни, а начит, и состояние коммутаторов 15

l6, дешифраторов 22 и 23 и цифровые озиции индикатора 24. Начинает рабо ать счетчик 20 сброса, На время от

1 омента начала работы счетчика 20 до омента сбрасывания информации со сех счетчиков к выходу блока 17 равнения остается подключенным с помощью коммутатора 16 выход сработавшего датчика 10 неисправности, выходЦой потенциал которого.отличается от требуемого. Поэтому на выходе элеменj a И 21 все это время остается уровень "0".

Через установленную временную пауФу (например 5 с) сигнал выходного переноса счетчика 20 сброса производит сброс счетчика 19 и своих собСтвенных разрядов. Пифр неисправноСти, зафиксированный на индикаторе

24, также сбрасывается до кода "0-0" (при использовании днухразрядного индикатора 24) . При сбросе счетчиков йринодятся в исходное состояние буферный дешифратор 22, коммутаторы 15 и 16 и выходной дешифратор 23, а рабора устройства 8 диагностирования начинается заново, т.е. коммутатор

21

16 начинает новый обход и опрос датчиков 10 неисправностей.

После проведения ремонтных работ по устранению выявленной неисправности производится очередной запуск устройства 8 диагностирования S. Если имеется еце одна неисправность, то осуцестнляется высвечивание на индикаторе 24 шифра этой неисправности, Если элементы 2 электроаппарата исправны — после полиого опроса коммутатором lб всех датчиков 10 неисправностей — от максимального числа на разрядах двоично-десятичного счетчика 19 срабатывает логический элемент г

И li и íà его выходе устананливается низкий уровень, фиксирующий состояние выходных разрядов счетчика 19 на коде максимального числа его разрядов, а выходной дешифратор 23 передает его на индикатор 24, что соответствует шифру нормальной работы, Таким образом, шифр нормальной работы нсегда больше шифра неисправности. Затем счетчик 20 сброса принодит устройство 8 диагностирования в исходное состояние, и начинается новый цикл работы.

После уяснения технического состояния электроаппарата устройство 8 диагностирования отключается от штепсельной колодки 3, ыторка 4 опускается, замок 5 осуществляет блокирование крышки б, При определении технического состояния электроаппарата, если последний исправен, на индикаторе 24 сразу высвечивается шифр нормальной работы.

Контроль исправности устройства 8 диагностирования осуцествляется при подключении его к соответствующему имитатору неисправностей, Предусмотрен также контроль работоспособности устройства 8 диагностирования непосредственно при определении технического состояния электроаппарата. Исправное техническое состояние устройства 8 диагностирования отличается, во-первых, высвечиванием цифровой информации на индикаторе 24, но-вторых, характером индикации, При исправной работе происходят поочередное высвечивание на разрядах индикатора 24 цифр по возрастанию î- "" О-- О" "до максимального двухразрядного числа (максимальным числом является либо шифр нормальной работы, либо шифр неисправности), фиксация максимального

9 I5 числа, например, на 5 с на индикаторе 24, которое должно быть за время контроля одинаковым, и последующий

его сброс, т.е. высвечивание цифровой позиции "0-0". Процесс увеличения разрядов на,индикаторе 24, их фиксация и сброс повторяется до тех пор, пока включено устройство 8 диагностирования,,, Все цифровые позиции, являющиеся шифрами состояний, и соответствующие состояния электрической схемы кажцого типа электроаппарата сводятся в небольшую табличку, которая крепится на корпусе l соответствующего взрывозащищенного электроаппарата.

Составитель Г.Иунупаров

Техред М.Ходанич

Редактор И.Касарда

Корректор Т,Иалец

Заказ 444 Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Устройство для диагностирования взрывозащищенных электроаппаратов, содержащее размещенные в пылезащитном корпусе штепсельную колодку для подключения к взрывозащищенным электроаппаратам,.контакты которой подключены к датчикам неисправностей, соединенным с информационными входами коммутатора фактических парамет" ров, блоки памяти, сравнения, выходной дешифратор, подключенный к индикатору, и искробезопасный источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности диагностирования, оно снабжено генератором прямоугольных импульсов, двоично-десятичным счетчиком, счетчиком сброса, аналого-цифровым преобра" зователем, буферным дешифратором, цифроаналоговым преобразователем, 53721 l0 коммутатором требуемых параметров и элементом И, при этом вход аналогоцифрового преобразователя является

5 входом задания типа диагностируемого электроагпарата и соединен с штепсельной колодкой и входом искробезопасного источника питания, выход которого соединен с входами питания остальных блоков устройства, выход ан ало го-цифрового преобраэо вателя подключен к первому входу блока памяти, выход которого через цифроаналоговый преобразователь подсоединен к информационному входу коммутатора требуемых пар аметров, выход генератора прямоуголыьы импульсов подключен к объединенным первым входам двоичнодесятичного счетчика и счетчика

20 сброса, к вторым объединенным входам которых подключен выход элемента И, к первому входу которого подключен первый выход двоично-десятичного счетчика, второй выход которого че

25 рез буферный дешифратор соединен с вторым входом блока памяти, третий и четвертый выходы двоично-десятичного счетчика подключены к управляющим входам коммутаторов фактических

30 и требуемых параметров, а пятый выход двоично-десятичного счетчика соединен с входом выходного дешифратора, выход счетчика сброса подключен к третьему входу двоично-десятичного счетчика, второй вход элемента

И соединен с выходом блока сравнения, к. входам которого подключены выходы. коммутаторов фактических и требуемых параметров.