Устройство регулирования дистанционного электропитания

 

Изобретение относится к технике проводной дальней связи Цель изобретения - повышение защищенности от импульсных перенапряжений. Устройство содержит источник 1 постоянного тока, ключевой регулятор 2, датчик 3 тока, широтно-импульсный модулятор 4, линейный трансформатор 5, фильтр 6 верхних частот, выпрямитель 7, первый 8, второй 9, третий 10 компараторы, элемент ИЛИ 11. элемент И 12, первый 13 и второй 14 одновибраторы, счетчик 15, блок 16 сброса, дешифратор 17, блок 18 индикации , переключатель 19. инвертор 20. В случае повреждения линии или удара молнии на выходе одного из компараторов появляется сигнал, что приводит к запуску блоков 13 и 14, на выходе блока 13 импульс имеет длительность больше длительности тока молнии. Этот импульс отключает источник 1 от линии через блок 21. Когда число отключений достигает максимально допустимого, на выходе счетчика появляется сигнал, который опрокидывает инвертор 20, что приводит к запрещению дальнейшей работы устройства. 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 04 В 3/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4880536/09 (22) 16.10.90 (46) 15.06.92. Бюл. Иг 22 " (71) Московский институт связи (72) В.К.Хачатрян (53) 621.395.376 (088.8) (56) Патент США. N 4160884, кл. Н 04 В 3/44, 1978.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИСТАНЦИОННОГОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к технике проводной дальней связи; Цель изобретения— повышение защищенности от импульсных перенапряжений. Устройство содержит источник 1 постоянного тока, ключевой регулятор 2, датчик 3 тока, широтно-импульсный модулятор 4, линейный трансформатор 5, ÄÄ5iJÄÄ 1741276 А1 фильтр 6 верхних частот, выпрямитель 7, первый 8, второй 9, третий 10 компараторы, элемент ИЛИ 11. элемент И 12, первый 13 и второй 14 одновибраторы, счетчик 15, блок

16 сброса, дешифратор 17, блок 18.индикации. переключатель 19, инвертор 20. В случае повреждения линии. или удара молнии на выходе одного из компараторов появляется сигнал, что приводит к запуску блоков

13 и 14, на выходе блока 13 импульс ймеет длительность больше длительности тока молнии. Этот импульс отключает источник 1 от линии через блок 21. Когда число отключений достигает максимально допустимого, на выходе счетчика появляется сигнал, который опрокидывает инвертор 20. что приво-, 3 дит к запрещению дальнейшей работы устройства, 1 ил.

1741276

15

30 регулятор, первый вход которого подключен 35

Изобретение относится к технике электрической связи, а именно к передаче сигналов, и может быть использовано для защиты линий связи от опасных влияний.

Известно устройство дистанционного питания, содержащее источник постоянного тока, выход которого соединен с автоматом повторного включения (АПВ). Вход последнего соединен с выходом переключателя, вход которого соединен с выходом дешифратора. Вход последнего подключен,к триггерному счетчику, к первому входу которого подсоединен выходустройства сброса, а к второму — выход реле максимального тока, входящего в состав источника постоянного тока.

Данное устройство обеспечивает защиту источника дистанционного питания (ДП) от коротких замыканий в линии связи, автоматическое восстановление цепи ДП при устранении замыкания в линии и автоматическое отключение ДП в случае необратимого повреждения (или при превышении числа аварийных отключений установленной величины).

Недостатком данного устройства является то, что отключение источника ДП от линии происходит только при превышении тока в цепи ДП выше максимально допустимой величины, то есть когда аварийная ситуация уже имеет место.

Известно также устройство регулирования дистанционного электропитания в системах передачи, содержащее ключевой к выходу источника постоянного тока, а его второй вход — к выходу широтно-импульсного модулятора, вход которого подключен к первому выходу датчика тока, второй выход которого подключен к входу линейного трансформатора, а его вход — к выходу ключевого регулятора.

Данное устройство поддерживает динамическое значение тока в цепи ДП постоян. ным, что повышает устойчивость системы передачи и линии связи к воздейс, влю грозовых разрядов.

Недостатком данного устройства является то, что напряжение ДП при грозовых разрядах не снимается с линии связи. Напряжение, наводимое в линии связи ударом молнии, складывается с напряжением ДП, что увеличивает вероятность пробоя изоляции кабеля. Если в изоляции кабеля или в грозорэзрядниках, входящих в контуры защиты кабеля от перенапряжений, возникает пробой, ток ДП протекает через образовавшийся проводящий канал, вызывая сильное разрушение изоляции кабеля и неоправданное непогасание грозоразрядников, что приводит к отказу системы связи. Таким образом, недостатком является низкая устойчивость систем передачи к воздействию импульсных перенапряжений, например. грозовых разрядов

Цель изобретения — повышение защищенности от импульсных перенапряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство регулирования дистанционного электропитания, содержащее последовательно соединенные источник постоянного тока, ключевой регулятор, датчик тока и линейный трансформатор, а также широтноимпульсный модулятор., вход которого соединен с вторым выходом датчика тока, введены последовательно соединенные фильтр верхних частот, выпрямитель, первый компаратор, элемент ИЛИ, первый элемент И; первый одновибратор, счетчик, дешифратор, переключатель, инвертор и второй элемент И, выход которого соединен с вторым входом ключевого регулятора, а также второй и третий компараторы, второй одновибратор, блок индикации и блок сброса, выход которого соединен с BTopblM входом счетчика. первый вход которого соединен также с вторым входом второго элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого через второй одновибрэтор соединен со своим третьим входом, причем вход фильтра верхних частот соединен с вторым выходом датчика тока и входом второго и третьего компараторов, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента ИЛИ, причем вход блока индикации соединен с выходом дешифратора, а выход широтно-импульсного модулятора соединен с третьим входом второго элемента И.

На:чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 постоянного тока, ключевой регулятор 2, датчик 3 тока и линейный трансформатор 5, а также широтно-импульсный модулятор 4, вход которого соединен с вторым выходом датчика 3 тока, последовательно соединенные фильтр б верхних частот, выпрямитель 7, первый компарэтор 8, элемент ИЛИ 11, первый элемент

И 12, первый одновибратор 13. счетчик 15, дешифратор 17. переключатель 19. инвертор 20 и второй элемент И 21, выход которо5 ro соединен с вторым входом ключевого регулятора 2. а также второй 9 и третий 10 компараторы, второй одновибратор 14, блок 18 индикации v блок 1б сброса, выход которого соединен с вторым входом счетчика 15, первый вход которого соединен с вто1741276 рым входом второго элемента И 21, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И 12. выход которого через второй одновибратор 14 соединен со своим третьим входом, причем вход фильт- 5 ра 6 верхних частот соединен с вторым выходом датчика 3 тока и входом второго 9 и третьего 10 компараторов, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента ИЛИ 11, причем 10 вход блока 18 индикации соединен с выходом дешифратора 17. а выход широтно-импульсного модулятора 4 соединен с третьим входом второго элемента И 21.

При построении устройства регулиро- 15 вания дистанционного питания в системах передачи функциональные элементы схемы могут быть реализованы следующим образом, Источник 1 постоянного тока представ- 20 ляет собой сетевой трансформатор, выпрямитель на диодах КД 202р и сглаживающий фильтр. Ключевой регулятор 2 состоит из транзисторного ключа на элементах КТ838 и КД 411 и 1 С фильтра. Широтно-импульс- 25 ный модулятор 4 состоит из задающего генератора на двух элементах И-НЕ. микросхемы 561 ЛА7. интегратора и компаратора на микросхеме 157 УД 2. Схемы И 12 и 21 выполнены на микросхеме 561 ЛА9. 30 инвертор 20 схема ИЛИ 11 выполнены на микросхеме 561 ЛЕ10.

Переключатель 19 и блок 16 сброса выполнены на кнопочных переключателях типа П2К. Счетчик 15 и дешифратор 17 35 выполнены на микросхеме 561ИЕ8. Индикатор 18 состоит из знакосинтезирующего индикатора ИН 22 и девяти ключей на транзисторах КТ604. Одновибраторы 13 и

14 выполнены на микросхеме 561 ЛА 7. Ком- 40 параторы 8-10 и двухполупериодный выпрямитель 7 выполнены на двух микросхемах

157 УД2, Линейный трансформатор 5 системы передачи представляет собой типовой 45 трансформатор, .например, системы передачи К60П. Фильтр верхних частот 6 — типа

LC. Датчик тока 3 выполнен на оптронах типа АОТ 122 и усилителе 156 УД2.

Устройство работает следующим обра- 50 зом. .При отсутствии в линии связи повреждений и опасных перенапряжений. на выходах компараторов 8-10 присутствует низкий . логический уровень, а на выходах первого 55 одновибратора 13 и инвертора 20 — высокий, импульсы с выхода широтно-импульсного модулятора 4, через третий вход второй схемы И 21 поступают на второй вход ключевого регулятора 2 и напряжение дистанционного питания подается в линию связи. Длительность импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора 4, благодаря действию сигнала, снимаемого с второго выхода датчика тока 3, обратно пропорциональна току в цепи дистанционного питания. Таким образом, динамическое значение тока дистанционного питания поддерживается постоянным.

Если в линии связи происходит повреждение или грозовым -разрядом создается импульсное отклонение тока ДП от номинального значения, на выходе схемы ИЛИ

11 и первой схемы И 12 появляется высокий логический уровень, что приводит к запуску одновибраторов 13 и 14.

Первый одновибратор 13 вырабатывает импульс длительностью t, которая больше длительности тока молнии. но меньше максимально допустимого для системы передачи времени перерыва подачи ДП. Низкий логический уровень в течение времени t> с выхода первого одновибратора 13 поступает на второй вход второй схемы И 21, что приводит к запрещению работы ключевого регулятора 2 и снятию напряжения с линии связи на время т1.

Для предотвращения ложного срабатывания предлагаемого устройства в начальный после восстановления. цепи ДП момент, второй одновибратор 14 вырабатывает импульс длительностью t2>tt. В течение времени tg на третьем входе первой схемы И 12 присутствует низкий логический уровень и сигналы с выхода схемы ИЛИ 11 не поступают на одновибраторы 13 и 14. Счетчик 15 считает количество отключений ДП, что приводит к появлению высокого логического уровня на соответствующих состоянию счетчика 15 выводах дешифратора 17, Когда высокий логический уровень появляется на выходе дешифратора 17, к которому подключен переключатель 19, с помощью которого устанавливается максимально допустимое количество повторных источника ДП, на выходе инвертора 20 появляется низкий логический уровень. что приводит к отключению источника ДП от линии и к запрещению дальнейшей работы устройства.

Повторный запуск устройства может быть осуществлен с помощью блока 16 сброса, Уровень срабатывания первого компаратора 8 выбирается таким. чтобы отключение ДП происходило на начальном участке фронта импульса перенапряжения, например, при воздействии на линию связй токов молнии на лидерной стадии. Это позволяет повысить надежность линии за счет того, 1741276 что ДП отключается до начала главного разряда. молнии.

Формула изобретения

Устройство регулирования дистанционного электропитания, содержащее последовательно соединенные источник

5 постоянного тока. ключевой регулятор. датчик тока и линейный трансформатор, а также широтно-импульсный модулятор. вход которого соединен с вторым выходом датчика тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

10 повышения защищенности от импульсных перенапряжений, введены последовательно соединенные фильтр верхних частот, выпрямитель, первый компаратор. элемент

ИЛИ., первый элемент И. первый одновибра15 тор, счетчик, дешифратор, переключатель, инвертор и второй элемент И, выход которого соединен с вторым входом ключевого регулятора. а также второй и третий компараторы, второй одновибратор, блок

20 индикации и блок сброса, выход которого соединен с вторым входом счетчика, первый вход которого соединен также с вторым входом второго элемента И. первый вход которого соединен с вторым входом первого

25 элемента И, выход которого через второй одновибратор соединен со своим третьим входом, причем вход фильтра верхних частот соединен с вторым выходом датчика тока и входом второго и третьего компаратора, 30 выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента ИЛИ, причем вход блока индикации соединен с выходом дешифратора, а выход широтноимпульсного модулятора соединен с треть35 им входом второго элемента И, Для нормальной работы первого компаратора 8 служит выпрямитель 7, необходимость которого объясняется,тем, что токи молнии могут вызвать как увеличение, так и уменьшение тока в цепи ДП. Фильтр 6 верхних частот служит для предотвращения ложных. отключений источника ДП, вызванных медленно изменяющейся нестабильностью тока в цепи ДП, возникающих за счет изменения температуры грунта и воздействия блуждающих токов в грунте, Частота среза фильтра 6 должна составлять около

500 Гц. Компараторы 9 и 10 служат для отключения источника ДП при снижении тока в цепи ДП ниже минимально допустимого и выше максимально допустимого значения соответственно.

Блок 18 отображает количество отключений источника ДП, что необходимо для проведения профилактических работ на линии связи.

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными заключается в том, что оно способно отключить ДП в линии связи на начальном участке фронта импульса перенапряжения, например, на лидерной стадии тока молнии, до начала главного разряда, что повышает устойчивость линии связи к импульсным перенапряжениям.

Составитель B.Õà÷àòðÿí

Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцова

Редактор И,Касарда

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

Заказ 2093 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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