Система блокирования высоковольтной камеры электровоза переменного тока

Авторы патента:

H02H5/12 - реагирующие на недопустимое приближение или прикосновение людей и животных к деталям, находящимся под напряжением

Владельцы патента RU 2321128:

Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-кострукторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") (RU)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электроподвижном составе переменного тока. Система блокирования высоковольтной камеры электровоза предназначена для блокирования доступа обслуживающего персонала в высоковольтную камеру электровоза при наличии напряжения на токоприемнике электровоза и включает в себя измерительный трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена одним выводом непосредственно к силовой шине токоприемника, а другим выводом - к корпусу электровоза, мостовой выпрямитель, который подключен к вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения, резистивный делитель напряжения, подключенный к мостовому выпрямителю, электронный или микропроцессорный блок бесперебойного питания, который подключен к отпайке резистивного делителя напряжения и источнику питания цепей управления электровоза, а также вентиль защиты. Технический результат - исключение возможности проникновения обслуживающего персонала в высоковольтную камеру при поднятом токоприемнике за счет исключения влияния главного выключателя (включен или выключен) на работу системы блокирования. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электровозах переменного тока.

Известна система блокирования высоковольтной камеры (ВВК) электровоза, состоящая из трансформатора напряжения, первичная обмотка которого подключена к обмотке собственных нужд тягового трансформатора электровоза, панели питания, подключенной к вторичной обмотке трансформатора напряжения, вентиля защиты, подключенного к панели питания (Тушканов Б.А., Пушкарев Н.Г., Позднякова Л.А. и др. Электровоз ВЛ85: Руководство по эксплуатации. // М: Транспорт. - 1992. - 480 с).

Вентиль защиты включен в пневматическую цепь электровоза и служит для контроля блокирования дверей высоковольтной камеры при поднятом токоприемнике.

Вентиль защиты имеет две независимые электромагнитные системы, два взаимосвязанных якоря и две катушки:

- низковольтную катушку Г;

- силовую катушку Д.

Возбуждение любой из этих катушек приводит к включению вентиля защиты.

При включении машинистом выключателя «Блокирование ВВК» возбуждается катушка Г и воздух через вентиль защиты поступает в пневматические блокировки дверей высоковольтной камеры. Это вызывает выход штоков пневматических блокировок, после чего воздух подходит к вентилям токоприемника, а высоковольтная камера электровоза блокируется.

Если машинист собрал электрическую цепь для возбуждения одного из вентилей (или обоих вентилей) токоприемников, то воздух через соответствующий вентиль токоприемника проходит в цилиндр токоприемника и последний поднимается.

При поднятом токоприемнике и включенном главном выключателе электровоза, на обмотке собственных нужд тягового трансформатора электровоза наводится напряжение, которое через трансформатор напряжения и панель питания, входящих в состав системы блокирования, возбуждает катушку Д вентиля защиты.

Если машинист выполнил действия по опусканию токоприемника (при этом последний опустился), выключил выключатель «Блокирование ВВК» и главный выключатель электровоза, то вентиль защиты отключается (т.к. катушка Г и катушка Д теряют питание), выпуская при этом воздух из цилиндров пневматических блокировок, и двери высоковольтной камеры разблокируются.

Известно, что главный выключатель электровоза электрически соединяет токоприемник электровоза с первичной обмоткой тягового трансформатора электровоза. Поэтому при выключении ГВ электровоза все вторичные обмотки тягового трансформатора электровоза, в том числе и обмотка собственных нужд, теряют питание.

Из сказанного можно сделать вывод, что если выключить главный выключатель электровоза (при поднятом токоприемнике), то катушка Д вентиля защиты потеряет питание, т.к. эта катушка подключена к обмотке собственных нужд тягового трансформатора электровоза через трансформатор напряжения и панель питания, входящих в систему блокирования ВВК.

Рассмотрим ситуацию, при которой обслуживающему персоналу необходимо попасть в высоковольтную камеру электровоза, для чего ему необходимо выполнить ряд действий в следующей последовательности:

- выключить ГВ электровоза;

- выполнить действия по опусканию токоприемника;

- выключить выключатель «Блокирование ВВК».

Допустим, что обслуживающим персоналом были выполнены все описанные выше действия, т.е. был получен доступ в ВВК электровоза, но токоприемник по какой-либо причине не опустился (например, произошло приваривание полоза токоприемника к контактному проводу).

В результате получаем, что обслуживающий персонал получил доступ в высоковольтную камеру электровоза при поднятом токоприемнике.

Отсюда возникает и недостаток данной системы блокирования, который заключается в том, что при поднятом токоприемнике электровоза и наличии высокого напряжения на нем возможен доступ обслуживающего персонала в высоковольтную камеру электровоза.

Данный недостаток приводит к нарушению обслуживающим персоналом требований техники безопасности при обслуживании высоковольтных электроустановок.

Задачей изобретения является создание системы блокирования, которая бы при поднятом токоприемнике блокировала ВВК независимо от состояния (включен или выключен) главного выключателя электровоза.

Поставленная задача достигается тем, что предложенная система блокирования помимо вентиля защиты дополнительно содержит измерительный трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена одним выводом непосредственно к силовой шине токоприемника, а другим выводом к корпусу электровоза, мостовой выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке измерительного трансформатора, резистивный делитель напряжения, который подключен к мостовому выпрямителю, электронный (или микропроцессорный) блок бесперебойного питания, подключенный к отпайке резистивного делителя напряжения и источнику питания цепей управления электровоза (где источником питания цепей управления электровоза является статический (или машинный) преобразователь, включающийся после подъема токоприемника и включения главного выключателя, или аккумуляторная батарея - при выключенном главном выключателе).

Положительный эффект изобретения проявляется в том, что предлагаемое техническое решение системы блокирования позволит исключить проникновение обслуживающего персонала в ВВК при поднятом токоприемнике независимо от состояния ГВ электровоза. Что становится возможным за счет использования:

- измерительного трансформатора напряжения, первичная обмотка которого получает питание непосредственно от токоприемника электровоза, а не от обмотки собственных нужд тягового трансформатора электровоза, теряющей питание при выключении ГВ;

- электронного блока бесперебойного питания, который осуществляет бесперебойное питание катушки Д вентиля защиты при кратковременных исчезновениях напряжения на токоприемнике.

На чертеже изображена электрическая принципиальная схема системы блокирования высоковольтной камеры электровоза.

К силовой шине токоприемника 1 одним из выводов подключена первичная обмотка измерительного трансформатора напряжения 2, вторым выводом первичная обмотка подключена к корпусу электровоза. К вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения 2 подключен выпрямительный мост 3. Резистивный делитель 4 одним выводом подключен к анодной группе выпрямительного моста 3, а другим выводом - к катодной группе выпрямительного моста 3. К отпайке резистивного делителя 4 подключен электронный блок бесперебойного питания 5. Дополнительно, для обеспечения бесперебойного питания, к блоку 5 подводится напряжение от источника питания цепей управления электровоза.

Электронный блок бесперебойного питания 5 предназначен для непрерывного обеспечения электропитанием катушки Д вентиля зашиты 6, определения величины напряжения в контактной сети и сообщения системе управления электровоза о включении системы блокирования ВВК.

Состояние коммутирующих элементов электронного блока бесперебойного питания на чертеже показано для опущенного положения токоприемника и неработающей системы блокирования ВВК.

Работа системы блокирования высоковольтной камеры заключается в следующем. При включении выключателя «Блокирование ВВК» получает питание катушка Г вентиля защиты 6. Возбуждение этой катушки приводит к тому, что сжатый воздух из пневматической системы электровоза через пневматические блокировки закрытых штор и дверей ВВК подходит к вентилям токоприемников. Если машинист собрал электрическую цепь для возбуждения какого-либо из вентилей токоприемников, то соответствующий токоприемник поднимается.

После поднятия токоприемника 1, на вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения 2 наводится напряжение, пропорциональное напряжению контактной сети. Это напряжение преобразуется выпрямительным мостом 3 и подводится к резистивному делителю напряжения 4. Напряжение с отпайки резистивного делителя 4 прикладывается к электронному блоку бесперебойного питания 5. Дополнительно, для обеспечения бесперебойного питания катушки Д вентиля защиты 6, к блоку 5 подводится напряжение от источника питания цепей управления электровоза.

Блок 5, определив, что напряжение контактной сети находится в заданном диапазоне, собирает электрическую цепь для питания катушки Д вентиля защиты 6 и сообщает системе управления электровоза о включении системы блокирования ВВК.

Сработав, катушка Д вентиля защиты 6, продублирует пневматическую цепь, собранную ранее катушкой Г вентиля защиты 6.

Катушка Д вентиля защиты 6 может потерять питание только в том случае, если опустится токоприемник или напряжение в контактной сети исчезнет на время, большее 1 минуты, что заложено в алгоритм работы блока бесперебойного питания 5.

Электронный блок бесперебойного питания 5 реализует следующие функциональные возможности:

- контроль величины напряжения в контактной сети;

- обеспечение бесперебойного питания катушки Д вентиля защиты 6;

- организацию временной задержки порядка 1 минуты при исчезновении напряжения на токоприемнике или при выходе напряжения в контактной сети за рамки заданного диапазона (в этом случае питание катушки Д вентиля защиты 6 осуществляется от источника питания цепей управления электровоза).

Алгоритм работы электронного блока бесперебойного питания 5 заключается в следующем. Если напряжение контактной сети находится в заданном диапазоне, то блок 5 осуществляет питание катушки Д вентиля защиты 6 от отпайки резистивного делителя 4.

Если напряжение контактной сети выходит за пределы заданного диапазона, то блок 5 переключает цепь питания катушки Д вентиля защиты 6 на питание от источника питания цепей управления электровоза и выполняет временную задержку в 1 минуту. По истечении времени, отведенного на задержку, блоком 5 повторно выполняется проверка величины напряжения в контактной сети.

Если напряжение контактной сети возвращается в рамки заданного диапазона, то блок 5 переключает цепь питания катушки Д вентиля защиты 6 на питание от отпайки резистивного делителя 4.

Если же напряжение контактной сети не возвращается в рамки заданного диапазона, то питание катушки Д вентиля защиты 6 продолжает осуществляться от источника питания цепей управления электровоза и блоком 5 снова выполняется временная задержка в 1 минуту.

Такой цикл продолжается до тех пор, пока напряжение в контактной сети не достигнет допустимой величины или пока напряжение на токоприемнике не исчезнет на время большее 1 минуты.

Если напряжение на токоприемнике исчезло, то блок 5 переключает цепь питания катушки Д вентиля защиты 6 на питание от источника питания цепей управления электровоза и выполняет временную задержку в 1 минуту.

Если по истечении времени, отведенного на временную задержку, напряжение на токоприемнике не появилось, то блок 5 снимает питание с катушки Д вентиля защиты 6, считая, что токоприемник опустился.

Если же напряжение на токоприемнике после временной задержки появилось, то блок 5 работает по алгоритму, описанному выше, т.е. определяет величину напряжения в контактной сети и в зависимости от полученного результата осуществляет питание катушки Д вентиля защиты 6 либо от источника питания цепей управления электровоза, либо от отпайки резистивного делителя 4.

Использование предлагаемой системы позволит исключить проникновение обслуживающего персонала в ВВК при поднятом токоприемнике независимо от состояния ГВ электровоза. Это становится возможным за счет использования:

Система блокирования высоковольтной камеры электровоза, содержащая вентиль защиты, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена измерительным трансформатором напряжения, первичная обмотка которого подключена одним выводом непосредственно к силовой шине токоприемника, а другим выводом - к корпусу электровоза, мостовым выпрямителем, который подключен к вторичной обмотке измерительного трансформатора, резистивным делителем напряжения, подключенным к мостовому выпрямителю, электронным или микропроцессорным блоком бесперебойного питания, который подключен к отпайке резистивного делителя напряжения и источнику питания цепей управления электровоза.

Изобретение относится к электротехнике, к классу автоматических устройств защиты людей от поражения электрическим током и повышения пожаробезопасности жилых зданий.

Устройство защиты человека от поражения электрическим током в распределительном пункте переменного тока // 2300165

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в электроустановках распределительных пунктов, в электрических щитках в сетях переменного тока с глухозаземленной и изолированной нейтралью, в том числе и в квартирных щитках, расположенных на лестничных клетках жилых домов.

Устройство защитного отключения // 2273936

Изобретение относится к защите электроустановок напряжением до 1000 В от аварийных режимов, которые могут вызвать электропоражения людей и сельскохозяйственных животных, а также пожары от коротких замыканий.

Устройство защитного отключения // 2246160

Автомат защиты // 2121205

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты электроустановок от повреждения и защиты человека от поражения электрическим током. .

Устройство для обнаружения и сигнализации при приближении к лэп // 2097895

Изобретение относится к системам сигнализации и в частности к устройству для обнаружения и сигнализации при приближении крана к линии электропередачи (ЛЭП). .

Устройство для защитного отключения в электрической сети переменного тока // 2097894

Устройство для защитного отключения в электрической сети переменного тока с заземленной нейтралью // 2088011

Устройство для сигнализации об опасном приближении к токоведущим частям электроустановок // 2042996

Изобретение относится к технике безопасности, в частности к устройствам защиты человека, находящегося в непосредственной близости от электроустановок под напряжением.

Устройство защитного отключения // 2042245

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитным устройствам, и может быть использовано для защиты человека от поражения электрическим током в сети переменного тока.

Сигнализатор опущенного положения токоприемника электровоза // 2340061

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электровозах

Способ защитного отключения в сети переменного тока // 2360348

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике защиты людей от электропоражений в сетях переменного тока с любым видом нейтрали, т.е

Электроустановочное устройство и способ его эксплуатации // 2432654

Изобретение относится к электроустановочному устройству для эксплуатации электрической сети питания потребителей и для зависимого от необходимости управления уровнем безопасности в электрической сети питания потребителей, содержащему, по меньшей мере, один первый выключатель для отключения, по меньшей мере, одного первого потребителя и/или части сети от сети питания потребителей, по меньшей мере, один первый датчик для обнружения, по меньшей мере, одной индуцированной сетью или подвергаемой воздействию ею первой физической величины и, по меньшей мере, один первый блок срабатывания, который при превышении задаваемого первого предельного значения срабатывания отключает от сети питания потребителей в течение первого времени срабатывания первый выключатель и, таким образом, первого потребителя и/или часть сети, причем электроустановочное устройство содержит, по меньшей мере, один первый блок управления и контроля для задаваемого и автоматического согласования первого предельного значения срабатывания и/или первого времени срабатывания в зависимости от, по меньшей мере, одного параметра управления

Устройство для защитного отключения электроустановки от сети переменного тока // 2449444

Изобретение относится к электротехнике, а именно к защитно-отключающим устройствам, предназначенным для обеспечения безопасности людей при пробое изоляции или прикосновении человека к токоведущим частям электроустановок

Сигнализатор опасного приближения к высоковольтным установкам // 2496202

Изобретение используется в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности и стабильности срабатывания. Устройство содержит антенну, выпрямитель, пороговый элемент с S-образной вольтамперной характеристикой и пьезоэлектрический преобразователь, причем антенна подключена к первому входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пороговый элемент подключен к первому и второму выводам выпрямителя со стороны выпрямленного тока. Дополнительно в устройство введен заземлитель, присоединенный ко второму входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пьезоэлектрический звуковой преобразователь подключен к пороговому элементу параллельно. 1 ил.

Способ организации и контроля за рабочим местом ремонтного персонала в электроустановках выше 1 кв // 2584472

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике безопасности при работах в электроустановках выше 1 кВ. Технический результат заключается в повышении безопасности работ, выполняемых ремонтным персоналом, и в обеспечении постоянного контроля за расстояниями от ограждений до токоведущих частей. Способ организации и контроля за рабочим местом ремонтного персонала в электроустановках выше 1 кВ заключается в том, что исходная информация о величинах расстояний от ограждений до токоведущих частей контролируется рабочими. Информация о величинах расстояний от ограждений до токоведущих частей через устройства, измеряющие расстояния, такие как дальномеры, получающие питание от электрической сети, поступает в процессор, где сравниваются эти измеренные действительные величины расстояний от ограждений до токоведущих частей с допустимыми величинами расстояний от ограждений до токоведущих частей. После этого в результате сравнения действительного и допустимого значений расстояний формируются управляющие сигналы для средств сигнализации, установленных на ограждении и на пульте у диспетчера. В качестве устройств световой и звуковой сигнализации используются лампы, сирены, звонки. Оценивается нарушение допустимого расстояния, затем фиксируется, извещаются работники при помощи звуковой или световой сигнализации. Нарушение также фиксируется на пульте у диспетчера, являющегося работником оперативно-диспетчерской группы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Электрическое средство для ограничения тока утечки в работающих от аккумуляторной батареи присоединенных к пациенту медицинских устройствах // 2607922

Изобретения относятся к медицине. Способ для электрического ограничения тока утечки осуществляют с помощью присоединенного к пациенту медицинского устройства. При этом вставляют аккумуляторную батарею в батарейный отсек. Аккумуляторная батарея электрически присоединена к выходу питания и клеммам присоединения аккумуляторной батареи батарейного отсека. Выход питания является одним из первого и второго выходов питания. Устанавливают электропроводящую цепь между одной из клемм присоединения аккумуляторной батареи и пациентом. Электропроводящая цепь является независимой от средств, по которым осуществляется передача информации от датчиков или электродов, установленных на пациенте, к электронным компонентам присоединенного к пациенту устройства или передача сигналов к указанным датчикам или электродам от электронных компонентов. Блокируют протекание тока между выходом питания и соответствующим входом питания до тех пор, пока входное напряжение не является предварительно выбранным рабочим входным напряжением. Первый набор и/или второй набор переключающих устройств содействуют блокированию протекания тока. Предварительно выбранное рабочее входное напряжение является напряжением, выводимым батарейным отсеком, когда он полностью заполнен аккумуляторными батареями. Присоединенное к пациенту медицинское устройство содержит батарейный отсек, электронные компоненты, систему для электрического ограничения тока утечки, содержащую первый и второй наборы переключающих устройств. Батарейный отсек для аккумуляторных батарей соединяет аккумуляторные батареи последовательно и включает в себя первый и второй выходы питания. Электронные компоненты включают в себя первый и второй входы питания. Переключающие устройства первого набора избирательно соединяют первый выход питания батарейного отсека с первым входом питания электронных компонентов на основании первой полярности входного напряжения из батарейного отсека. Переключающие устройства второго набора избирательно соединяют второй выход питания батарейного отсека со вторым входом питания электронных компонентов на основании второй полярности входного напряжения, при этом первая полярность противоположна второй полярности. Напряжение включения перехода затвор-исток первого и второго наборов является полным входным напряжением, соответствующим выходному напряжению батарейного отсека, когда он полностью заполнен аккумуляторными батареями. Первый и второй наборы не соединяют свои соответствующие входы со своими соответствующими выходами до тех пор, пока все батареи не установлены в батарейный отсек. Достигается ограничение тока утечки. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ, система и устройство для активации системы защиты и динамического маркирования // 2634123

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности защиты от дуговых разрядов. Система защиты для использования с множеством устройств защиты цепи, соединенных с распределительным устройством, содержит первый датчик для обнаружения тела, находящегося в пределах первой зоны, ассоциированной с пороговым расстоянием от распределительного устройства, второй датчик для обнаружения тела в пределах второй зоны, ассоциированной со вторым пороговым расстоянием от распределительного устройства; и котроллер, соединенный с первым и вторым датчиками. Контроллер выполнен с возможностью избирательного активирования множества устройств защиты цепи. Контроллер выполнен с возможностью выборочного активирования множества устройств защиты цепи и активирования первого устройства защиты цепи в ответ на обнаружение, посредством упомянутого первого датчика, тела в пределах первой зоны, а также активирования второго устройства защиты цепи в ответ на обнаружение, посредством упомянутого второго датчика, тела в пределах второй зоны. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.