Устройство для сигнализации о заземлениях в цепях постоянного тока

Авторы патента:

Добролюбов Виктор Александрович (RU)

H02H3/16 - реагирующие на ток замыкания на землю, на корпус или на массу (с устройствами для балансной или дифференциальной защиты H02H 3/26)

G01R31/02 - испытание электрической аппаратуры, линий и элементов на короткое замыкание, обрыв, утечку или неправильное соединение

Владельцы патента RU 2559026:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

Предлагаемое устройство для сигнализации о заземлениях в цепях постоянного тока может найти широкое применение в изделиях ракетно-космической техники, где требуется высокая надежность при проверке работоспособности сложных систем автоматики и недопустимость ложного попадания плюса источника питания или минуса источника питания на корпус прибора. Техническим результатом предлагаемого изобретения является контроль попадания кратковременных ложных потенциалов на корпус, визуальная фиксация попадания плюса источника питания или минуса источника питания на корпус. Предлагаемое устройство для сигнализации о заземлениях в цепях постоянного тока содержит источник питания, к которому подключен резистивный делитель, состоящий из последовательно соединенных первого и второго резисторов, сигнализатора наличия ложного потенциала, выполненного на светодиодах, в отличие от известного, в него введены первая и вторая оптоэлектронные тиристорные пары, светодиоды этих оптоэлектронных тиристорных пар включены параллельно и встречно, при этом первый вывод светодиодов оптоэлектронных тиристорных пар через конденсатор подключен к средней точке соединения первого и второго резисторов, второй вывод светодиодов оптоэлектронных тиристорных пар подключен к корпусу, тиристор первой оптоэлектронной тиристорной пары через третий резистор и первый светодиод сигнализатора наличия ложного потенциала подключен к источнику питания, тиристор второй оптоэлектронной тиристорной пары через четвертый резистор и второй светодиод сигнализатора наличия ложного потенциала также подключен к источнику питания. 1 ил.

Известно устройство контроля замыкания фазы на корпус, заявка 2008121778/28 от 30.05.2008, МПК: G01R 31/02.

Указанное устройство контроля замыкания фазы на корпус в трехфазных сетях с изолированной нейтралью, находящейся под напряжением, содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель, выполненный на диодах, реле и динисторе.

К недостаткам указанного устройства следует отнести то, что предлагаемая схема работает на переменном токе и только при наличии изолированной нейтрали, а также то, что для пробоя динистора требуется напряжение не менее 15 В и выше. Т.е. схема работает только при попадании напряжения, равного напряжению фазы.

Известно устройство для пожарной и тревожной сигнализации, авторское свидетельство №8410, МПК⁶: G08B 29/00 и G08B 23/00.

Указанное устройство состоит из сигнализирующих приборов, включенных в цепь линейной батареи параллельно сопротивлению линейного шлейфа и последовательно с обмоткой дифференциального реле центральной установки, последовательно с сигнализирующими приборами включены резисторы и реле сигнализаторы.

К недостаткам указанного устройства следует отнести то, что в предлагаемой схеме применяется большое количество электрорадиоизделий, что безусловно снижает надежность устройства, кроме этого параметры токов срабатывания и удержания, как правило, не гарантируются техническими условиями, а являются справочными параметрами.

В качестве прототипа выбрано устройство для сигнализации о заземлениях в цепях постоянного тока по авторскому свидетельству №57096, МПК⁶: H02H 7/06, опубликовано 31.05.1940.

Прототип содержит две электронные лампы - выпрямительную и усилительную (лампа-реле), питаемые от вспомогательного трансформатора, источник питания, к которому подключен резистивный делитель, состоящий из последовательно соединенных первого и второго резисторов, сигнализатор наличия ложного потенциала, а также конденсатор. Назначение выпрямительной лампы заключается в заряде конденсатора через регулируемое добавочное сопротивление.

Недостатком прототипа является то, что он регистрирует снижение сопротивления изоляции, но не определяет наличие ложного потенциала (плюса или минуса напряжения на земле) на корпусе и не определяет, какой потенциал минут или плюс сидит на корпусе.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является контроль попадания кратковременных ложных потенциалов на корпус, визуальная фиксация попадания плюса источника питания или минуса источника питания на корпус.

Предлагаемое устройство для сигнализации о заземлениях в цепях постоянного тока содержит источник питания, к которому подключен резистивный делитель, состоящий из последовательно соединенных первого и второго резисторов, сигнализатора наличия ложного потенциала, выполненного на светодиодах, в отличие от известного, в него введены первая и вторая оптоэлектронные тиристорные пары, светодиоды этих оптоэлектронных тиристорных пар включены параллельно и встречно, при этом первый вывод светодиодов оптоэлектронных тиристорных пар через конденсатор подключен к средней точке соединения первого и второго резисторов, второй вывод светодиодов оптоэлектронных тиристорных пар подключен к корпусу, тиристор первой оптоэлектронной тиристорной пары через третий резистор и первый светодиод сигнализатора наличия ложного потенциала подключен к источнику питания, тиристор второй оптоэлектронной тиристорной пары через четвертый резистор и второй светодиод сигнализатора наличия ложного потенциала также подключен к источнику питания.

Суть предлагаемого изобретения поясняется графическим изображением, на котором приведена электрическая схема устройства для сигнализации о заземлениях в цепи постоянного тока, которая содержит:

1 и 2 - первый и второй резисторы делителя;

3 - первая оптоэлектронная тиристорная пара;

4 - вторая оптоэлектронная тиристорная пара;

5 - светодиод первой оптоэлектронной тиристорной пары;

6 - светодиод второй оптоэлектронной тиристорной пары;

7 - тиристор первой оптоэлектронной тиристорной пары;

8 - тиристор второй оптоэлектронной тиристорной пары;

9 - первый резистор, задающий ток через светодиод первой оптоэлектронной тиристорной пары;

10 - второй резистор, задающий ток через светодиод второй оптоэлектронной тиристорной пары;

11 - первый светодиод, предназначенный для сигнализации наличия ложного потенциала;

12 - второй светодиод, предназначенный для сигнализации наличия ложного потенциала;

13 - конденсатор;

14 - корпус прибора;

1 и 2 - первый и второй резисторы делителя, подключенные последовательно к источнику питания;

3 - первая оптоэлектронная тиристорная пара, состоящая из светодиода 5, первый вывод которого подключен к конденсатору 13, а второй к корпусу прибора 14, и тиристора 7, первый вывод которого подключен к источнику питания, а второй к первому резистору 9;

4 - вторая оптоэлектронная тиристорная пара, состоящая из светодиода 6, первый вывод которого подключен к конденсатору 13, а второй к корпусу, и тиристора 8, первый вывод которого подключен к источнику питания, а второй ко второму резистору 10;

9 - первый резистор, первый вывод которого подключен к тиристору 7 первой оптоэлектронной тиристорной пары 3, а второй к первому светодиоду 11;

10 - второй резистор, первый вывод которого подключен к тиристору 8 второй оптоэлектронной тиристорной пары 4, а второй ко второму светодиоду 12;

11 - первый светодиод, первый вывод которого подключен к первому резистору 9, а второй к источнику питания;

12 - второй светодиод, первый вывод которого подключен ко второму резистору 10, а второй к источнику питания;

13 - конденсатор, первый вывод которого подключен к средней точке резистивного делителя, а второй к средней точке светодиодов оптоэлектронных тиристорных пар;

14 - корпус прибора.

Предлагаемое устройство контроля ложного потенциала работает следующим образом.

При попадании ложного потенциала, например +Б источника питания, на корпус 14 начинает протекать ток от корпуса 14 через светодиод 6 второй оптоэлектронной тиристорной пары 4, конденсатор 13 (в момент коммутации конденсатор замкнут), резистор 2 и к минусу источника питания -Б. В результате этого срабатывает тиристор 8 и через резистор 10, задающий ток, загорается светодиод 12. Загорание светодиода 12 характеризует то, что на корпус попал ложно +Б источника питания. После чего необходимо провести системный анализ схемы испытаний и найти причину возникновения неисправности и устранить ее.

При попадании ложного потенциала, например -Б источника питания, на корпус 14 начинает протекать ток от +Б источника питания через резистор 1 и конденсатор 13 (в момент коммутации конденсатор 13 замкнут), светодиод 5 первой оптоэлектронной тиристорной пары 3 и к корпусу 14 (-Б).

В результате этого срабатывает тиристор 7 и через резистор 9, задающий ток, загорается светодиод 11. Загорание светодиода 11 характеризует то, что на корпус попал ложно -Б источника питания.

После чего необходимо провести системный анализ схемы испытаний и найти причину возникновения неисправности и устранить эту причину.

Анализ предлагаемой схемы показывает, что по сравнению с прототипом схема фиксирует попадание как постоянного ложного потенциала как +Б, так и -Б на корпус прибора, так и кратковременное попадание ложного потенциала, так как тиристоры 7 и 8 обладают свойством запоминания информации.

Таким образом, можно сделать вывод о следующих преимуществах предлагаемого устройства контроля ложного потенциала по сравнению с прототипом:

- контроль попадания кратковременных ложных потенциалов на корпус;

- наличие визуальной фиксации попадания плюса источника питания или минуса источника питания на корпус;

- применение перспективных электрорадиоизделий и простота схемы.

Устройство для сигнализации о заземлениях в цепях постоянного тока, содержащее источник питания, к которому подключен резистивный делитель, состоящий из последовательно соединенных первого и второго резисторов, сигнализатор наличия ложного потенциала, а также конденсатор, отличающееся тем, что сигнализатор наличия ложного потенциала выполнен на светодиодах, а также введены первая и вторая оптоэлектронные тиристорные пары, при этом светодиоды этих оптоэлектронных тиристорных пар включены параллельно и встречно, причем первый вывод светодиодов оптоэлектронных тиристорных пар через конденсатор подключен к средней точке соединения первого и второго резисторов, второй вывод светодиодов оптоэлектронных тиристорных пар подключен к корпусу, тиристор первой оптоэлектронной тиристорной пары через третий резистор и первый светодиод сигнализатора наличия ложного потенциала подключен к источнику питания, тиристор второй оптоэлектронной тиристорной пары через четвертый резистор и второй светодиод сигнализатора наличия ложного потенциала также подключен к источнику питания.

Изобретение относится к области электротехники. В соответствии с изобретением, предложенные способ и устройство для направленного детектирования отказа в многофазной энергосистеме основаны на анализе гармоник тока в соответствии со сложением полупериодов одинаковой полярности токов каждой фазы энергосистемы, а также сравнении изменения амплитуды или любого другого нормированного значения токов каждой фазы (4A, 4В, 4С).

Дугогасящий агрегат для компенсации емкостных токов замыкания на землю // 2551952

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам для компенсации емкостных токов замыкания в электрических сетях 6-35 кВ. Технический результат состоит в снижении активных потерь электроэнергии, материалоемкости и габаритных размеров, повышении надежности в эксплуатации и упрощении технического обслуживания.

Устройство защиты от однофазных замыканий на землю воздушных и кабельных линий распределительных сетей 6-35 кв // 2550348

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и устойчивости функционирования устройства.

Способ устранения неисправности в линии постоянного тока высокого напряжения, установка для передачи электрического тока по линии постоянного тока высокого напряжения и преобразователь переменного тока // 2550138

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в линиях постоянного тока высокого напряжения, к которой через автономный преобразователь подключена сеть переменного тока.

Устройство защитного отключения по напряжению // 2543990

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для защиты приемников электрической энергии от аварийных значений напряжений в электрических сетях.

Способ защиты сетей с изолированной, компенсированной и резистивно-заземленной нейтралью от однофазных коротких замыканий на землю // 2543517

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - обеспечение селективности защиты и повышение надежности и быстродействия.

Способ определения интервалов однородности электрической величины // 2540267

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в релейной защите и автоматике. Технический результат - повышение чувствительности при обработке электрической величины с высокой частотой измерений и возможность выявления и корректировки измерения электрической величины с выбросами.

Устройство общесекционной защиты трехфазной сети от однофазных замыканий на землю // 2538767

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты трехфазной сети с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ), а также может быть использовано в сетях, где нейтраль заземлена через резистор, дугогасящий реактор или комбинированно.

Способ определения места возникновения однофазного замыкания на землю для воздушных линий электропередачи в сетях с изолированной нейтралью // 2536168

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности электроснабжения потребителей.

Способ определения поврежденной линии в компенсированной трехфазной сети // 2535298

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите электрических сетей напряжением 6-35 кВ с компенсированной нейтралью, и предназначено для селективного определения поврежденной линии среди других линий сети при возникновении однофазного замыкания на землю (ОЗЗ).

Способ определения остаточного ресурса электропроводки // 2556299

Изобретение предназначено для использования в технике электрических измерений. Сущность: измеряют переходные сопротивления контактов и проводников, полное сопротивление изоляции цепи фаза - нуль, фаза - фаза, фаза - защитный проводник без отключения источника питания, полное сопротивление изоляции цепи фаза - защитный проводник без отключения источника питания и срабатывания устройства защитного отключения, полное сопротивление линии и контура, сопротивление заземляющих устройств, ожидаемый ток короткого замыкания, дифференциальный ток утечки на землю, коэффициент абсорбции и коэффициент поляризации.

Способ автоматического ограничения повышения напряжения высоковольтного оборудования // 2556033

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в противоаварийной автоматике для автоматического ограничения повышения напряжения (АОПН) высоковольтного оборудования.

Устройство для обнаружения частичных разрядов // 2553281

Изобретение относится к области измерения электрических величин и может быть использовано при диагностике возникновения дефектов электрической изоляции. Устройство для обнаружения частичных разрядов содержит высоковольтный источник питания постоянного тока, параллельно которому подключен высоковольтный конденсатор через одно из положений коммутационного ключа, через другое положение которого к конденсатору подключен испытуемый объект, к которому подключен датчик.

Способ и устройство для обнаружения короткого замыкания на землю // 2550751

Изобретение относится к обнаружению короткого замыкания на землю в электрических сетях. Сущность: устройство содержит средство (70) для определения значения нейтральной полной проводимости в трехфазной электрической линии (30) и средство (70) для обнаружения короткого замыкания на землю в трехфазной электрической линии (30) на основе определенного значения нейтральной полной проводимости и значений одного или более заранее заданных параметров.

Устройство контроля протекания тока // 2546071

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в системах управления ракетоносителя, в системах управления разгонным блоком для контроля прохождения команд в коммутационных системах.

Коммутатор измерительного прибора для контроля качества цепей питания электротехнических систем изделия при их сборке // 2544357

Изобретение относится к области технологических устройств и может быть использовано в составе автоматизированной измерительной системы совместно с измерительными приборами при контроле цепей питания электротехнической системы изделия в процессе ее сборки на соответствие техническим требованиям.

Способ определения интервалов однородности электрической величины // 2540267

Коммутатор измерительного прибора для контроля качества цепей питания электротехнических систем изделия при их сборке // 2538036

Изобретение относится к области технологических устройств и может быть использовано при контроле цепей питания электротехнической системы. Технический результат: увеличение производительности, исключение влияния помех и ошибок подключения измерительного прибора на надежность собираемой электротехнической системы изделия, обеспечение объективности и достоверности контроля и выявление ошибок или дефектов в собираемой электротехнической системе изделия, в том числе - идентификацию короткого замыкания любой из шин питания электротехнической системы изделия на его корпус.

Коммутатор измерительного прибора для контроля качества цепей питания электротехнических систем изделия при их сборке // 2535524

Способ автоматизированного контроля электрических цепей сложных технических изделий и устройство для реализации этого способа // 2534387

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности - к способам и устройствам контроля качества электрических цепей (внутреннего электромонтажа) сложных технических изделий, включая изделия вооружения, военной и специальной техники.

Коммутатор измерительного прибора для контроля качества цепей питания электротехнических систем изделия при их сборке // 2562698

Изобретение относится к области технологических устройств и может быть использовано совместно с измерительным прибором (омметром) при контроле цепей питания электротехнической системы изделия в процессе ее сборки на соответствие требованиям технической документации - отсутствие обрывов, замыканий, иных несоответствий техническим требованиям. Заявленное устройство содержит три входные цепи и две выходные цепи, переключатель на три положения и четыре направления, диод и два низкоомных резистора R1 и R2 и электрические связи между элементами устройства, обеспечивающие безопасное с точки зрения электрических воздействий проведение контроля качества цепей питания электротехнической системы изделия в процессе ее сборки. Техническим результатом является увеличение производительности за счет уменьшения числа контрольных измерений, исключение влияния помех и ошибок подключения измерительного прибора на надежность собираемой электротехнической системы изделия, обеспечение объективности и достоверности контроля и выявление ошибок или дефектов в собираемой электротехнической системе изделия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.