Система контрольного устройства и ограничителя перенаряжения

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение возможности технического обслуживания без прерывания распределения мощности. Устройство (10) для контроля ограничителя перенапряжения содержит: линию (23) заземления; блок (24) измерения, содержащий одну или более аналоговых измерительных схем (25, 26) для измерения электрического тока, проходящего через линию (23) заземления; электронный блок (43) обработки для приема измерительных сигналов от измерительных схем; носитель (44) данных для хранения данных контроля, формируемых блоком обработки; основной модуль (20), который вмещает линию заземления и блок измерения; а также вспомогательный модуль (40), который вмещает блок обработки и носитель для хранения данных, и установлен с возможностью съема на основном модуле. Когда вспомогательный модуль установлен на основном модуле, компоненты модулей соединены друг с другом с помощью разъема (29), предусмотренного на основном модуле и соответствующего разъема (49), предусмотренного на вспомогательном модуле. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ, И ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к контрольному устройству в соответствии с преамбулой пункта 1 формулы изобретения для ограничителя перенапряжения, подключенного к сети энергоснабжения. Изобретение также относится к системе ограничителя перенапряжения, содержащей ограничитель перенапряжения, подключенный к сети энергоснабжения.

Незапланированные отключения в сети энергоснабжения обычно вызывают большую потерю дохода для оператора сети. Когда отключение происходит из-за поврежденных или неправильно работающих компонентов сети, будут также дополнительные расходы на замену и/или ремонт указанных сетевых компонентов. Различные типы ограничителей перенапряжения сегодня используются в распределительных устройствах для того, чтобы защитить оборудование от входящих перенапряжений. Ограничитель перенапряжения подключается между токонесущим проводом и землей и может быть разработан в виде разрядника для защиты от перенапряжения без искрового промежутка с последовательностями соединенных оксидно-цинковых варисторов. Когда уровень напряжения станет слишком высоким в токонесущем проводе, ограничитель перенапряжения позволит электрическому току быть проведенным в землю, в результате чего перенапряжение снижается.

Число перенапряжений, которому подвергается ограничитель перенапряжения, может быть записано с помощью так называемого счетчика скачков напряжения, который соединяется с кабелем заземления ограничителя перенапряжения. Счетчик скачков напряжения дает информацию о мере, в которой установка подвергается перенапряжениям, и служит в качестве контрольного устройства для данного ограничителя перенапряжения. Экстаординарное количество записанных перенапряжений в течение определенного периода времени указывает на то, что ограничитель перенапряжения должен быть проверен и, возможно, подвержен техническому обслуживанию. Счетчик скачков напряжения обычно снабжается реле, которое подсчитывает количество скачков напряжения, проходящих через ограничитель перенапряжения. Счетчик скачков напряжения, как правило, является чувствительным к содержанию заряда или амплитуде импульса тока через ограничитель перенапряжения, вызванных перенапряжением, а функция подсчета активируется, когда определенные заранее заданные значения в отношении амплитуды и/или длительности импульса электрического тока превышаются. Счетчик скачков напряжения зачастую имеет дисплей, который показывает количество записанных скачков напряжения.

Если ограничитель перенапряжения, размещенный в фарфоровом корпусе, подвергается сильному загрязнению, ограничитель перенапряжения может быть частично нагрет из-за изменений в переходных процессах в распределении напряжения, вызванных внешним загрязнением корпуса ограничителя перенапряжения. В таком случае корпус разрядника должен быть очищен. Слой грязи, накопленный на корпусе, содержит проводящие и полупроводящие частицы, которые способствуют току утечки через корпус. Ток утечки, протекающий через корпус, будет включен в общий ток утечки через ограничитель перенапряжения. Резкое увеличение суммарного тока утечки через ограничитель перенапряжения указывает на то, что корпус был загрязнен и нуждается в очистке. Контрольные устройства, содержащие средства для комбинированной записи полного тока утечки через ограничитель перенапряжения и подсчета скачков напряжения, таким образом, находят применение.

В оксидно-цинковом ограничителе перенапряжения варисторы непрерывно подвергаются воздействию рабочего напряжения, которое побуждает непрерывный электрический ток порядка 1 мА течь через ограничитель перенапряжения. Этот электрический ток при нормальных условиях эксплуатации является, по существу, емкостным, но содержит также меньшую активную составляющую. Только изменения в активной составляющей тока могут указывать на возможные изменения в характеристиках ограничителя перенапряжения. Оксидно-цинковые ограничители перенапряжения имеют очень долгий срок службы, но его варисторные блоки могут претерпевать медленное ухудшение, приводящее к постепенному увеличению активного тока утечки. Когда активный ток утечки увеличивается до определенного уровня, существует риск того, что происходит разгонный тепловой процесс, который приводит к разрушению варисторных блоков. Поэтому представляется интересным проверять активный ток утечки через ограничитель перенапряжения. Это может быть сделано с помощью так называемого зонда для исследования поля. Зонд для исследования поля предназначается, чтобы замерять электрическое поле от сети энергоснабжения, к которой подключен ограничитель перенапряжения. На основании измеренных значений, связанных с электрическим током, протекающим между зондом для исследования поля и землей, а также измеряемых величин, связанных с электрическим током, протекающим между ограничителем перенапряжения и землей, активный ток утечки ограничителя перенапряжения может быть вычислен с помощью конкретного способа расчета, так называемого Способа В2 ("Анализ гармоник третьего порядка с компенсацией гармоник напряжения" (Поправка 1, Раздел 6 IEC 60099-5)), как описано в патенте США 7 005 863 B2.

ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является предложить контролирольно-измерительное устройство для ограничителя перенапряжения новой и выгодной разработки, которое, по меньшей мере, в некотором аспекте дает преимущество по сравнению с ранее известными контролирольно-измерительными устройствами для ограничителя перенапряжения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с изобретением указанная задача выполняется с помощью контрольного устройства, имеющего признаки, указанные в п. 1 формулы изобретения.

Контрольное устройство настоящего изобретения содержит:

- линию заземления, которая выполнена с возможностью быть электрически соединенной с землей и с ограничителем перенапряжения так, что электрический ток, протекающий через ограничитель перенапряжения, будет проходить через эту линию заземления;

- блок измерения, содержащий одну или несколько аналоговых измерительных схем для измерения электрического тока, проходящего через линию заземления и формирования измерительных сигналов, связанных с измеренным электрическим током;

- электронный блок обработки для приема указанных измерительных сигналов от измерительных схем блока измерения и формирования данных контроля на основе этих измерительных сигналов; а также

- носитель данных для хранения данных контроля, формируемых с помощью электронного блока обработки,

при этом:

- контрольное устройство содержит основной модуль и вспомогательный модуль, установленный съемным образом на основном модуле;

- линия заземления и блок измерения располагаются в основном модуле;

- электронный блок обработки и носитель для хранения данных располагаются во вспомогательном модуле;

- основной модуль содержит первый разъем, который соединяется с блоком измерения; а также

- вспомогательный модуль содержит второй разъем, который соединяется с электронным блоком обработки, причем второй разъем выполнен с возможностью входить в контакт с первым разъемом, когда вспомогательный модуль устанавливается на основной модуль, чтобы таким образом позволить электронному блоку обработки принимать указанные измерительные сигналы от блока измерения через первый и второй разъемы.

Аналоговые измерительные схемы, обычно использующиеся для измерения электрических токов в контрольном устройстве для ограничителя перенапряжения, представляют собой надежный тип и могут находиться в эксплуатации в течение нескольких лет, не требуя какого-либо технического обслуживания или модернизации. Однако электронный блок обработки, использующийся в контрольном устройстве для ограничителя перенапряжения для обработки измерительных сигналов от аналоговых измерительных схем содержит более совершенную цифровую электронику, которая является более чувствительной и может потребовать регулярного технического обслуживания или замены. Кроме того, носитель данных, использующийся для хранения данных контроля, формируемых электронным блоком обработки, является более чувствительным и требует регулярного технического обслуживания или замены. В соответствии с изобретением указанные надежные аналоговые измерительные схемы и указанные чувствительные электронный блок обработки и носитель для хранения данных располагаются в двух различных модулях, которые легко соединяются друг с другом и отсоединяются друг от друга. Основной модуль, содержащий аналоговые измерительные схемы, может оставаться подсоединенным к ограничителю перенапряжения, когда вспомогательный модуль, содержащий электронный блок обработки и носитель для хранения данных, отсоединяется от основного модуля и, следовательно, от ограничителя перенапряжения. Таким образом, вспомогательный модуль может быть временно отсоединен от основного модуля для того, чтобы обеспечить техническое обслуживание или замену чувствительных компонентов во вспомогательном модуле, не требуя какого-либо прерывания распределения мощности в сети энергоснабжения, к которой ограничитель перенапряжения подключается. Таким образом, техническое обслуживание и ремонт модульного контрольного устройства для ограничителя перенапряжения в соответствии с настоящем изобретением могут быть выполнены более простым, быстрым, безопасным и более экономически эффективным способом по сравнению с техническим обслуживанием и ремонтом немодульного контрольного устройства для ограничителя перенапряжения ранее известного типа. Еще одним преимуществом модульного контрольного устройства для ограничителя перенапряжения в соответствии с настоящим изобретением является то, что электронный блок обработки, включенный во вспомогательном модуле контрольного устройства, может быть модернизирован простым, быстрым, безопасным и экономически эффективным способом, не требуя какого-либо прерывания распределения мощности в сети энергоснабжения, к которой ограничитель перенапряжения подключается. Объединяя один тип основного модуля с различными типами вспомогательных модулей, также будет возможно обеспечить контрольные устройства различных конфигураций при сравнительно низкой стоимости, и контрольные устройства могут, таким образом, быть приспособлены к требованиям оператора сети энергоснабжения простым и экономически эффективным способом.

Согласно варианту осуществления изобретения блок измерения содержит аналоговую измерительную схему, именованную здесь первой измерительной схемой, предназначенную для обнаружения импульса электрического тока заранее определенной величины в линии заземления и формирования измерительного сигнала, представляющего такой импульс тока. Указанная первая измерительная схема предпочтительно содержит индуктивный измерительный элемент для измерения электрического тока, проходящего через линию заземления, причем этот измерительный элемент содержит катушку, расположенную вокруг линии заземления. Импульсы тока через ограничитель перенапряжения вызываются перенапряжениями в сети энергоснабжения, к которой ограничитель перенапряжения подключается. Записывая количество импульсов тока, проходящего через ограничитель перенапряжения, будет, следовательно, возможно получить информацию о количестве перенапряжений, происходящих в сети энергоснабжения.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения основной модуль содержит счетный механизм для записи и отображения количества импульсов тока, обнаруженных первой измерительной схемой, причем счетный механизм активируется под действием электрического заряда обнаруженных импульсов тока. С помощью этого счетного механизма основной модуль может быть использован для записи и отображения количества обнаруженных импульсов тока также, когда никакой вспомогательный модуль не устанавливается на основном модуле, и без требования какой-либо подачи электрической энергии от блока питания.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения блок измерения содержит аналоговую измерительную схему, именованную здесь второй измерительной схемой, предназначенную для измерения тока утечки ограничителя перенапряжения и формирования измерительных сигналов, представляющих измеренный ток утечки. Указанная вторая измерительная схема, предпочтительно, содержит индуктивный измерительный элемент для измерения электрического тока, проходящего через линию заземления, причем этот измерительный элемент содержит катушку, расположенную вокруг линии заземления.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения электронный блок обработки выполняется с возможностью формировать данные контроля, представляющие ток утечки, измеренный второй измерительной схемой, при этом носитель данных выполнен с возможностью хранения этих данных контроля.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения отличается тем:

- что контрольное устройство содержит зонд для исследования поля, который выполняется с возможностью генерировать электрический ток под действием электрического поля сети энергоснабжения, к которой ограничитель перенапряжения подключается;

- что контрольное устройство содержит измерительную схему, именованную здесь третьей измерительной схемой, предназначенную для измерения электрического тока, генерируемого зондом для исследования поля и формирования измерительных сигналов, представляющих измеренный электрический ток;

- что электронный блок обработки выполняется с возможностью формировать данные контроля, представляющие электрический ток, измеренный третьей измерительной схемой; а также

- что носитель данных выполняется с возможностью хранить данные контроля, представляющие ток утечки, измеренный второй измерительной схемой и данные контроля, представляющие электрический ток, измеренный третьей измерительной схемой, связанные с информацией о времени, генерируемой с помощью схемы хронирования, включенной во вспомогательный модуль или полученной от внешней схемы хронирования.

Таким образом, можно будет использовать данные, хранящиеся на носителе данных для того, чтобы вычислять активный ток утечки через ограничитель перенапряжения.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения зонд для исследования поля предусматривается в отдельном модуле зонда для исследования поля, который подключается к основному модулю или вспомогательному модулю с помощью электрического кабеля. Таким образом, зонд для исследования поля может быть расположен на расстоянии от основного модуля и вспомогательного модуля. Зонд для исследования поля должен быть расположен в месте, где электрическое поле от сети энергоснабжения является достаточно сильным и может, например, быть установлен близко к основанию ограничителя перенапряжения. Таким образом, зонд для исследования поля, как правило, расположен довольно высоко над землей, где он может быть вне досягаемости для человека, стоящего на земле. Позволяя основному модулю и вспомогательному модулю располагаться на расстоянии от модуля зонда для исследования поля, основной модуль и вспомогательный модуль могут быть установлены ближе к земле в удобной досягаемости для человека, стоящего на земле. Техническое обслуживание контрольного устройства, таким образом, облегчается.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения вспомогательный модуль содержит датчик температуры для измерения температуры окружающей среды, носитель для хранения данных, выполненный с возможностью хранить информацию о температуре, генерируемую с помощью датчика температуры, соответствующую информации о времени, генерируемой с помощью схемы хронирования. Таким образом, будет возможно, в связи с вычислением активного тока утечки через ограничитель перенапряжения, принимать в расчет влияние температуры в измеренных значениях от упомянутых второй и третьей измерительных схем.

Дополнительные преимущества, а также преимущественные признаки контрольного устройства в соответствии с изобретением будут очевидны из следующего описания и зависимых пунктов формулы изобретения.

Изобретение также относится к системе ограничителя перенапряжения согласно п. 14, которая содержит ограничитель перенапряжения, подключенный к сети энергоснабжения и к модульному контрольному устройству вышеупомянутого типа, в которой первый конец линии заземления, входящей в основной модуль контрольного устройства, электрически соединяется с ограничителем перенапряжения, а противоположный второй конец линии заземления электрически соединяется с землей таким образом, что электрический ток, протекающий от сети энергоснабжения на землю через ограничитель перенапряжения, будет проходить через линию заземления.

Дополнительные преимущества, так же как и преимущественные признаки системы, согласно настоящему изобретению будут очевидны из следующего описания и зависимых пунктов формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет в дальнейшем более подробно описываться с помощью примеров вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах представлено:

Фиг.1 – схематическая диаграмма контрольного устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - изометрический вид основного модуля, включенного в контрольное устройство согласно варианту осуществления настоящего изобретения, с крышкой, предусмотренной на передней стороне основного модуля.

Фиг.3 - изометрический вид основного модуля, показанного на фиг. 2, с крышкой, отделенной от основного модуля.

Фиг.4 - изометрический вид основного модуля, показанного на фиг. 2 и вспомогательного модуля, с модулями, отделенными друг от друга.

Фиг.5 - другой изометрический вид основного модуля и вспомогательного модуля, показанных на фиг. 4.

Фиг.6 - изометрический вид основного модуля и вспомогательного модуля, показанных на фиг. 4 и 5, со вспомогательным модулем, прикрепленным к основному модулю.

Фиг.7 - вид спереди основного модуля, показанного на фиг. 2, закрепленного на стойке ограничителя перенапряжения, а также

Фиг.8 - вид спереди контрольного устройства, содержащего основной модуль и вспомогательный модуль, изображенные на фиг. 4-6, закрепленного на стойке ограничителя перенапряжения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг. 1 очень схематично иллюстрирует контрольное устройство 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Контрольное устройство 10 должно быть подключено к ограничителю 1 перенапряжения для того, чтобы записать данные контроля, связанные с работой и состоянием ограничителя перенапряжения. Ограничитель 1 перенапряжения подключается к сети энергоснабжения обычным способом и является разрядником для защиты от перенапряжения без искрового промежутка, снабженным несколькими последовательностями соединенных оксидно-цинковых варисторов.

Контрольное устройство 10 содержит основной модуль 20 и вспомогательный модуль 40, причем вспомогательный модуль устанавливается с возможностью съема на основном модуле. Каждый модуль 20, 40 содержит наружный корпус 21, 41, который вмещает различные компоненты контрольного устройства 10. В примере, показанном на фиг. 4-6, корпус 41 вспомогательного модуля 40 прикрепляется к корпусу 21 основного модуля 20 с помощью крепежных элементов 11 в виде винтов. В собранном состоянии каждый крепежный элемент 11 простирается через сквозное отверстие 42 в корпусе 41 вспомогательного блока 40 и имеет внутренний резьбовой конец, зацепленный в резьбовом отверстии 22 в корпусе 21 основного модуля 20. Вспомогательный модуль 40 может, конечно, также быть установлен с возможностью съема на основном модуле 20 любым другим подходящим способом.

Основной модуль 20 содержит линию 23 заземления, которая простирается через корпус 21 основного модуля. Линия 23 заземления должна быть электрически подключена к земле 2 и к ограничителю 1 перенапряжения. Когда контрольное устройство 10 подключается к ограничителю 1 перенапряжения, первый конец 23а линии 23 заземления электрически подключается к ограничителю 1 перенаряжения, а противоположный второй конец 23b линии заземления электрически подключается к земле 2 таким образом, что электрический ток, протекающий от сети энергоснабжения к земле через ограничитель 1 перенапряжения будет проходить через линию 23 заземления. Линия 23 заземления разрабатывается преимущественно как жесткий стержень из подходящего металлического материала и жестко прикрепляется к корпусу 21 основного модуля 20, как показано на фиг. 2-6.

Основной модуль 20 также содержит блок 24 измерения, который располагается в корпусе 21 основного модуля, и который содержит один или более аналоговых измерительных схем 25, 26 для измерения электрического тока, проходящего через линию 23 заземления, и формирования измерительных сигналов, связанных с измеренным электрическим током. В показанном варианте осуществления блок 24 измерения содержит первую аналоговую измерительную схему 25 для обнаружения импульса электрического тока заранее определенного значения в линии 23 заземления и формирования измерительного сигнала, представляющего такой импульс тока, а также вторую аналоговую измерительную схему 26 для измерения тока утечки ограничителя 1 перенапряжения и формирования измерительных сигналов, представляющих измеренный ток утечки. Каждая измерительная схема 25, 26 предпочтительно содержит индуктивный измерительный элемент 27 28, для измерения электрического тока, проходящего через линию 23 заземления, при этом измерительный элемент 27, 28 соответствующей измерительной схемы содержит катушку, расположенную вокруг линии 23 заземления.

Индуктивный измерительный элемент 27 указанной первой измерительной схемы 25 может содержать катушку, состоящую из обмотки, расположенной вокруг железного сердечника, причем указанная обмотка соединяется с конденсатором, который заряжается током, индуцируемым в обмотке. Когда напряжение на конденсаторе превышает заранее определенное пороговое значение, конденсатор разряжается и измерительный сигнал испускается из первой измерительной схемы 25. Конечно, также возможно разработать первую измерительную схему 25 другими способами, чем здесь описано.

Индуктивный измерительный элемент 28 указанной второй измерительной схемы 26 может также содержать катушку, состоящую из обмотки, расположенной вокруг железного сердечника.

Вспомогательный модуль 40 содержит электронный блок 43 обработки для приема измерительных сигналов от измерительных схем 25, 26 блока 24 измерения и формирования данных контроля, основанных на этих измерительных сигналах. Электронный блок 43 обработки выполнен с возможностью формировать данные контроля, представляющие импульсы тока, обнаруживаемые первой измерительной схемой 25, и данные контроля, представляющие ток утечки, измеряемый второй измерительной схемой 26. Вспомогательный модуль 40 также содержит носитель 44 данных для хранения данных контроля, формируемых с помощью электронного блока 43 обработки. Ввод и запись данных в носителе 44 хранения данных управляется электронным блоком 43 обработки. Носитель 44 для хранения данных является, например, памятью типа ROM, PROM, EPROM или EEPROM. Электронный блок 43 обработки также отвечает за управление другими компонентами, включенными в контрольное устройство 10.

Электронный блок 43 обработки может быть выполнен для формирования данных контроля, связанных с амплитудой каждого импульса тока, обнаруживаемого первой измерительной схемой 25, основанных на измеренных значениях, связанных с напряжением на выше упомянутом конденсаторе первой измерительной схемы.

Электронный блок 43 обработки подключается к измерительным схемам 25, 26 через разъем, который содержит первый разъем 29, предусмотренный в основном модуле 20, и второй разъем 49, предусмотренный во вспомогательном модуле 40. Первый разъем 29 подключается к измерительным схемам 25, 26 блока 24 измерения, а второй разъем 49 подключается к электронному блоку 43 обработки. Второй разъем 49 выполнен с возможностью входить в контакт с первым разъемом 29, когда вспомогательный модуль 40 устанавливается на основной модуль 20, чтобы таким образом позволить электронному блоку 43 обработки принимать измерительные сигналы от измерительных схем 25, 26 блока 24 измерения через первый и второй разъемы 29, 49.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, контрольное устройство 10 содержит зонд 61 для исследования поля, который соединяется с землей, и выполняется с возможностью генерировать электрический ток под действием электрического поля сети энергоснабжения, к которой ограничитель 1 перенапряжения подключается. В этом случае контрольное устройство 10 содержит третью измерительную схему 45 для измерения электрического тока, генерируемого зондом 61 для исследования поля, то есть электрического тока, протекающего между зондом 61 для исследования поля и землей, и формирования измерительных сигналов, представляющих измеряемый электрический ток. Электронный блок 43 обработки выполняется, чтобы формировать данные контроля, представляющие электрический ток, измеренный третьей измерительной схемой 45. Носитель 44 данных выполняется с возможностью сохранять данные контроля, представляющие ток утечки, измеренный второй измерительной схемой 26, и данные контроля, представляющие электрический ток, измеренный третьей измерительной схемой 45, связанные с информацией о времени, генерируемой с помощью схемы 46 хронирования, так что эти данные контроля могут быть связаны с конкретными моментами времени. Таким образом, способом, описанным в патенте США 7 005 863 В2, можно вычислять величину активного тока утечки через ограничитель 1 перенапряжения, основанную на данных контроля, хранящихся в носителе 44 для хранения данных. Указанная схема 46 хронирования может быть включена во вспомогательный модуль 40 и, например, образовывать часть электронного блока 43 обработки, как показано на фиг 1. В качестве альтернативы, вспомогательный модуль 40 может получать информацию о времени от внешней схемы хронирования через беспроводное соединение или кабельное соединение.

Зонд 61 для исследования поля может состоять из пластины электропроводного материала, такого как алюминий. Зонд 61 для исследования поля должен быть расположен на месте, где электрическое поле от сети энергоснабжения является достаточно сильным, и он должен иметь относительно большую поверхность, с тем, чтобы быть способным эффективно подвергаться воздействию указанного электрического поля. Зонд 61 для исследования поля предусматривается с преимуществом в отдельном модуле 60, который подключается к вспомогательному модулю 40 при помощи электрического кабеля 62, как показано на фиг. 1 и 8. Зонд 61 для исследования поля может быть соединен с землей через электронный блок 43 обработки, как показано на фиг1. В этом случае вышеупомянутая третья измерительная схема 45 включается во вспомогательный модуль 40. В качестве альтернативы, зонд 61 для исследования поля может быть подключен к основному модулю 20 при помощи электрического кабеля. В последнем случае вышеупомянутая третья измерительная схема 45 может быть включена в основном модуле 20. Зонд 61 для исследования поля заключается с преимуществом в защитном корпусе 63.

В примерах, показанных на фиг. 7 и 8, ограничитель 1 перенапряжения располагается вертикально и покоится на одном или более изолирующих элементах 3, которые, в свою очередь, опираются на стойку 4. Основной модуль 20 контрольного устройства 10 устанавливается на стойке 4. Линия 23 заземления основного модуля 20 подключается к ограничителю 1 перенапряжения с помощью электрического кабеля 5 и заземляется с помощью другого электрического кабеля 6. Если стойка 4 представляет собой металлический материал, то линия 23 заземления может быть заземлена через стойку 4, как показано на фиг. 7 и 8. В примере, показанном на фиг. 7, основной модуль 20 используется сам по себе, без какого-либо вспомогательного модуля 40. В примере, показанном на фиг. 8, вспомогательный модуль 40 устанавливается на основной модуль 20, а модуль 60 зонда для исследования поля устанавливается на ограничитель 1 перенапряжения и подключается к вспомогательному модулю 40 с помощью электрического кабеля 62. В качестве альтернативы, ограничитель 1 перенапряжения может быть подвешен сверху в соответствующем держателе.

Вспомогательный модуль 40 с преимуществом обеспечивается датчиком температуры 47 для измерения температуры окружающей среды. Электронный блок 43 обработки подключается к датчику температуры 47 для того, чтобы принимать измерительные сигналы от датчика температуры в части температуры окружающей среды. Носитель 44 данных выполняется с возможностью хранить информацию о температуре, генерируемую с помощью датчика температуры 47, связанную с информацией о времени, генерируемой с помощью схемы 46 хронирования. Таким образом, данные контроля, связанные с электрическим током, проходящим через линию 23 заземления и данные контроля, связанные с электрическим током, генерируемым зондом 61 для исследования поля, могут быть связаны с температурой, которая преобладает в событии измерения.

Вспомогательный модуль 40 предпочтительно содержит блок 48 передачи данных для беспроводной передачи данных контроля, сохраненных в носителе 44 данных в блок считывания (не показан). Таким образом, возможно дистанционно управляемое считывание данных, сохраненных в носителе 44 данных. Блок 48 передачи данных может быть выполнен с возможностью сообщаться с блоком считывания так, как описано более подробно в патенте США 7 005 863 B2. Блок 48 передачи данных может содержать радиопередатчик для сообщения с блоком считывания. Конечно, также возможно использовать любой другой подходящий метод для беспроводной связи между блоком 48 передачи данных и блоком считывания. Блок 48 передачи данных и блок считывания соответствующим образом приспособлены для двунаправленной связи так, что блок 48 передачи данных из вспомогательного модуля 40 может передавать данные контроля в блок считывания, так же как и получать команды управления от блока считывания. Функционирование блока 48 передачи данных управляется электронным блоком 43 обработки. В качестве альтернативы беспроводной передачи передача данных контроля из вспомогательного модуля 40 и подача команд управления для вспомогательного модуля может происходить через кабель, например оптический кабель или оптическое волокно. Блок считывания может быть портативным ручным устройством, которое временно подключается к вспомогательному модулю 40, когда считывание данных контроля имеет место, как описано в патенте США 7 005 863 B2. Однако вспомогательный модуль 40 может быть также постоянно соединен с контрольным центром.

Вспомогательный модуль 40 также содержит блок 50 питания, который отвечает за поставку электрического тока к электронному блоку 43 обработки, к носителю 44 для хранения данных, к блоку 48 передачи данных, ко второй измерительной схеме 26 и к любому другому возможному компоненту контрольного устройства 10, который требует подачи электрического тока. В показанном варианте осуществления блок 50 питания подключается ко второй измерительной схеме 26 через первый и второй разъемы 29, 49. Блок 50 питания предпочтительно содержит элемент 51 для накопления энергии, например, в виде суперконденсатора, и один или более солнечные элементы 52, подключенные к элементу накопления энергии. В качестве альтернативы, блок 50 питания может состоять из простой литиевой батареи или ей подобной. В варианте осуществления, показанном на фиг. 5 и 6, два солнечных элемента 52 предусматриваются на передней стороне 53 вспомогательного модуля 40. Компоненты контрольного устройства 10 могут, в качестве альтернативы, снабжаться электрическим током с помощью кабеля от внешнего источника питания. В последнем случае никакого блока питания в контрольном устройстве 10 не требуется.

В показанном варианте осуществления основной модуль 20 содержит счетный механизм 30 для записи и отображения количества импульсов тока, обнаруживаемых первой измерительной схемой 25. Счетный механизм 30 активируется под воздействием электрического заряда обнаруживаемых импульсов тока. Счетный механизм 30 снабжается обычным числовым дисплеем 31, образованным одним или более цифровыми колесами или подобными им, который показывает количество обнаруженных импульсов тока и который продвигается вперед на один шаг в то время, когда импульс тока обнаруживается первой измерительной схемой 25. Счетный механизм 30 подключается к вышеупомянутому конденсатору первой измерительной схемы 25 так, чтобы позволить числовому дисплею продвигаться вперед на один шаг, когда конденсатор разряжается. Таким образом, счетный механизм 30 работает без необходимости какой-либо подачи электрического тока от блока питания. Таким образом, основной модуль 20 может быть использован сам по себе, без вспомогательного модуля 40, для простого подсчета количества скачков напряжения в сети энергоснабжения, как показано на фиг. 2 и 7. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2-7 , числовой дисплей 31 счетного механизма 30 и вышеупомянутый первый разъем 29 предусматриваются на передней стороне 32 основного модуля 20. Когда основной модуль 20 используется сам по себе, без какого-либо вспомогательного модуля 40, установленного на основном модуле, крышка 12 может быть установлена на передней стороне 32 основного модуля 20, как показано на фиг. 2. Крышка 12 защищает первый разъем 29 и снабжается отверстием 13, через которое виден числовой дисплей 31. Крышка 12 устанавливается с возможностью съема на корпусе 21 основного модуля 20 посредством крепежных элементов 14 в виде винтов. Когда вспомогательный модуль 40 должен быть установлен на основном модуле 20, крышка 12 снимается и вспомогательный модуль 40 устанавливается на передней стороне 32 основного модуля 20, как показано на фиг. 3-6. Вышеупомянутый второй разъем 49 предусматривается на задней стороне 54 вспомогательного модуля 40 и входит в контакт с первым разъемом 29, когда вспомогательный модуль 40 устанавливается на основном модуле 20. В показанном примере числовой дисплей 31 счетного механизма 30 закрывается вспомогательным модулем 40, когда вспомогательный модуль устанавливается на основной модуль 20.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 2-8, корпус 21 основного модуля 20 снабжается монтажными проушинами 33, с помощью которых основной модуль 20 может быть прикреплен к стойке 4 ограничителя перенапряжения с помощью крепежных элементов в виде болтов или подобных им.

Изобретение, конечно, в любом случае не ограничивается вариантами осуществления, описанными выше. Напротив, множество возможностей для их модификации будут очевидны для специалиста данной области техники, без отступления от основной идеи изобретения, которая определена в прилагаемой формуле изобретения.

1. Контрольное устройство для контроля ограничителя (1) перенапряжения, подключенного к сети электроснабжения, причем контрольное устройство (10) содержит:

- линию (23) заземления, которая выполнена с возможностью электрического подключения к земле и к ограничителю (1) перенапряжения таким образом, что электрический ток, протекающий через ограничитель перенапряжения, будет проходить через эту линию (23) заземления;

- блок (24) измерения, содержащий одну или более аналоговых измерительных схем (25, 26) для измерения электрического тока, проходящего через линию (23) заземления и формирования измерительных сигналов, связанных с измеренным электрическим током;

- электронный блок (43) обработки для приема указанных измерительных сигналов от измерительных схем (25, 26) блока (24) измерения и формирования данных контроля, основанных на этих измерительных сигналах; а также

- носитель (44) данных для хранения данных контроля, формируемых электронным блоком (43) обработки,

отличающееся тем:

- что контрольное устройство (10) содержит основной модуль (20) и вспомогательный модуль (40), устанавливаемый с возможностью съема на основном модуле (20);

- что линия (23) заземления и блок (24) измерения располагаются в основном модуле (20);

- что электронный блок (43) обработки и носитель (44) для хранения данных располагаются во вспомогательном модуле (40);

- что основной модуль (20) содержит первый разъем (29), который соединен с блоком (24) измерения; а также

- что вспомогательный модуль (40) содержит второй разъем (49), который соединен с электронным блоком (43) обработки, причем второй разъем (49) выполнен с возможностью контактировать с первым разъемом (29), когда вспомогательный модуль (40) установлен на основном модуле (20), чтобы таким образом позволить электронному блоку (43) обработки принимать указанные измерительные сигналы от блока (24) измерения через первый и второй разъемы (29, 49).

2. Контрольное устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок (24) измерения содержит аналоговую измерительную схему (25), названную здесь первой измерительной схемой, для обнаружения импульса электрического тока заранее определенной величины в линии (23) заземления и формирования измерительного сигнала, представляющего такой импульс тока.

3. Контрольное устройство по п. 2, отличающееся тем, что указанная первая измерительная схема (25) содержит индуктивный измерительный элемент (27) для измерения электрического тока, проходящего через линию (23) заземления, причем этот измерительный элемент (27), содержит катушку, расположенную вокруг линии (23) заземления.

4. Контрольное устройство по п. 2 или 3, отличающееся тем, что основной модуль (20) содержит счетный механизм (30) для записи и отображения количества импульсов тока, обнаруженных первой измерительной схемой (25), причем счетный механизм (30) активируется под действием электрического заряда обнаруженных импульсов тока.

5. Контрольное устройство по п. 2, отличающееся тем,

- что электронный блок (43) обработки выполнен с возможностью формировать данные контроля, представляющие импульсы тока, обнаруженные первой измерительной схемой (25); а также

- что носитель (44) для хранения данных выполнен с возможностью хранить эти данные контроля.

6. Контрольное устройство по п. 1, отличающееся тем, что вспомогательный модуль (40) содержит блок (48) передачи данных для беспроводной передачи данных контроля, сохраненных на носителе (44) данных.

7. Контрольное устройство по п. 1, отличающееся тем, что вспомогательный модуль (40) содержит блок (50) питания, который предпочтительно содержит элемент (51) накопления энергии и одну или более солнечные батареи (52), подключенные к элементу накопления энергии.

8. Контрольное устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок (24) измерения содержит аналоговую измерительную схему (26), названную здесь второй измерительной схемой, для измерения тока утечки ограничителя (1) перенапряжения и формирования измерительных сигналов, представляющих измеренный ток утечки.

9. Контрольное устройство по п. 8, отличающееся тем, что указанная вторая измерительная схема (26) содержит индуктивный измерительный элемент (28) для измерения электрического тока, проходящего через линию (23) заземления, причем этот измерительный элемент (28) содержит катушку, расположенную вокруг линии (23) заземления.

10. Контрольное устройство по п. 8 или 9, отличающееся тем,

- что электронный блок (43) обработки выполнен с возможностью формировать данные контроля, представляющие ток утечки, измеренный второй измерительной схемой (26); а также

- что носитель (44) для хранения данных выполнен с возможностью хранить эти данные контроля.

11. Контрольное устройство по п. 10, отличающееся тем,

- что контрольное устройство (10) содержит зонд (61) для исследования поля, который выполнен с возможностью генерировать электрический ток под действием электрического поля сети энергоснабжения, к которой ограничитель (1) перенапряжения подключается;

- что контрольное устройство (10) содержит измерительную схему (45), названную здесь третьей измерительной схемой, для измерения электрического тока, генерируемого зондом (61) для исследования поля и формирования измерительных сигналов, представляющих измеренный электрический ток;

- что электронный блок (43) обработки выполнен с возможностью формировать данные контроля, представляющие электрический ток, измеренный с помощью третьей измерительной схемы (45); а также

- что носитель (44) для хранения данных выполнен с возможностью хранить данные контроля, представляющие ток утечки, измеренный второй измерительной схемой (26), и данные контроля, представляющие электрический ток, измеренный третьей измерительной схемой (45), связанные с информацией о времени, генерируемой посредством схемы (46) хронирования, включенной во вспомогательный модуль (40) или получаемой от внешней схемы хронирования.

12. Контрольное устройство по п. 11, отличающееся тем, что вспомогательный модуль (40) содержит датчик (47) температуры для измерения температуры окружающей среды, носитель (44) для хранения данных, выполненный с возможностью хранить информацию о температуре, генерируемую с помощью датчика температуры (47), связанную с информацией о времени, генерируемой с помощью схемы (46) хронирования.

13. Контрольное устройство по п. 11 или 12, отличающееся тем, что зонд (61) для исследования поля предоставлен в отдельном модуле (60) зонда для исследования поля, который подключен к основному модулю (20) или вспомогательному модулю (40) с помощью электрического кабеля (62).

14. Система ограничителя перенапряжения, содержащая ограничитель (1) перенапряжения, подключенный к сети энергоснабжения, отличающаяся тем, что система ограничителя перенапряжения содержит контрольное устройство (10) по любому из пп. 1-13, при этом первый конец (23а) линии (23) заземления, включенной в основной модуль (20) контрольного устройства (10), электрически соединен с ограничителем (1) перенапряжения, а противоположный ему второй конец (23b) линии (23) заземления электрически соединен с землей, так что электрический ток, протекающий от сети энергонабжения на землю через ограничитель (1) перенапряжения, будет проходить через линию (23) заземления.

15. Система по п. 14, отличающаяся тем,

- что ограничитель (1) перенапряжения расположен вертикально и опирается на один или более изолирующих элементов (3), которые, в свою очередь, поддерживаются стойкой (4);

- что контрольное устройство (10) представляет собой контрольное устройство по п. 13;

- что основной модуль (20) контрольного устройства (10) установлен на стойке (4); а также

- что модуль (60) зонда для исследования поля контрольного устройства (10) установлен на ограничитель (1) перенапряжения.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат заключается в глубоком снижении дуговых перенапряжений на оборудовании всей сети, снижении потерь в заземляющем устройстве и мощности заземляющего резистора.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении эффективности защиты тиристорно-импульсных систем управления (ТИСУ) трамвайными вагонами от коммутационных перенапряжений, обусловленных сбросом электромагнитной энергии индуктивности тяговой контактной сети в конденсатор фильтра ТИСУ при отключении внешних коротких замыканий.

Раскрыто устройство (10, 110) защиты от перенапряжений для прибора наружного освещения, включающее в себя соединение (23А, 123А) фазы, соединение (23В, 123B) нейтрали и соединение (23C, 123C) заземления.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах для ограничения тока заряда конденсатора нагрузки, применяемых, в частности, для фильтрации выходного напряжения источника, предназначенного для питания различных потребителей постоянного тока.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение безопасности и надежности кабельных электросетей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для фильтрации выходного напряжения источника, предназначенного для питания различных потребителей постоянного тока.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении точности оценки ресурса изоляции высоковольтного оборудования при перенапряжениях.

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

Изобретение относится к области электротехники и содержит модуль ограничителей напряжения (МОН), входной, промежуточный и выходной силовые ключи (СК), дроссель, второй диод, модуль контроля и управления (МКУ), входную плавкую вставку, плюсовой и минусовой входы и плюсовой и минусовой выходы.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат заключается в глубоком снижении дуговых перенапряжений на оборудовании всей сети, снижении потерь в заземляющем устройстве и мощности заземляющего резистора.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты оборудования от избыточного напряжения. Технический результат заключается в повышении надежности, долговечности электрических потребителей, появлении новых полезных свойств у серийно выпускаемых устройств защитного отключения (УЗО) без вмешательства в их конструкцию и изменения их основных параметров.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности источника питания постоянного тока.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты силовых трансформаторов электрических станций и подстанций, работающих в электрических сетях с номинальным напряжением 110 кВ и выше, от воздействия геоиндуцированных токов в периоды геомагнитной активности при возмущениях космической погоды.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для защиты силовых трансформаторов электрических станций и подстанций от воздействия геоиндуцированных токов в периоды геомагнитных бурь.

Изобретение относится к области электротехники и содержит модуль ограничителей напряжения (МОН), входной, промежуточный и выходной силовые ключи (СК), дроссель, второй диод, модуль контроля и управления (МКУ), входную плавкую вставку, плюсовой и минусовой входы и плюсовой и минусовой выходы.

Изобретение относится к защитному реле, включающему в себя входную цепь, которая детектирует состояние внешнего устройства в соответствии с тем, превышает ли внешнее входное напряжение предварительно установленное пороговое напряжение.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для снижения уровня перенапряжений и тока однофазного замыкания в электросетях. Способ заключается в том, что нейтраль заземляется при помощи конденсаторов и реактора.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к электрическим схемам, и может быть использовано в составе схемы включения и аварийной блокировки металлорежущих станков, в том числе зубообрабатывающих станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение возможности технического обслуживания без прерывания распределения мощности. Устройство для контроля ограничителя перенапряжения содержит: линию заземления; блок измерения, содержащий одну или более аналоговых измерительных схем для измерения электрического тока, проходящего через линию заземления; электронный блок обработки для приема измерительных сигналов от измерительных схем; носитель данных для хранения данных контроля, формируемых блоком обработки; основной модуль, который вмещает линию заземления и блок измерения; а также вспомогательный модуль, который вмещает блок обработки и носитель для хранения данных, и установлен с возможностью съема на основном модуле. Когда вспомогательный модуль установлен на основном модуле, компоненты модулей соединены друг с другом с помощью разъема, предусмотренного на основном модуле и соответствующего разъема, предусмотренного на вспомогательном модуле. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх