Способ обнаружения неисправности электрооборудования



Способ обнаружения неисправности электрооборудования
Способ обнаружения неисправности электрооборудования
G01R31/00 - Устройства для определения электрических свойств; устройства для определения местоположения электрических повреждений; устройства для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, не предусмотренным в других подклассах (измерительные провода, измерительные зонды G01R 1/06; индикация электрических режимов в распределительных устройствах или в защитной аппаратуре H01H 71/04,H01H 73/12, H02B 11/10,H02H 3/04; испытание или измерение полупроводниковых или твердотельных приборов в процессе их изготовления H01L 21/66; испытание линий передачи энергии H04B 3/46)

Владельцы патента RU 2654134:

Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро "Метроспецтехника" (RU)

Изобретение относится к системам защиты электрооборудования и системам безопасности. Технический результат заключается в повышении чувствительности дымовых датчиков в системах контроля разогрева изоляции. Заявлен способ обнаружения аэрозольных фракций, выделяемых изоляцией проводов при нагреве, включающий наличие двух измерительных каналов, работающих в двух диапазонах длин волн (ультрафиолетовом и инфракрасном спектре), и использующий общие источники излучения. Измерительные каналы расположены в пространстве на равном расстоянии от общего центра, выделение разностного сигнала между измерительными каналами сигналов. Согласно способу производят сравнение сигналов, полученных в каждом спектре, с порогами, занесенными в массивы амплитудно-частотных характеристик для каждого спектра, и при превышении порогового распределения по результатам сравнения - формирование сигнала на отключение электрооборудования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к средствам обнаружения некачественных контактных соединений в электрооборудовании. Более конкретно, изобретение относится к системам защиты электрооборудования и системам безопасности.

Из уровня техники известны различные способы обнаружения некачественных электрических соединений, использующих принцип обнаружения дуговых электрических разрядов, возникающих в этих местах, основанные на детектировании световых излучений, анализе радиоизлучений от искрения в коротковолновом диапазоне длин волн и т.п.

Так, из патента РФ на изобретение №2249827 известен способ обнаружения аварийных электрических дуг (Arc Tracking) в кабеле, в частности в кабеле бортовой сети воздушного летательного аппарата, при котором зарегистрированный сигнал (I(t)) переменного тока дискретно по времени считывают и посредством интерполяции определенного числа считанных значений (y(k)) определяют угловую функцию (I(k)), которая моделирует характеристику переменного тока и из которой выводят действительную часть (ω) переменного тока. Из результата сравнения действительной частоты (ω) переменного тока с заданной частотой (ω') делают вывод о возникновении аварийной электрической дуги (ISA, IGA) и, при необходимости, вырабатывают сигнал (Sarc) оповещения. Работающее по этому способу устройство интегрировано преимущественно в защитный выключатель для бортовой сети воздушного летательного аппарата, так что он служит для обнаружения и отключения возникающих в кабеле бортовой сети аварийных электрических дуг.

Способ и устройство для определения электрической дуги по патенту РФ №2484487 предполагают создание базы данных, содержащей множество классов принадлежностей, из которых первый класс относится к фазе коронного разряда, а также наличие узла, содержащего средство для измерения электрического тока и электрического напряжения на электрическом кабеле, средства для фильтрации значений измерений и средства для преобразования значений отфильтрованных измерений в цифровую форму и формирования двух сегментов цифровых данных. Блок обработки информации содержит средство для обработки каждого из двух сегментов функциями для формирования окончательного вектора, средство для определения класса принадлежности окончательного вектора, используя базу данных, и средства для вывода заключения о наличии или отсутствии электрической дуги.

Общим недостатком известных способов и систем является отсутствие возможности более раннего обнаружения некачественного контактного соединения, при котором еще дуговой разряд не происходит, а имеет место только его тепловой нагрев. Такой нагрев по времени значительно предшествует возникновению дугового разряда и последующего катастрофического разрушения контактного соединения. Указанный тепловой нагрев обусловлен прохождением больших токов через электрическое сопротивление при недостаточной затяжке контактного соединения, когда величина сопротивления контакта имеет величину больше допустимой.

Задача, решаемая при разработке заявленного изобретения, состоит в возможности обнаружения аэрозольных фракций, выделяемых изоляцией проводов, которые образуются при разогреве в местах плохих контактных соединений. При этом используется анализ изменения пространственного распределения оптической плотности среды во времени с целью установления факта наличия аэрозольных фракций, основанный на учете физических свойств их распространения в воздухе. Технический результат, достигнутый при решении такой задачи, состоит в существенном повышении чувствительности дымовых датчиков в системах контроля разогрева изоляции.

Для достижения поставленного результата предлагается способ обнаружения аэрозольных фракций, выделяемых изоляцией проводов при нагреве, включающий наличие двух измерительных каналов, работающих в двух диапазонах длин волн (ультрафиолетовом и инфракрасном спектре), и использующий общие источники излучения, при этом измерительные каналы расположены в пространстве на равном расстоянии от общего центра, выделение разностного сигнала между измерительными каналами сигналов, сравнение сигналов, полученных в каждом спектре, с порогами, занесенными в массивы амплитудно-частотных характеристик для каждого спектра, и при превышении порогового распределения по результатам сравнения - формирование сигнала на отключение электрооборудования.

Измерительные каналы могут состоять из общего двухцветного светоизлучающего элемента и двух фотоприемников, разделенных диафрагмой, и которые могут быть расположены в одной плоскости с воздухозаходом, например, под углом 30° друг к другу.

По существу, заявленный способ основан на выявлении различий во временном изменении пространственного распределения оптической плотности в двух диапазонах длин волн.

Идеология заявленного способа основана на учете физических свойств аэрозоля, распространяющегося в восходящих потоках воздуха и происходящих при этом завихрениях, а также зависимости степени поглощения от соотношения длины волны светового потока к размеру частиц согласно теории Ми. Установление факта наличия аэрозольных фракций таким способом позволяет их обнаруживать при концентрациях порядка 0,0005 дБ/м.

Использование общего источника излучения с последующим формированием разностного сигнала позволяет уменьшить флуктуационную шумовую составляющую светоизлучателя, а также синфазные помехи, вызванные внешней засветкой, что позволяет добиться высокой чувствительность датчика.

Принцип реализации заявленного способа поясняется на основании условной схемы оптико-электронного аэрозольного датчика.

Нижеследующее подробное описание содержит обоснование возможности достижения поставленного результата, при этом такой пример ни в коей мере не ограничивает объем притязаний, определенный формулой изобретения, а лишь иллюстрирует возможность применения заявленного способа в системах пожарной сигнализации.

Датчик состоит из микроконтроллера 1, первый выход которого через аналого-цифровой преобразователь 2 подключен к управляющему входу первого генератора тока 4, а второй - через аналого-цифровой преобразователь 3 подключен к управляющему входу второго генератора тока 5, с помощью которых управляется яркость двухцветного светоизлучающего элемента 6. Световые потоки от элемента 6 попадают на первый фотоприемник 7 и на второй фотоприемник 8 первого и второго измерительных каналов, соответственно (работающих в различных спектральных диапазонах - ультрафиолетовом и инфракрасном спектрах), сигналы от которых через преобразователи ток-напряжение 9 и 10 подключены к вычитателю напряжения 11. К входу микроконтроллера 1 подключен выход вычитателя напряжения 11 через последовательно соединенные фильтр верхних частот 12, усилитель низкой частоты 13 и аналого-цифровой преобразователь 14. Третий выход микроконтроллера 1 подключен к управляющему входу ключа управления отключением электрооборудования 15. Двухцветный светоизлучающий элемент 6 помещен в закрытую диафрагму 16, фотоприемники измерительных каналов 7 и 8 помещены в закрытую диафрагму 17, а между ними размещена открытая диафрагма 18.

Работа датчика осуществляется следующим способом.

Микроконтроллер приемного устройства 1 с заданной периодичностью дает разрешение на включение и установку заданного уровня яркости каждого из двух спектров (ультрафиолетового и инфракрасного) двухцветного светоизлучающего элемента 6 через цифроаналоговые преобразователи 2 и 3 и управляемые ими генераторы тока 4 и 5. Световой потоки от светоизлучающего элемента 6, проходя через систему диафрагм 16, 17, 18, где происходит их фильтрация от отраженных лучей, попадают на фотоприемники 7 и 8, а генерируемые ими при этом токи преобразуется в напряжение преобразователями ток-напряжение 9 и 10. С их выходов напряжения, пропорциональные мощности светового потока, подаются на вычитатель напряжения 11, где выделяется разностный сигнал, содержащий информацию о пространственно-временном распределении оптической плотности среды. Разностный сигнал далее проходит через фильтр высоких частот 13, где отфильтровывается постоянная составляющая разностного сигнала и усилитель низкой частоты, где сигнал усиливается до уровня необходимого для работы аналого-цифрового преобразователя 14. Разностный сигнал содержит две составляющие во времени - первую составляющую для ультрафиолетового спектра и вторую - для инфракрасного. Микроконтроллер 1 с помощью быстрого преобразования Фурье вычисляет амплитудно-частотную характеристику флуктуаций оптической плотности среды для каждого спектра и частотное распределение их отношений, производит сравнение полученных распределений для ультрафиолетового спектра и для отношений спектральных составляющих с опорными распределениями, хранящимися в памяти микроконтроллера. Если в результате сравнения спектральные составляющие в ультрафиолетовом спектре превышают заданные пороговые значения, то делается вывод об обнаружении аэрозоля (первое условие), а соответствие частотного распределения отношений спектральных составляющих опорному в соответствии с теорией Ми определяет, что обнаружен аэрозоль с размером частиц меньше, чем у пара или пыли (второе условие).

Таким образом, при совпадении обоих условий микроконтроллер 1 формирует с помощью ключа 15 сигнал на отключение электрооборудования.

1. Способ обнаружения аэрозольных фракций, выделяемых изоляцией проводов при нагреве, включающий использование источника излучения, связанного с двумя измерительными каналами, работающими в различных спектральных диапазонах ультрафиолетовом и инфракрасном спектрах, при этом измерительные каналы расположены в пространстве на равном расстоянии от общего центра, выделение разностного сигнала между сигналами измерительных каналов, сравнение спектральных составляющих разностного сигнала с пороговыми для каждого спектра значениями и при превышении пороговых значений по результатам сравнения - формирование сигнала на отключение электрооборудования.

2. Способ по п. 1, в котором измерительные каналы выполнены в виде общего двухцветного светоизлучающего элемента и двух фотоприемников, разделенных диафрагмой, расположенных в одной плоскости с воздухозаходом, например, под углом 30° друг к другу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам измерения оптической плотности газовой среды. Способ включает наличие нескольких, связанных с опорным каналом, измерительных каналов, расположенных в пространстве на равном расстоянии от общего центра, выделение амплитуд разностных между измерительными каналами сигналов, сравнение максимальной из таких амплитуд со значением сигнала в опорном канале и при превышении порога по результатам сравнения формирование результатов измерения оптической плотности среды для установления факта наличия дыма.
Изобретение относится к способу обнаружения взрыва метана и угольной пыли на начальной стадии воспламенения метана и угольной пыли на предприятиях горной, нефтегазовой промышленности.

Изобретение относится к светоизлучающему участку с повышенной интенсивностью светоизлучения, к фотоэлектрическому датчику дыма с этим светоизлучающим участком и к системе для определения присутствия дыма с этим фотоэлектрическим датчиком дыма.

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к стендам и камерам для исследования и контроля дымовых пожарных извещателей, и может быть использовано для определения уровня задымленности среды и точного определения порога срабатывания дымовых пожарных извещателей.

Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации. .

Изобретение относится к автоматической сигнализации, способам обнаружения наличия взвешенных частиц дыма в окружающей среде. .

Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации и может быть использовано в автоматических системах контроля и управления в шахтах, опасных по взрывам газа и пыли.
Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации. .

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано как средство обнаружения загорания и приведения в действие установок автоматического пожаротушения.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к искробезопасным устройствам шахтной автоматики, и может быть применено в областях техники, где необходимо применение искробезопасных источников питания.
Изобретение относится к технике защиты от замыканий на землю и от дуговых коротких замыканий. Согласно способу выполняют выборочный контроль дугового короткого замыкания в течение множества периодов выборочного контроля дугового короткого замыкания, причем периоды выборочного контроля дугового короткого замыкания происходят с регулярными интервалами и каждый период выборочного контроля дугового короткого замыкания длится фиксированную продолжительность времени, которая короче времени между последовательными периодами выборочного контроля дугового короткого замыкания.

Изобретение относится к области электронного бытового оборудования. Технический результат заключается в уменьшении электропотребления оборудованием.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля ресурса электрической изоляции сухих силовых трансформаторов. Сигналы с датчика температуры наиболее нагретой точки трансформатора 5, датчика амплитуды вибрации 6 и блок-контакта 3 автоматического выключателя 1 поступают на входы контроллера 8.

Изобретение относится к способу электрических проверок космического аппарата (КА). Для электрической проверки производят включение и выключение КА, подключение и отключение наземных имитаторов бортовых источников электропитания, автоматизированную выдачу команд управления, допусковое телеизмерение и контроль параметров бортовой вычислительной системы, контроль сопротивления изоляции бортовых шин относительно корпуса, формирование директив автоматической программы и директив оператора в ручном режиме, формирование протокола испытаний, отображение текущего состояния процесса испытаний.

Изобретение относится к области испытаний линий передачи электроэнергии и может быть применено при проведении ресурсных и других видов испытаний сверхпроводящих кабельных линий.

Изобретение относится к электромагнитным испытаниям для оценки защищенности объекта от мощных электромагнитных воздействий. Технический результат: возможность оценки влияния электромагнитного воздействия на крупногабаритные объекты, компоненты оборудования которых расположены в экранированных корпусах в экранированном помещении.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ частично неселективной защиты тяговой сети переменного тока заключается в том, что проверяется отсутствие короткого замыкания в аварийно отключенной контактной сети посредством устройства контроля короткого замыкания по наведенному напряжению, и при отсутствии короткого замыкания подается команда на включение аварийно отключенной питающей линии с минимальной выдержкой времени автоматическим повторным включением.

Тест-купон погрешностей совмещения слоев многослойной печатной платы состоит из 2n пар печатных проводников, ориентированных вдоль стороны МПП. Причём каждую пару проводников располагают на соседних слоях металлизации МПП один под другим со смещением в направлении.

Изобретение относится к метрологии. Способ тестирования испытуемого устройства характеризуется тем, что соединяют первый модуль источника/измерителя с первым набором по меньшей мере из трех триаксиальных кабелей и выводом заземления.

Изобретение относится к системам защиты электрооборудования и системам безопасности. Технический результат заключается в повышении чувствительности дымовых датчиков в системах контроля разогрева изоляции. Заявлен способ обнаружения аэрозольных фракций, выделяемых изоляцией проводов при нагреве, включающий наличие двух измерительных каналов, работающих в двух диапазонах длин волн, и использующий общие источники излучения. Измерительные каналы расположены в пространстве на равном расстоянии от общего центра, выделение разностного сигнала между измерительными каналами сигналов. Согласно способу производят сравнение сигналов, полученных в каждом спектре, с порогами, занесенными в массивы амплитудно-частотных характеристик для каждого спектра, и при превышении порогового распределения по результатам сравнения - формирование сигнала на отключение электрооборудования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх