Устройство неразрушающего контроля неисправностей в электрической сети
Владельцы патента RU 2762125:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» (RU)
Устройство неразрушающего контроля неисправностей в электрической сети, содержит вводной щит, к которому через электрическую сеть, переходное сопротивление и датчики тока подключены две электроустановки. К электрической сети последовательно подключены высоковольтный делитель, фильтр низких частот, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, первый и второй индикаторы. Первая и вторая электроустановки подключены к электрической сети через датчики тока, выходы датчиков тока подключены к микроконтроллеру через усилители-ограничители. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для предупреждения пожара при неисправности в электрической сети или электроустановке.
Известно устройство предупреждения пожара при неисправности в электрической сети (патент РФ №2656128 С1, МПК (2006.01) G01R 31/00, G08B 17/06, опубл. 31.05.2018), выбранное в качестве прототипа, содержащее вводной щит, к которому через электрическую сеть и переходное сопротивление подключена электроустановка, к электрической сети последовательно подключены высоковольтный делитель, фильтр низких частот, усилитель, компаратор и индикатор, к второму входу компаратора подключен регулятор порога.
Недостатком этого устройства является невозможность локализации в защищаемой цепи большого переходного сопротивления в безыскровом режиме, если в цепи имеется две или более электроустановок.
Техническая проблема, решаемая настоящим изобретением - расширение арсенала технических средств аналогичного назначения.
Предложенное устройство неразрушающего контроля неисправностей в электрической сети, содержащее индикатор, вводной щит, к которому через электрическую сеть и переходное сопротивление подключена электроустановка, высоковольтный делитель, вход которого подключен к электрической сети, а выход к входу фильтра низких частот, выход которого связан с усилителем.
Согласно изобретению выход усилителя подключен к аналого-цифровому преобразователю, выход которого связан с микроконтроллером, который имеет связь с первым и вторым индикаторами первая электроустановка подключена к электрической сети через первый датчик тока, выход первого датчика тока подключен к входу первого усилителя-ограничителя, выход которого соединен с микроконтроллером, вторую электроустановку, подключенную через второй датчик тока к электрической сети, выход второго датчика тока подключен к второму усилителю-ограничителю, выход которого связан с микроконтроллером.
За счет аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с к микроконтроллером, который имеет связь с первым и вторым индикаторами, первой электроустановки подключенной к электрической сети через первый датчик тока, выход которого подключен к входу первого усилителя-ограничителя, выход которого соединен с микроконтроллером, второй электроустановки, подключенной через второй датчик тока к электрической сети, выход которого тока подключен к второму усилителю-ограничителю, выход которого связан с микроконтроллером появилась возможность локализации в защищаемой цепи большого переходного сопротивления при двух электроустановках.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства. В таблице 1 приведены результаты контроля термоЭДС и формирования сигнала пожароопасности.
Устройство неразрушающего контроля неисправностей в электрической сети (фиг. 1), содержит вводной щит 1, к которому через электрическую сеть 2, первое переходное сопротивление 3 и датчик тока 4 (ДТ1) подключена первая электроустановка 5 (ЭУ), а также через второе переходное сопротивление 6 и датчик тока 7 (ДТ2) подключена вторая электроустановка 8 (ЭУ). К электрической сети 2 последовательно подключены высоковольтный делитель 9, фильтр низкой частоты 10 (ФНЧ), усилитель 11, аналого-цифровой преобразователь 12 (АЦП), микроконтроллер 13 (МК), который связан с первым 14 и вторым 15 индикаторами. Выход первого датчика тока 4 (ДТ 1) подключен к входу первого усилителя-ограничителя 16, выход которого подключен к микроконтроллеру 13 (МК), выход второго датчика тока 7 (ДТ 2) подключен к входу второго усилителя ограничителя 17, выход которого подключен к микроконтроллеру 13 (МК).
Переходные сопротивления 3 и 6 выполнены на контактах стандартных розеток, например, Cariva 773659 фирмы Legrand, датчики тока 4 и 7 выполнены на стандартных датчиках Холла, например, ACS758LCB-100B фирмы Allegro. Высоковольтный делитель 8 выполнен на резисторах МЛТ 2. Фильтр низкой частоты 9 (ФНЧ) и усилитель 10 выполнены на операционном усилителе, например К140УД6. Аналого-цифровой преобразователь 11 (АЦП) выполнен на стандартной микросхеме АЦП К572ПВ3. Микроконтроллер 13 типовой, например, АРДУИНО. Первый 14 и второй 15 индикаторы выполнены на двух светодиодах, например АЛ307. Первый 16 и второй 17 усилители-ограничители могут быть выполнены на операционном усилителе с диодным ограничителем, например, К140УД6 и стабилитроне КС147.
Предлагаемым устройством был проведен контроль неисправности контактов штепсельного соединения электрического чайника и утюга с электрической сетью.
Процедура контроля. В электрическую сеть 2 напряжением 220 вольт 50Гц через первое переходное сопротивление 3 и первый датчик тока 4 (ДТ1) подключили первую электроустановку 5 (электрический чайник мощностью 1,8 кВт). Через второе переходное сопротивление 6 и второй датчик тока 7 (ДТ2) подключили вторую электроустановку 8 (ЭУ2), в качестве которой использовали электрический утюг мощностью 1 кВт.
Сначала включили первую электроустановку 5 в электрическую сеть 2. На выходе первого датчика тока 4 (ДТ 1) появился сигнал, который поступил через первый усилитель-ограничитель 16 на микроконтроллер 13 (МК). В это же время нагревали первое переходное сопротивление 3 в термокамере. Температуру в термокамере установили 100 градусов Цельсия, при этом измеряли термоЭДС на выходе усилителя 10 мультиметром RIGOL 6800. Затем отключили первую электроустановку 5 и остудили первое переходное сопротивление 3 до комнатной температуры. Процедуру повторили для температур термокамеры 150 и 200 градусов Цельсия.
Результаты измерения термоЭДС приведены в таблице 1, из которой видно, что при превышении сигнала термоЭДС 0,5 В, микроконтроллер 13 выдал сигнал пожароопасности на первый индикатор 14.
Затем включили вторую электроустановку 8 в электрическую сеть 2. На выходе второго датчика тока 7 (ДТ 1) появился сигнал, который поступил через второй усилитель-ограничитель 17 на микроконтроллер 13 (МК). В это же время нагревали второе переходное сопротивление 6 в термокамере. Температуру в термокамере установили 100, градусов Цельсия, при этом измеряли термоЭДС на выходе усилителя 10 мультиметром RIGOL 6800. Затем отключили вторую электроустановку 8 и остудили второе переходное сопротивление 6 до комнатной температуры. Процедуру повторили для температур термокамеры 150 и 200 градусов Цельсия.
Результаты измерения термоЭДС приведены в таблице 1, из которой видно, что при превышении сигнала термоЭДС 0,5 В, микроконтроллер 13 выдал сигнал пожароопасности на второй индикатор 15.
Следовательно, использование заявляемого устройства позволяет определять место неисправности в электрической сети при подключении двух электроустановок.
Устройство неразрушающего контроля неисправностей в электрической сети, содержащее индикатор, вводной щит, к которому через электрическую сеть и переходное сопротивление подключена электроустановка, высоковольтный делитель, вход которого подключен к электрической сети, а выход - к входу фильтра низких частот, выход которого связан с усилителем, отличающийся тем, что выход усилителя подключен к аналого-цифровому преобразователю, выход которого связан с микроконтроллером, который имеет связь с первым и вторым индикаторами, первая электроустановка подключена к электрической сети через первое переходное сопротивление и первый датчик тока, выход первого датчика тока подключен к входу первого усилителя-ограничителя, выход которого соединен с микроконтроллером, вторую электроустановку, подключенную через второе переходное сопротивление и второй датчик тока к электрической сети, выход второго датчика тока подключен к второму усилителю-ограничителю, выход которого связан с микроконтроллером.
