Устройство для защиты тяговой сети от однофазного замыкания на землю

 

Союз Советских

Сецналнстическнх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<щ792410

Ф (63) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 070878 (21) 2655866/24-07 с присоединением заявки ¹ (23} Приоритет

Опубликовано 301280. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30,12.80 (51)м, Кл.з

H 02 H 3/08

Госуаарствениый комитет

СССР во делам изобретений и открытий (53) YAK 621. 316. .925(088.8) (72} Авторы изобретения

В.П. Еомлев и, С. И. Малафеев (71) Заявитель

Владимирский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЖЦИТЫ ТЯГОВОЙ СЕТИ

ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ HA ЗЕМЛЮ

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защитного отключения карьерных тяговых сетей, например, при касании ковшом экскаватора контактного про- 5 вода..

На открытых горных разработках, имеющих электрофицнрованный железнодорожный транспорт, при случайном касании ковшом экскаватора контактного 3Î провода все электрическое оборудование карьера, связанное общей заземляющей сетью с экскаватором, осуществившим касание, рельсы и подвижной состав оказываются под высоким напря- жением, опасным для жизни обслуживающего персонала. При этом токи замыкания на землю могут быть меньше рабочих токов электровозов.

Известно устройство для защиты тя- 2О говой сети, содержащее сумматор, один вход которого через блок задержки, а другой непосредственно подключены к трансформатору тока, пороговой элемент и исполнительный орган (11. 25

Однако при коммутациях в сети возможны ложные срабатывания защиты.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее трайсформатор тока, первый и второй пороговые элементы, логический элемент И, исполнительный элемент и быстродействующий выключатель.

Такое устройство реагирует на одновременное появление броска тока в сети и напряжения на рельсах при касании ковшом экскаватора контактного провода (2).

Однако при переменном токе характер переходного процесса зависит от начальных условий, т.е. от значений тока и напряжения в момент касания, и при определенных условиях бросок тока может вообще отсутствовать. Следовательно, недостатком известного устройства является невозможность использования в карьерных .тяговых сетях переменного тока.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем осуществления защиты сети как переменного, так и постоянного тока.

Поставленная цельдостигается тем, что в устройство для защиты тяговой сети от однофазного замыкания на землю, содержащее трансформатор тока, первый и второй пороговые элементы, выходы которых подключены к входам логического элемента И, выход которого через исполнительный элемент свя792410 зан с приводом выключателя, введены блок задержки, сумматор, первый и ,второй выпрямители, причем первый вход сумматора непосредственно, а второй — через блок задержки подключены к выходу трансформатора тока, выход сумматора через первый выпрямитель связан с входом первого порогового элемента, а вход второго порогового элемента через второй выпрямитель подключен к заземленному рельсу.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит трансформатор тока 1, блок задержки 2, сумматор 3, первый и второй выпрямители 4 и 5, первый и второй пороговые элементы б и 7, логический элемент И 8, выключатель 9, исполнительный элемент 10, рельс 11, контактный провод 12, экскаватор 13.

К выходу трансформатора тока 1 подключены первый вход сумматора 3 и блок задержки 2, выход которого соединен со вторым входом сумматора 3, выход сумматора 3 через первый выпрямитель 4 соединен с входом первого порогового элемента б, а вход второго порогового элемента 7 через второй выпрямитель 5 подключен к рельсу

11, выходы первого и второго пороговых элементов б и 7 подключены к входам логического элемента И 8, а выход последнего через исполнительный элемент 10 соединен с приводом выключателя 9.

В тяговых сетях переменного тока устройство работает следующим образом»

В нормальном режиме сигнал на выходе сумматора 3 равен

0>(t) - 0,(t) + О, (с), где 0 (t) — выходйой сигнал трансфор1 матора тока 1, пропорциональный току в тяговой сети;

0 (с) — выходной сигнал блока за2. держки 2.

Блок 2 осуществляет задержку выходного сигнала трансформатора тока 1 на время Т/2, равное половине периода питающего напряжения.

Так как в установившемся режиме ток тяговой сети представляет периодическую функцию времени, то 0 (t)

- u„(t - т/2) = -u„(t), поэтому

0 (t) = О. Напряжейие на рельсах onЪ ределяется рабочими токами электровозов, оно мало и не достигает уровня срабатывания второго порогового элемента 7. Таким образом, на входах, а следовательно, и на выходах пороговых элементов б и 7 имеются низкие потенциалы. Напряжение на выходе логического элемента И 8 равно нулю, .выключатель 9 замкнут.

В случае касания ковшом экскавато ра 13 контактного провода 12 в цепи состоящей из контактного провода 12, корпуса экскаватора 13, земли и рельсов 11, возникает ток. При этом полный ток в тяговой сети возрастает, а на рельсах появляется высокое напряжение. Сигнал на первом входе сумма тора 3, пропорциональный току в тяговой сети, увеличивается, а на втором входе с момента касания в течение времени Т/2 действует сигнал, пропорциональный току до касания. Следовательно, на выходе сумматора 3 в течение времени Т/2 формируется напряжение, пропорциональное разности токов в тяговой сети после и до касания, которое выпрямляется первым выпрями1з телем 4 и вызывает срабатывание первого порогового элемента 6. Второй пороговый элемент 7 также срабатывает за счет действия на его входе выпрямленного вторым выпрямителем 5

Я напряжения на рельсе. Таким образом, на обоих входах логического элемента И 8 действуют высокие потенциалы, он переключается и через исполнительный элемент 10 производит отключение выключателя 9.

Так как в случае .касания ковшом экскаватора контактного провода при любом характере переходного процесса на входе первого порогового элемента 6 с момента касания в течение времени Т/2 действует сигнал, пропорциональный разности токов в тяговой сети до и после касания, то срабатывание устройства не зависит от начальных условий, т.е. значений тока и напряжения в момент касания.

Изменения рабочих токов в тяговой сети, обусловленные включениями и отключениями электровозов, изменениями нагрузок и т.д..вызывают переклю4О чение первого порогового элемента б, но не приводят к срабатыванию устройства, так как в нормальных режимах напряжение на рельсах, обусловленное рабочими токами электровозов, мало и

4> не достигает уровня срабатывания второго порогового элемента 7.

При постоянном токе работа устройства происходит следующим образом.

В нормальном режиме сигнал на выходе трансформатора 1 равен нулю. На пряжение на рельсах 11 мало и не достигает уровня срабатывания второго порогового элемента 7. Следовательно, на выходах обоих пороговых элементов б и 7 имеются низкие потенциалы, напряжение на выходе логического элемента И 8 равно нулю, выключатель 9 замкнут. При касании ковша экскаватора контактного провода возрастает: ток в тяговой сети и увеличивается напряжение на рельсах. На выходе трансформатора тока 1 возникает импульс, который через сумматор 3 и первый выпрямитель 4 поступает на вход первого порогового элемента 6 и вызывает его срабатывание. Второй

792410

Формула изобретения

Составитель К). Барабанов

Редактор 3. Ходакова Техред Н.Граб Корректор Н-. Швыдкая

Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9591/56

Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул. Проектная, 4 пороговый элемент 7 также переключается за счет проявления высокого напряжения на рельсах. Таким образом, на обоих входах логического элемента И 8 имеются высокие, потенциалы, он переключается и через исполни" тельный элемент 10 производит отключение выключателя 9. через промежуток времени T/2 йосле касания на второй вход сумматора 3 с выхода блока 2 поступает задержанный импульс, который является подтверждающнм. В случае отказа срабатывания при первом импульсе второй вызывает его срабатывание. Для устройств,, работающих при постоянном токе, время задержки Т/2 может быть выбрано любым, в частности равным нулю е

Таким образом, введение в устройство блока задержки, сумматора, первого и второго выпрямителей расширяет его функциональные возможности, а именно позволяет применять его в карьерных тяговых сетях постоянного и переменного токов.

При этом, как показывает анализ работы схемы, в тяговых сетях переменного тока надежность защитного отключения не зависит от значений тока и напряжения в момент касания, что повышает безопасность эксплуатации. устройство для защиты тяговой сети от одиофазного эаьыкания на землю, ;содержащее трансформатор тока, первый и второй пороговые элементы, выходы которых подключены к входам логического элемента И, выхсщ которого через исполинтельный элемент связан с приводом аыключателя, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления защиты сети как переменного там и постоянного тока, введены блок задержки, сумматор, первый и второй внпрямители, причем первый

1% вход суюеаюра непосредственно, а второй — через блок задержки подключены к.-выходу трансформатора тока, выход сумматора через первый выпрямитель соединен с входом первого поgQ рогового элемента, а вход второго порогового элемента через второй выпрямитель подключен к заземленному рельсу.

Источники информации, принятые ва внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 187872, кл. Н 02 Н 7/26, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР 9 527789, кл. Н 02 Н 3/08, 1976.