Устройство для измерения длительностигорения дуги ha kohtaktax kom-мутационного аппарата

 

ОПИСА

ИЗОБРЕТ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ Е (б1) Дополнительное к авт. саид (22) Заявлено 2303.79 (21) 2 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15,01,81, Бю

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Дата опубликования описан

{72) Авторы изобретения

H.È.×åðHÿâñKèé, A.Â.ØàìoB и О.В.ПетинОв

{71) Заявитель

Тольяттинский политехнический институт (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

ГОРЕНИЯ ДУГИ HA КОНТАКТАХ

КОММУТАЦИОННОГО АППАРАТА

Изобретение относится к устройствам для измерения длительности дугового разряда и может использоваться при испытаниях электрических аппара5. тов.

Известен измеритель длительности горения дуги на контактах коммутационного аппарата в виде электромеханического осциллографа с записью на фотобумагу 1 .

Недостатком этого устройства является сравнительно низкое быстродействие и точность из-за применения для записи электромеханических устройств. 15

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения длительности горения дуги на контактах коммутационного аппарата, содержащее дат- 20 чик и счетчик времени (2 .

Недостатком этого устройства является необходимость гальванической связи с силовой цепью исследуемого аппарата, что значительно снижает безопасность персонала, особенно при испытаниях высоковольтных коммутационных аппаратов. Используемые электромеханические механизмы магнитоэлектрического типа обладают сра- 30 внительно большой инерционностью, которая уменьшает быстродействие этих механизмов и, следовательно, точность всего устройства. Использование датчика тока в виде шунта приводит к необходимости разрыва силовой цепи аппарата для его подключения, что ухудшает технологию измерения и кроме того, не позволяет во многих случаях производить измерения в аппаратах, находящихся в эксплуатации, что снижает функциональные возможности известного устройства.

Цель изобретения — повышение безопасности, точности, расширение функциональных возможностей и упрощение технологии измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено преобразователем высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс и фильтром сигнала помехи, датчик выполнен в виде индукционной катушки и через фильтр сигнала помехи подключен к входу преобразователя высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс, выход которого присоединен к входу счетчика времени. Преобразователь высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс выполнен в виде лоследова796942 тельно соединенных усилителя-ограничителя и блока выделения модуля.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит датчик 1, счетчик 2 времени, причем датчик 1 через фильтр 3 сигнала помехи подключен к входу преобразователя 4 высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс, выход которого подключен к выходу счетчика 2 времени. Преобразователь 4 высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс выполнен s виде последовательно соединенных усилителя-оГраничителя 5 и блока 6 выделения модуля.

Датчик 1 выполнен в виде индукционной катушки.

Принцип действия измерителя основан на использовании для измерения длительности горения дуги ее электромагнитного излучения в радиоволновом диапазоне °

Измеритель работает следующим образом.

Датчик 1 устанавливается в зоне магнитного поля дуги„ Он выполнен в виде индукционной катушки, в которой при возникновении электричес-, кой дуги на контактах коммутационного аппарата наводится высокочастотное несинусоидальное напряжение. На- пряжение датчика формируется двумя основными составляющими. Во-первых, наводками от протекания в силовой цепи переменного тока, переменных магнитных полей от расположенного вблизи оборудования, линий питающей сети и т, п. Эти наводки имеют сравнительно интенсивные гармоники до частоты примерно 1 кГц, не имеют отношения к наличию дуги на контактах коммутационного аппарата и являются помехой. Во-вторых, напряжение датчика вызывается изменяющимся электромагнитным полем дуги в области датчика из-за различных явлений в дуге при расхождении контактов коммутационного аппарата: быстрых хаотических перемещений ствола дуги, образования ветвистой структуры дуги, изменения конфигурации этих ветвей и т. д. Эта составляющая имеет гармонические составляющие от десятков герц до десятков мегагерц. Ее наличие характерно именно для процесса горения дуги в аппарате, Для подавления сигнала помехи служит специальный фильтр 3 сигнала помехи, который подавляет напряжение помехи. Вид фильтра и его параметры определяются характером помехи. Для подавления помехи, например от полей рассеяния трансформаторов, можно применить, например фильтр высоких частот, пбдавляющий низкочастотные составляющие в напряжении датчи ка 1.

В предлагаемом измерителе длительности горения электрической дуги на контактах коммутационного аппарата отсутствует гальваническая связь с силовой цепью, что повышает безопасность при использовании измерителя, особенно при испытаниях высоковольтных коммутационных аппаратов. Применение электронных схем преобразования, обладающих значительно большим быстродействием, чем электромеханические преобразователи, повышает точность по сравнению с известным устройством. Использование в качестве датчика индукционной катушки исключает необходимость разрыва силовой цепи аппарата, что упрощает технологию измерения. Кроме того, измерения можно производить в аппаратах, находящихся в эксплуатации, не отключая их от цепи, в которой они работают. Это также расширяет функциональные возможности предлагаемого измерителя по сравнению с известным

Напряжение датчика 1, свободное от сигнала помехи, подается на вход преобразователя 4 высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс, на выходе которого формируется прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности высокочастотного сигнала на его входе. Длительность этого прямоугольного импульса измеряется счетчиком 2 вре о мени, показания которого являются значением длительности горения электрической дуги на контактах коммутационного аппарата. Преобразователь 4 высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс представляет собой последовательно соединенные усилитель-ограничитель с большим коэффициентом усиления и блок выделения модуля. При подаче высокочастотного несинусоидального сигнала на вход

20 усилителя-ограничитеЛя происходит усиление этого сигнала с одновременным двусторонним его ограничением на одинаковом по модулю уровне Таким образом, на выходе усилителяд ограничителя 5 появляется сигнал в виде серии прямоугольных импульсов различной длительности, амплитуда которых в положительную и отрицательную сторону одинакова. С выхода усилителя-ограничителя 5 сигнал в виде прямоугольных импульсов с равными амплитудами в положительную и отрицательную стороны подается на вход блока 6 выделения модуля, который осуществляет двухполупериодное выпрямление исходного сигнала. Поскольку амплитуды в положительную и в отрицательную стороны одинаковы у входного сигнала, то на выходе формируется однополярный прямоуголь40 ный импульс, длительность которого равна длительности сигнала на входе.

796942

Составитель Н.Глеклер

Редактор T.Båñåëoâà Техред М.Голинка

Корректор М. Коста

Тираж 795

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ одписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Формула изобретения

1. Устройство для измерения дликельности горения дуги на контактах коммутационного аппарата, содержащее датчик и счетчик времени, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения безопасности, точности, расширения функциональных возможностей и упрощения технологии измерения оно снабжено преобразователем высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс и фильтром сигнала помехи, датчик выполнен в виде индукционной катушки и через фильтр сигнала помехи подключен к входу преобразователя высокочастотного сигнала в прямоуголь ный импульс, выход которого присоединен к входу счетчика времени.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что преобразо-: ватель высокочастотного сигнала в прямоугольный импульс выполнен в виде последовательно соединенных уси-. лителя-ограничителя и блока выделения модуля, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Болотин И.Д., Эйдель Л.3. Измерения в режимах короткого замыкания. M. "Энергия", 1973, с. 1,71.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 318979, кл, Н 01 Н 33/00, 1970.