Устройство для индикации превышения током определенного уровня и времени превышения

 

<в 894587

Союэ Советск их

Социапистическии

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополннтельное к авт. синд-ву (22) Заявлено 06.05.80 (21) 2919330/18-21 с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 30 12.81 Бюллетень Эй 48 (53)M. Кл.

001 % 1 9/165

Ваударстееннцй квинтет

СССР

60 делам нзебретеннй н открытий 5З) УДК 621.317, .7 (088.8) Дата опубликования описания 30.12.8 1 тель и технологический институт трансформаторостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ HHQNKAUNH ПРЕВЫШЕНИЯ ТОКОМ

ОПРЕДЕЛЕННОГО УРОВНЯ И ВРЕМЕНИ ПРЕВЫШЕНИЯ

Изобретение относится к измеритель-, ной технике и может быть использовано для контроля работы силовых трансфо маторов.

Известно устройство для индикации превышения током определенного уровня и определенного времени превышения, содержащее трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены в цепи контролируемого тока, а вторичные нагрутО жены на резисторы и выпрямители, пиковые детекторы, подключенные к выходу выпрямителей, два счетных элемента, входы которых соединены с выходами пиковых детекторов (lj.

Известное устройство сложно по конструкции и позволяет лишь приблизительно оценить продолжительность действия тока, превысившего определенный уровень.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для индикации превышения током определенного уровня и времени превышения, содержащее последовательно соединенные магнитоуправляемый контакт, расположенный в магнитном поле проводника с контролируемым током,:ио . точник напряжения постоянного тока и пи- ковый детектор, первый и второй счетные элементы, подключенные к выходу пикового детектора. Первый счетный элемент регистрируют число превышений контролируемым током определенного уровня, а второй -. число превышений контролируемым током определенного уровня, продолжительность которых превышает определенное время1 2), Недостаток известного устройства со стоит в низкой точности измерения времени превышения контролируемым током определенного уровня, так как оно измеряет не фактическое время превышения контролируемым током определенного уровня, а региотрйрует лишь число превышений, продолжительность которых превышает определенное время.

Бель изобретения - повьппение точности измерения времени превышения контро,лируемым током определенного уровня.

894587

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для индикации превышения током определенного уровня и времени превышения, содержащее последовательно соединенные магнитоуправляемый контакт, расположенный в магнитном пьле проводника с контролируемым током„ источник напряжения постоянного тока и пиковый детектор, первый счетный элемент, подключенный к выходу пикового 1о детектора, и второй счетный элемент, дополнительно введены последовательно соединенные формирователь импульсов, счетчик импульсов и расширитель импульсов, причем вход формирователя импульсов tron- 15 ключен ко входу пикового детектора, а выход расширителя импульсов связан со входом второго счетного элемента.

На фиг. 1 изображена электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - линейные диаграммы контролируемого тока, входных и выходных ситналов функциональных блоков устройства.

Устройство для индикации превышения током определенного уровня и времени превышения содержит магнитоуправляемый контакт 1„расположенный в магнитном поле проводника с контролируемым током, источник 2 напряжения постоянного тока зо в качестве источника питания устройства, пиковый детектор 3, вход которого через магнитоуправляемый контакт 1 подключен к положительному зажиму источника 2 напряжения постоянного тока, первый счетный элемент 4, подключенный к выходу пикового детектора 3, .второй счетный элемент 5, последовательно соединенные формирователь 6 импульсов, счет чик 7 импульсов и расширитель 8 импульсов. Вход формирователя 6 импульсов со40 единен со входом пикового детектора 3, а выход расширителя 8 импульсов связан со входом второго счетного элемента 5.

Пиковый детектор.Ç содержит транзистор 9, включенный по схеме с обшим коллектором, диод 10, подключенный к резистору 11, установленному в цепи эмиттэра транзистора 9, резистор 12 и конденсатор 13, подключенные к катоду 5о диода 10, при этом катод диода 10 является выходом пикового детектора 3.

Вход пикового детектора 3 шунтирован конденсатором 14, который служит для устранения электрических помех, возни- ss кающих на входе пикового детектора 3 при замыкании и размыкании магнитоуправляемого контакта 1, Д

Первый счетный элемент 4 содержит транзистор 15, включенный по схеме с обшим эмиттером, электромеханический счетчик 16 и резистор 17, включенные соответственно в цепь коллектора и в цепь базы транзистора 15. Второй счетный элемент 5 выполнен аналогично первому счетному элементу 4 и содержит транзистор 18, электромеханический счет чик 19 и резистор 20.

Устройство работает следующим образом.

Магнитоуправляемый контакт 1, рас . положенный в магнитном поле проводника с контролируемым током 1, при значении контролируемого тока, меньшем определенного заранее заданного уровня . д (фиг, 2, интервал 0- Ф ), нахс дится в разомкнутом состоянии, и сигнал

04 на выходе пикового детектора 3 и входе формирователя 6 импульсов отсутствует, При этом транзистор 9 пикового детектора 3 заперт, конденсатор

13 разряжен и сигнал О на выходе пикового детектора 3 также отсутствует.

Соответственно отсутствуют сигнал Ц на вьяоде счетчика 7 импульсов, сигнал 0< на выходе расширителя 8 импульсов и сигналы О и Ug на выходах первого и второго счетных элементов 4 и 5. Транзиоторы 15 и 18 обоих счетных. элементов

4 и 5 заперты, и электромеханические счетчики 16 и 19 обесточены.

При превышении контролируемыи током 1 определенного заранее заданного уровня a>+g магнитоуправляемый кон-. такт 1 под действием магнитного поля, созданного контролируемым током замыхается (фиг. 2, момент Ф4). Через замкнутый магнитоуправляемый контакт

1 на вход пикового детектора 3 подается сигнал U в виде положительного напря4" жения источника 2 напряжения постоянного тока, под действием которого транзистор

9 пикового детектора 3 отпирается и конденсатор 13 начинает заряжаться через диод 10, При этом нарастает напряжение сигнала 9 на выходе пикового детектора 3 и входе первого счетного элемента 4. При достижении напряжением сигнала Q уровня О<. -п, равного напряжению отпирания транзистора 15 первого счетного элемента 4, указанный транзиотор 15 отпирается, и на электромехани:ческий счетчик 16 подается напряжение от источника 2 напряжения постоян ного тока, 894587

10

При последующем снин ении контролиРуемого тока 1 ниже уровня 1 с дмагнитоуправляемый контакт 1 размыкается (фиг. 2, момент 4g), транзистор 9 пикового детектора 3 запирается и конденсатор 13 начинает разряжаться через резистор 12, резистор 17 и переход базаэмитчер транзистора 15 первого счетного элемента 4. Емкость конденсатора 13 и сопротивление резистора 12 выбирают такими, чтобы при замыкании и последующем размыкании магнитоуправляемого контакта 1 напряжение сигнала 0 на выходе пикового детектора 3 превышало уровень V g в течение интервала времени Т4 (фиг. 2), достаточного для срабатывания электромеханического счетчика

16 первого счетного элемента 4. При . этом условии электромеханический счетчик 16 срабатывает при каждом кратковременном однократном превышении конт ролируемым током 1 уровня.1 (. д, и пер,вый счетный элемент 4 регистрирует число этих превышений.

При превышении контролируемым током 1 уровня 1 д сигнал Д, возникающий на входе пикового детектора 3, имеет вид прямоугольного импульса g (фиг. 2), длительность которого равна времени превышения контролируемым то.ком уровня 4y Q. Этот сигнал U в вийе импульса Q подается одновременно на вход формирователя 6 импульсов, а с его выхода поступает на вход счетчика 7 импульсов. Счетчик 7 импульсов . имеет определенную емкость счета, например, равную пяти единицам, поэтому при однократном импульсе cf или при числе таких импульсов, меньшем емкости счетчика 7 импульсов, сигнал (.3, на выходе последнего не возникает. B этом случае счетчик 7 импульсов запоминает число импульсов, поступающих на его вход. Таким образом, при однократном превышении контролируемым током уровня 1jgg отсутствует сигнал 0 на выходе расширителя 8 импульсов и входе второго счетного элемента 5. При этом транзистор 18 второго счетного элемента 5 заперт, и электромеханический счетчик 19 обесточен.

Необходимость запоминания импульса

9 в счетчике 7 импульсов обусловлена тем, что длительность импульса С3 и последующих импульсов б, в, r, д, е, ж может изменяться в зависимости от степени "превышения контролируемым током

4 уровня 1 С(д . При незначительном l5

40 превышении длительность импульсов может быть малой и недостаточной для срабатывания электромеханического счетчика 19 второго счетного элемента 5.

Введение же в устройство только расширителя 8 импульсов не решает задачи, так как с изменением длительности импульсов изменяется и их скважность, что вызывает нестабильность работы второго счетного элемента 5.

При контролируемом токе $, длительно превышаюшем уровень 4 2д (фиг, 2, интервал 6g — +4 ), на .вход пикового детектора 3 и вход формирователя 6 импульсов поступает сигнал ();(в виде . серии импульсов б, в, r, д, е, ж, з. Импульсы поочередно отпирают транзистор 9 пиковбго детектора 3, при этом происходит заряд конденсатора 13 через диод

10. В паузах между импульсами б, в, г, д, е, ж, з конденсатор 13 начинает разряжаться, однако при поступлении очередного импульса на вход пикового детектора 3 вновь подзаряжается. При этом напряжение сигнала 02 на выходе пикового детектора 3 и, следовательно, на входе первого счетного элемента 4 изменяется таким образом, что непрерывно превышает уровень Оо -(, в течение йнтервала времени Т .Соответственно в течение этого интервала Т> транзистор 15 первого счетного элемента 4 отперт, и на электромеханический счетчик 16 подается напряжение ()> от источника 2 напряжения постоянного тока. В результате этого первый счетный элемент 4 „ регистрирует импульсы б, в, г, д, е, ж, з как один импульс (длительностью Т2 ), указывая на единичный факт превышения контролируемым током и уровня 2д

Одновременно эти же импульсы б, в, г, д, е, ж, з поступают через формироBBTBiib 6 импульсов на вход счетчика 7 импульсов, при этом после поступления пятого (считая и импульс а) импульса д счетчик 7 импульсов оказывается заполненным и на его выходе возникает сигнал Ug в вийе импульса напряжения.

Этот импульс подается на вход расширителя 8 импульсов, который увеличивает

его длительность, в результате чего на выходе расширителя 8 импульсов и входе второго счетного элемента 5 возникает сигнал U длительностью, равной Т у (фиг. 2), достаточной для срабатывания элекяромеханического счетчика 19 вто рого счетного элемента 5 и регис1рации

"7 89 факта поступления сигнала Og указанным вторым счетным элементом 5, Последующие импульсы е, ж, э запоминаются счетчиком 7 импульсов, при поступлении очередных двух импульсов на выходе счетчика 7 импульсов вновь возникает сигйал 06, который регистри руется вторым счетным элементом 5, Указанный процесс повторяется по мере поступления на вход счетчика новых импульсов, возникающих при повторных превышениях контролируемым током уровня 1 С1Д. При этом каждый импульс несет информацию о6 одном превышении контролируемым током 4 уровня 1 цЩ в течение одного периода частоты контролируемого тока 1, Если вторым счетным элементом 5 зарегистрировано

Q. отдельных сигналов 9<, то при емкости счетчика 7 импульсов, равной, например, пяти единицам, число периодов частоты контролируемого тока 1, в течение которых указанный ток превышает уровень 1 ОД, равно 5 И .

Преимущество предлагаемого устройства заключается в повьппенной точнооти определения суммарного времнни длительного превышения контролируемым током определенного уровни, так как оно

: позволяет зарегистрировать длительность каждого превышения, Использование устройства, например, для контроля сверхеоков, воздействующих при коротких замыканиях на силовой трансформатор, позволяет накопить статистические данные,,которые необходимы для решения задач электродинамической стойкости трансформаторов при проектировании, а также для установления наиболее целесообразных межремонтных сроков при эксплуатации.

4587 8

Поэтому повышенная точность определения суммарного времени превышения коитус » лируемого током, воздействующим на силовой трансформатор, определенного уровня дает возможность точнее решить укаэанные задачи и повысить надежность работы силовых трансформаторов.

1о Формула изобретения

Устройство для индикации превышения током определенного уровня и времени превышения, содержащее последовательно соединенные магнитоуправляемый контакт, 15 расположенный в магнитном поле проводника с контролируемым током, источник напряжении постоянного тока и пиковый детектор, первый счетный элемент, подключенный к выходу пикового детектора, и второй счетный элемент, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения времени превышения током определенного уровня, в него дополнительно введены последовательно соедйненные формирователь импульсов, счетчик импульсов и расширитель импульсов, причем вход формирователя импульсов подключен ко входу пикового детектора, а выход расширителя импульсов связан со входом второго счетного элемента .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3775675, кл. 6 01 А, 19/16, 324-51, опублик.

1 973.

2. Патент США № 3789293, кл. 601 Й 19/16, 324-51, опублик.

1974 (прототип), 894587

Составитель С. Вейский

Корректор М. Шароши

Редактор И. Михеева Техред А. Ач

Филиал ППП "Патен", r. Ужгород., ул. Проектная, 4

Заказ 11478/72 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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