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La présente invention concerne la protection des systèmes électriques par relais et plus précisément les dispositifs pour la protection de l'homme contre l'électrocution par la caténaire d'une locomotive électrique, particulièrement dans les mines.
On connaît des dispositifs pour protéger l'homme contre l'électrocution par la caténaire de la locomotive électrique qui sont basés sur le principe d'ap- plication d'un courant haute fréquence sur le courant de la caténaire.
Ces dispositifs comportent un générateur haute fréquence,branché au fil de contact du réseau par l'intermédiaire d'un démodulateur de phase. Pour la réduc- tion des fuites de courant haute fréquence à la terre, il est alors établi entre la source d'alimentation de la caté- naire et le fil de contacta et entre le fil de contact et les moteurs électriques de la locomotive électrique des bar- rières haute fréquence sous forme de circuits LC.
Au démodulateur de phase est appliquée une tension de valeur et de phase constantes (de commutation) issus du haute fréquence, et une tension haute fréquence de valeur et de phase variables issue de la caté- naire, celle-ci étant également raccordé,-, eu générateur haute fréquence.
A l'entrée du démodulateur de phase se forme une valeur moyenne de la tension proportionnelle à la projection
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G.i vecteur {Punc t=n-sim=t de valeur et de ph8e 9ariDbls sur le vecteur de la tension de copulation.. Si les vecteurs des tensions appliquées forment entre eux un angle droite la com-
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pos'snto constente du com'ant à la sertie du démodulateur de phase sers nulle.
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Le secteur protégé de la caténaire au- quel est raccordée la barrière haute fréquence, et la bar- rière haute fréquence de la locomotive électrique compor- tent des caractéristiques fréquence-phase identiques, ce qui assure un décalage des phases, donc et des vecteurs de tension au démodulateur de phase, de 90 degrés. Le ré- glage des combes fréquence-phase est réalisé à l'aide d'une bobine d'induction variable supplémentaire qui sera réglée à la ma in.
Lorsque dans le fil de contact de la ca- ténaire apparaissent des fuites-(contacts humains,modifi- cations des paramètres du réseau) à la sortie du démodula- teur un courant sera débité qui diffère de 0 et qui est ame- né au circuit de commande du contacteur de la caténaire (voir brevet d'invention d'URSS n 111833 "Dispositifs pour la pro- tection des caténaires de mine pour traction électrique con- tre les fuites", V.I. Drémov,octobre 1958).
Dans les dispositifs connus du type indiqué, il est nécessaire de réaliser un réglage à la main lors des modifications progressives des paramètres de la caténaire pen- dant le-processus d'exploitation : modification de la capaci- té, de l'inductance, de la résistance d'isolement à la suite du vieillissement des isolateurs, du dép8t des poussières de charbon, etc...
Le réglage du montage à la main est aussi nécessaire lors des variations brusques des paramètres du réseau, ce qui a lieu lors des coupures ou de l'enclenche- ment des différents secteurs du fil de contact.
En outre, dans les dispositifs connus, la possibilité de fuite importante du courant n'est pas éliminée lorsque le fil contacte le charbon, e t dans les cas d'incon- die.
Le but de la présente invention est d'élimi-
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ner les inconvénients cités ,',,',X,''p:u',d'e3
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L'invention vise un dispositif pour la protection de l'homme contre l'électrocution lors du contact accidentel au fil de contact des locomotives électriques, plus particulièrement dans les mines, qui tout en étant d'une construction simple, assurerait une protection efficace lors des variations brusques ou pro- gressives des paramètres de la caténaire.
Suivant la présente invention cet objectif est atteint en intercalant entre la sortie du démodulateur de phase et la caténaire une bobine d'induction autoréglable pour la compensation automatique de la modification des paramètres de la caténaire, et entre le fil de contact et le rail est branché un bloc de contrôle de l'isolement qui agit sur la commande à l'aide du contacteur de réseau en fonction sdon la valeur de la résistance du fil de con- tact par rapport au rail, et qui exclut de cette façon la possibilité d'appliquer la tension de puissance au fil de contact si la résistance d'isolement de celui-ci est infé- rieure à la résistance du corps humain.
Dans la version considérée comme la plus favorable et réalisée suivant l'invention, il est préférable de brancher la bobine d'induction autoréglable à la sortie du démodulateur de phase par l'intermédiaire d'un amplifi- cateur.
Il est alors avantageux de brancher le bloc de contrôle de l'isolement caténaire au fil de con- tact par l'intermédiaire d'un barrage.
Le bloc de contrôle de l'isolement serait de préférence réalisé sous forme d'un point de mesure dans l'une des diagonales duquel est intercalée la source de cou- rant continu, et dans l'autre un dispositif à relais dont la
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sortie est raccordée au circuit de commande par le con- tacteur du réseau.
Le dessin annexé représente le schéma de principe d'un dispositif conformément à l'invention en une forme approximative de réalisation.
Le dispositif conporte une bobine d'in- duction autoréglable 1 branchée à la sortie du démodula- teur de phase 2 par l'intermédiaire de l'amplificateur 3 et de l'indicateur 4 de sortie du démodulateur de phose 2.
Le démodulateur de phase 2 comporte un transformateur de tension 5, un transformateur de courant 6 et un détecteur annulaire 7.
La tension débitée par le générateur haute fréquence 8 par l'intermédiaire du circuit de déphasage 9 à l'enroulement primaire du transformateur 5 assure la commuta. tion.
La tension de sortie du générateur 8 est appliquée au rail 10, et par l'intermédiaire de l'enroule- ment primaire du transformateur 6 et par le condensateur 11, au fil de contact 12 do la caténaire alimentant les locomo- tives électriques 13.
Au fil de contact 12, par l'intermédiaire du contacteur 15 et de la barrière haute fréquence 16, est simultanément branché le pôle positif du redresseur de puis- sance 14. Le pôle négatif du redresseur 14 est branché au rail 10.
Les barrières haute fréquence 16 et 16' sont prévues pour la réduction des fuites du courant haute fréquence par le redresseur 14, les moteurs 18,19 et les phares 20 de la locomotive électrique 13.
Les condensateurs 21,22 intercalés entre
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les barrages 16,16' et le rail 3.0 assurent une valeur constante du courant haute fréquence passant par les barrages en question, et limitent l'influence des cou- pures et des connexions du redresseur 14 et des moteurs 18 et 19 de la locomotive électrique 13.
La tension à l'enroulement primaire du transformateur 6 est proportionnelle au courant haute fré- quence passant par les barrages 16,16', le fil de contact 12, la bobine d'induction autoréglable 1 et par une capa- cité ou inductance 23 variable.
Le courant et la tension à la sortie du démodulateur de phase 2 sont proportionnels à la valeur du courant haute fréquence passant par l'enroulement primaire du transformateur 6, et au cosinus de l'angle compris entre le vecteur de ce courant et le vecteur de la tension de com- mutation que débite le générateur 8 par l'intermédiaire du circuit de déphasage 9. Donc, le courant et la tension à la sortie du démodulateur de phase 2 peuvent modifier leur va- leur et leur polarité en fonction des paramètres du secteur et du caractère des fuites(capacitive, inductive ou ohmique).
La caractéristique du circuit de déphasage 9 ainsi que les caractéristiques fréquence-phase des barrières 16' des locomotives électriques 13(sur schéma est représentée une locomotive électrique, la caténaire et sa barrière 16) sont choisies de telle manière, qu'entre la tension de connu- tation et le courant de haute fréquence de la phase, les phases soient décalées de 90 . Cette condition est obtenue grâce à la constance des caractéristiques fréquence-phase des barrières 16' des locomotives électriques 13, et à la possibilité de réglage manuel des caractéristiques fréquence- phase de la caténaire et de sa barrière 16 à l'aide de la bobine d'induction variable 23. Le contrôle du réglage est alors réalisé d'après l'indicateur 4.
Le choix du déphasage à 90 a été réalisé
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@ afin d'obtenir à la sortie du démodulateur de phase 2 une tension nulle lorsque les paramètres du réseau sont normaux.
Lors des variations des paramètres du réseau, ce qui a lieu par exemple quand une personne tquche le fil de contact 12, ou lorsque le deuxième sec- teur 12' du fil de contact 12 est branché à l'aide du dis- joncteur 15', à la sortie du démodulateur de phase 2 appa- rait une tension et un courant (les secteurs 12 et 12' sont partagés par l'isolateur 12").
Lorsque le courant apparaît à la sortie du démodulateur de phase 2, le circuit de commande 24 du contacteur 15 déclenche le circuit de puissance.
Le temps qui s'écoule entre le moment de la variation des paramètres de la caténaire et le moment où la tension de puissance est coupée ne dépasse pas 0,2s.
Le courant du démodulateur de phase 2 est simultanément débité à la bobine d'induction autoréglable 1 par l'intermédiaire de l'amplificateur 3. La bobine d'induc- tion autoréglable 1 est réalisée sur des noyaux toroïdaux en matière ferro-magnétiques, et comportent : un enroule- ment de compensation 25, intercalé entre le rail 10 et le fil de contact 12 par l'intermédiaire du condensateur 11; un enroulement de commande 26, branché à la sortie de l'am- plificateur 3; un enroulement de décalage 27 auquel est dé- bité le courant du redresseur( le redresseur n'est pas re- présent sur le schéma).La valeur de ce courant est réglée à l'aide de la résistance variable 28 afin de choisir le point de service sur la caractéristique magnétique dela matière ferromagnétique.
Le courant à la sortie du démodulateur de phase 2 est amplifié dans l'amplificateur 3 pour être en-
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ensuite débité à l'enroulement 26 de la bobine d'in- duction autoréglable 1. L'interaction entre les cou- rants de'l'enroulement de décalage 27 et de l'enroule- ment de commande 26 est modifiée à l'aide de la perméa- bilité magnétique des noyaux de la bobine d'induction autoréglable 1, en réduisant sa valeur ou en l'augmen- tant si les courants en question ne coïncident pas ou coïncident suivant leur direction.
La valeur des modifications de la per- méabilité magnétique du noyau, lors de la présence de va- , leurs constantes de l'intensité dans l'enroulement de dé- calage, est proportionnelle à la variation de l'intensité dans l'enroulement de commande 26. Donc, la valeur de l'in- ductance de l'enroulement de compensation 25 augmentera ou se réduira également proportionnellement à la valeur et au sens du courant dans l'enroulement de commande 26.
. Les paramètres de la bobine d'induction autoréglable 1 et de l'amplificateur 3 sont choisis de fa- çon à ce que la modification de l'inductance'de,l'enroule- ment de commande 26 maintienne automatiquement un déphasage de 90 entre la tension de commutation à l'enroulement pri- maire du transformateur 5, et le courant haute fréquence à l'enroulement primaire du transformateur 6 dans le démodula- teur de phase 2, et de cette façon elle assuré ainsi à la sortie du,démodulateur de phase 2 une intensité pratiquement nulle lors des variations des paramètres de la caténaire..
Lorsqu'une personne touche la fil de con- tact 12, ainsi que lors des variations des paramètres de la caténaire, motivées par d'autres causes, à la sortie au démo- dulateur de phase 2, par l'intermédiaire de l'amplificateur
3 il sera débité à l'enroulement de commande 26 un courant
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qui modifiera la valeur de l'inductance dans l'enrou- lement de compensation 25.
La variation de l'inductance de l'enroulement de compensation 25 modifiera la carac- tériatique fréquence-phase du courant haute fréquence traversant l'enroulement primaire du transformateur de telle façon, qu'entre les vecteurs du courant haute fré- quence et de la tension de commutation il sera automati- quement établi un angle de 90 avec une temporisation im- posée par le circuit de retard (n'est pas représenta sur le dessin) incorporé dans les montages de 1'amplificateur 3, à la suite de quoi la tension à la sortie du de-modulateur de phase 2 deviendra pratiquement nulle.
L'application d'une bobine d'induction auto- réglable 1 dans le circuit de retard(n'est pas représente sur le dessin) permet de compenser la variation des paramètres de la caténaire (par exemple lorsque une personne touche le fil de contact)pendant au moins 0,7 s.
C'est pourquoi, lors des variations rapides des paramètres de la caténaire(contacts humains,coupure des secteurs de la caténaire,etc..), le contacteur 15 isolera au- tomatiquement la tension de puissance pendant 0,2 s maximum.
Pendant ce temps, la personne touchant le fil ne peut être ac- cidentée. Ensuite avec un retard d'au moins 0,5 s, par l'in- @ termédiaire de la bobine d'induction autoréglable 1, le con- @ tacteur 15 enclenchera automatiquement la tension du circuit de puissance.
A l'ordinaire, pendant 0,5 s la personne peut se dégager du fil.de contact (par exemple retirer la main) . Mais il peut y avoir des cas où la personne ne peut se dégager rapidement du fil de contact. Afin d'exclure dans ces cas les possibilités d'enclenchement de la tension de puissance, dans le dispositif proposé est utilisé la bloc
29 pour le contrôle de l'isolement. Le bloc de contrôle de
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1'isolement 29 comporte un pont de mesure 30 et un dispositif à relais 31.
Dans les branches du pont 30 sont enclenchées les résistances 32,33, la résistance variable 34 et la.résistance d'isolement 35 de la caté- Mire qui est conventionnellement représentée en pointil- lé, et qui sera branchée par l'intermédiaire de la diode 36 au fil de contact 12 et au rail 10. La diode 36 s'op- pose au passage.du courant entre le redresseur 14 et le pont de mesure 30. La communication de la diode 39 et du fil de contact 12 est réalisée par un circuit LC formé par l'enroulement primaire du transformateur 6 et par le con- densateur 11.
Dans l'une des diagonales du pont 30 est intercalé le redresseur 37, et dans l'autre - le dispositif à relais 31.Le contrôle de l'isolement de la caténaire s'opère à l'aide de l'amenée au circuit du courant continu débité par le redresseur 37 au moment où le contacteur 15 coupe la ten- sion de puissance.
La sensibilité du dispositif à relais 31 par rapport aux variations de résistance de l'isolement 35 de la caténaire est déterminée en .réglant la résistance va- ria ble 34.
Le bloc de contrôle de l'isolement 29 est réglé de telle façon que lorsque la résistance d'isolement de la caténaire 35 est inférieure à une valeur définie (va- leur de résistance du corps humain), la diagonale du pont de mesure 30 sur le dispositif à relais 31 débitera une tension dont la valeur sera suffisante pour enclencher le dispositif 31.
Le dispositif 31 agit alors sur le circuit de commande 24 du contacteur 15 de telle façon que le contac- teur 15 ne s'enclenchera même pas lorsqu'il lui sera débité des commandes d'enclenchement à partir du démodulateur de phase 2.
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Le temps pendant lequel le bloc de contrôle de l'isolement 29 agit sur l'enclenchement du contacteur 15 est considérablement inférieur au temps de compensation des variations des paramètres du réseau.
Lorsque la résistance d'isolement de la caténaire est supérieure à une valeur définie (valeur de résistance d'un corps humain), le bloc 29 de contr8le de l'isolement n'influe pas l'enclenchement de la tension puissance par l'intermédiaire du contacteur 15.
Le bloc 29 de contrôle de l'isolement est réglé, par l'intermédiaire d'une résistance variable 34, en conformité avec la valeur de résistance de l'isole- ment 35 du caténaire, qui est supérieure à.la résistance du corps humain, cela veut dire qu'en cas où la résistance de l'isolement 35 de la caténaire dépasse la résistance du corps humain le bloc 29 de contrôle de l'isolement autorise l'application de la tension de puissance par le contacteur 15.
L'état de l'isolement de la caténaire est contrôlé quelle que soit la position des pantographes 17 des locomotives électriques 13.
Lorsque les pantographes 17 sont relèves, le contrôle de l'isolement de la caténaire est possible au moment où la tension de puissance est coupée, quand les mo- teurs de traction 18 de la locomotive 13 sont isolés par le contr8leur(n'est pas représenté sur le schéma), et le:3 phares 20, ainsi que le moteur 19 du compresseur, sont isolés par le contacteur 38 à contact de fermeture.
La capacité 39 est prévue pour l'enclenche- ment du contacteur 38 au moment où la tension puissance est débitée au réseau. Après l'enclenchement du contrôleur 38,
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la capacité 39 est asservie,
REVENDICATIONS
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- - - -------------------- - 1,- Dispositif pour la protection de l'homme' contre l'électrocution par la caténaire d'une locomotive électrique, plus particulièrement dans les mines, basé sur le principe de l'application d'un courant haute fréquence sur le courant de la caténaire et la détermination des modi- fications de la phase et de la valeur de ce courant à l'aide . d'un démodulateur de phase lorsque l'homme touche acciden- tellement le fil de contact, caractérisé par le fait qu'entre la sortie du démodulateur de phase (2)
et la caténaire est intercalée uns bobine d'induction autoréglable (1) pour la compensation automatique des paramètres variables de la ca- ténaire, et entre le fil de contact (12) et le rail (10) est enclenché un bloc pour le' contrôle de l'isolement (29)agis- sant sur la commande du contacteur de réseau 15 en fonction de la valeur de la résistance du fil de contact(12) par rap- port au rail (10), en excluant l'application possible de la tension puissance au fil de contact (12) si la. résistance d'isolement de celui-ci est inférieure.à la résistance du corps humain.
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The present invention relates to the protection of electrical systems by relays and more precisely to devices for the protection of man against electrocution by the catenary of an electric locomotive, particularly in mines.
Devices are known for protecting man against electrocution by the catenary of the electric locomotive which are based on the principle of applying a high frequency current to the current of the catenary.
These devices include a high frequency generator, connected to the mains contact wire via a phase demodulator. For the reduction of high frequency current leakage to earth, it is then established between the power source of the catenary and the contact wire and between the contact wire and the electric motors of the electric locomotive of the High frequency barriers in the form of LC circuits.
To the phase demodulator is applied a voltage of constant value and phase (switching) from the high frequency, and a high frequency voltage of variable value and phase from the catenary, the latter also being connected, -, had high frequency generator.
At the input of the phase demodulator, an average value of the voltage proportional to the projection is formed.
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G.i vector {Punc t = n-sim = t of value and ph8e 9ariDbls on the vector of the coupling voltage .. If the vectors of the applied voltages form between them a right angle the com-
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pos'snto constant of the com'ant to the setting of the phase demodulator serves zero.
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The protected sector of the catenary to which the high frequency barrier is connected, and the high frequency barrier of the electric locomotive have identical frequency-phase characteristics, which ensures a shift of the phases, and therefore of the vectors of voltage to the phase demodulator, 90 degrees. The frequency-phase coils are adjusted using an additional variable induction coil which will be adjusted to ma in.
When leaks appear in the contact wire of the channel (human contacts, modifications of the network parameters) at the output of the demodulator, a current will be drawn which differs from 0 and which is fed to the circuit. for controlling the catenary contactor (see USSR invention patent n 111833 "Devices for the protection of mine catenaries for electric traction against leaks", VI Drémov, October 1958).
In known devices of the type indicated, it is necessary to carry out a manual adjustment during the progressive modifications of the catenary parameters during the operating process: modification of the capacitance, of the inductance, of the the insulation resistance following the aging of the insulators, the deposit of carbon dust, etc.
Manual adjustment of the assembly is also necessary in the event of abrupt variations in network parameters, which occurs when the various sectors of the contact wire are cut or snapped into place.
Furthermore, in the known devices, the possibility of significant current leakage is not eliminated when the wire contacts the carbon, and in the event of a fire.
The object of the present invention is to eliminate
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ner the cited disadvantages, ',,', X, '' p: u ', of e3
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The invention relates to a device for the protection of man against electrocution during accidental contact with the contact wire of electric locomotives, more particularly in mines, which, while being of simple construction, would provide effective protection during sudden or gradual variations in the catenary parameters.
According to the present invention this objective is achieved by interposing between the output of the phase demodulator and the catenary a self-adjusting induction coil for the automatic compensation of the modification of the parameters of the catenary, and between the contact wire and the rail is connected. an insulation control unit which acts on the control using the mains contactor depending on the value of the resistance of the contact wire in relation to the rail, and which in this way excludes the possibility of Apply the power voltage to the contact wire if the insulation resistance of the wire is lower than the resistance of the human body.
In the version considered to be the most favorable and produced according to the invention, it is preferable to connect the self-adjusting induction coil to the output of the phase demodulator via an amplifier.
It is then advantageous to connect the control unit of the catenary insulation to the contact wire via a dam.
The insulation control unit would preferably be made in the form of a measuring point in one of the diagonals of which the direct current source is interposed, and in the other a relay device whose
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output is connected to the control circuit via the mains contactor.
The accompanying drawing shows the block diagram of a device according to the invention in an approximate embodiment.
The device has a self-adjusting induction coil 1 connected to the output of the phase demodulator 2 via the amplifier 3 and the output indicator 4 of the phose demodulator 2.
The phase demodulator 2 comprises a voltage transformer 5, a current transformer 6 and an annular detector 7.
The voltage supplied by the high frequency generator 8 via the phase shift circuit 9 to the primary winding of the transformer 5 ensures the commuta. tion.
The output voltage of generator 8 is applied to rail 10, and through the primary winding of transformer 6 and capacitor 11, to contact wire 12 of the catenary supplying electric locomotives 13.
To the contact wire 12, via the contactor 15 and the high-frequency barrier 16, the positive pole of the power rectifier 14 is simultaneously connected. The negative pole of the rectifier 14 is connected to the rail 10.
The high frequency barriers 16 and 16 'are provided for the reduction of the leakage of the high frequency current through the rectifier 14, the motors 18,19 and the headlights 20 of the electric locomotive 13.
The capacitors 21,22 interposed between
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the 16,16 'dams and the 3.0 rail ensure a constant value of the high frequency current passing through the dams in question, and limit the influence of the cuts and connections of the rectifier 14 and of the motors 18 and 19 of the electric locomotive 13.
The voltage at the primary winding of transformer 6 is proportional to the high frequency current flowing through the barriers 16,16 ', the contact wire 12, the self-adjusting induction coil 1 and through a variable capacitance or inductance 23. .
The current and the voltage at the output of the phase demodulator 2 are proportional to the value of the high frequency current passing through the primary winding of the transformer 6, and to the cosine of the angle between the vector of this current and the vector of the switching voltage delivered by the generator 8 via the phase-shifting circuit 9. Therefore, the current and the voltage at the output of the phase demodulator 2 can modify their value and their polarity according to the parameters of the sector and the nature of the leaks (capacitive, inductive or ohmic).
The characteristic of the phase shift circuit 9 as well as the frequency-phase characteristics of the barriers 16 'of the electric locomotives 13 (on the diagram is shown an electric locomotive, the catenary and its barrier 16) are chosen in such a way that between the voltage of Knowing and the high frequency current of the phase, the phases are shifted by 90. This condition is obtained thanks to the constancy of the frequency-phase characteristics of the barriers 16 'of the electric locomotives 13, and to the possibility of manual adjustment of the frequency-phase characteristics of the catenary and of its barrier 16 using the coil d. 'variable induction 23. The adjustment is then carried out according to indicator 4.
The choice of phase shift at 90 has been made
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@ in order to obtain a zero voltage at the output of the phase 2 demodulator when the network parameters are normal.
When the network parameters vary, which takes place for example when a person tugs the contact wire 12, or when the second sector 12 'of the contact wire 12 is connected using the circuit breaker 15' , at the output of the phase demodulator 2 appears a voltage and a current (sectors 12 and 12 'are shared by isolator 12 ").
When the current appears at the output of the phase demodulator 2, the control circuit 24 of the contactor 15 triggers the power circuit.
The time which elapses between the moment of the variation of the parameters of the catenary and the moment when the power voltage is cut does not exceed 0.2s.
The current of the phase demodulator 2 is simultaneously supplied to the self-adjusting induction coil 1 via the amplifier 3. The self-adjusting induction coil 1 is produced on toroidal cores made of ferro-magnetic material, and comprise: a compensation winding 25, interposed between the rail 10 and the contact wire 12 via the capacitor 11; a control winding 26, connected to the output of amplifier 3; an offset winding 27 to which the rectifier current is fed (the rectifier is not shown in the diagram). The value of this current is set using the variable resistor 28 in order to choose the point service on the magnetic characteristic of the ferromagnetic material.
The current at the output of phase demodulator 2 is amplified in amplifier 3 to be in-
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then fed to winding 26 of self-adjusting induction coil 1. The interaction between the currents of offset winding 27 and control winding 26 is changed using of the magnetic permeability of the cores of the self-adjusting induction coil 1, reducing its value or increasing it if the currents in question do not coincide or coincide in their direction.
The magnitude of the changes in the magnetic permeability of the core, during the presence of values, their current constants in the shift winding, is proportional to the change in current in the shift winding. control 26. Therefore, the value of the inductance of the compensating winding 25 will also increase or decrease in proportion to the value and direction of the current in the control winding 26.
. The parameters of the self-adjusting induction coil 1 and of the amplifier 3 are chosen so that changing the inductance of the control winding 26 automatically maintains a phase shift of 90 between the coil. switching voltage at the primary winding of transformer 5, and the high frequency current at the primary winding of transformer 6 in phase demodulator 2, and in this way it is thus ensured at the output of the demodulator. phase 2 virtually zero intensity when the catenary parameters vary.
When a person touches the contact wire 12, as well as during variations of the parameters of the catenary, motivated by other causes, at the output to the phase demodulator 2, through the amplifier
3 a current will be charged to the control winding 26
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which will modify the value of the inductance in the compensation winding 25.
Varying the inductance of the compensating winding 25 will change the frequency-phase characteristic of the high frequency current flowing through the primary winding of the transformer such that between the vectors of the high frequency current and the switching voltage an angle of 90 will be automatically established with a time delay imposed by the delay circuit (not shown in the drawing) incorporated in the assemblies of the amplifier 3, following which the voltage at the output of phase 2 de-modulator will become practically zero.
The application of a self-adjusting induction coil 1 in the delay circuit (not shown in the drawing) makes it possible to compensate for the variation of the parameters of the catenary (for example when a person touches the contact wire ) for at least 0.7 s.
This is why, during rapid variations in the parameters of the catenary (human contact, disconnection of the catenary sectors, etc.), the contactor 15 will automatically isolate the power voltage for a maximum of 0.2 s.
During this time, the person touching the wire cannot be injured. Then with a delay of at least 0.5 s, via the self-adjusting induction coil 1, the contactor 15 will automatically switch on the voltage of the power circuit.
Usually for 0.5 s the person can free himself from the contact wire (eg remove the hand). But there may be cases when the person cannot quickly disengage from the contact wire. In order to exclude in these cases the possibilities of switching on the power voltage, in the proposed device is used the block
29 for the insulation control. The control block of
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The isolation 29 comprises a measuring bridge 30 and a relay device 31.
In the branches of the bridge 30 are engaged the resistors 32, 33, the variable resistor 34 and the insulation resistor 35 of the category which is conventionally shown in dotted lines, and which will be connected via the diode 36 to the contact wire 12 and to the rail 10. The diode 36 opposes the passage of current between the rectifier 14 and the measuring bridge 30. The communication of the diode 39 and the contact wire 12 is achieved. by an LC circuit formed by the primary winding of transformer 6 and by capacitor 11.
In one of the diagonals of the bridge 30 is interposed the rectifier 37, and in the other - the relay device 31.The control of the insulation of the catenary takes place using the supply to the circuit of the direct current delivered by rectifier 37 at the moment when contactor 15 cuts off the power voltage.
The sensitivity of the relay device 31 to variations in resistance of the insulation 35 of the catenary is determined by adjusting the variable resistance 34.
The insulation control block 29 is set in such a way that when the insulation resistance of the catenary 35 is less than a defined value (human body resistance value), the diagonal of the measuring bridge 30 on the relay device 31 will output a voltage the value of which will be sufficient to trigger the device 31.
The device 31 then acts on the control circuit 24 of the contactor 15 in such a way that the contactor 15 will not even switch on when it is debited from the switching on commands from the phase demodulator 2.
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The time during which the insulation control unit 29 acts on the closing of the contactor 15 is considerably less than the time for compensating for variations in the network parameters.
When the insulation resistance of the catenary is greater than a defined value (resistance value of a human body), the insulation control block 29 does not influence the switching on of the power voltage via switch 15.
The insulation control block 29 is adjusted, through a variable resistor 34, in accordance with the resistance value of the insulation 35 of the catenary, which is greater than the resistance of the human body. This means that in the event that the resistance of the insulation 35 of the catenary exceeds the resistance of the human body, the insulation control unit 29 allows the application of the power voltage by the contactor 15.
The state of the isolation of the catenary is checked regardless of the position of the pantographs 17 of the electric locomotives 13.
When the pantographs 17 are relieved, the control of the isolation of the catenary is possible when the power voltage is cut, when the traction motors 18 of locomotive 13 are isolated by the controller (is not shown in the diagram), and the: 3 headlights 20, as well as the compressor motor 19, are isolated by the contactor 38 with closing contact.
The capacitor 39 is provided for switching on the contactor 38 when the power voltage is supplied to the network. After switching on the controller 38,
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capacity 39 is slaved,
CLAIMS
EMI11.1
- - - -------------------- - 1, - Device for the protection of man 'against electrocution by the catenary of an electric locomotive, more particularly in mines, based on the principle of applying a high frequency current to the catenary current and determining the changes in the phase and value of this current using. of a phase demodulator when the man accidentally touches the contact wire, characterized in that the output of the phase demodulator (2)
and the catenary is interposed a self-adjusting induction coil (1) for automatic compensation of the variable parameters of the catenary, and between the contact wire (12) and the rail (10) is engaged a block for the control. of the insulation (29) acting on the control of the mains contactor 15 according to the value of the resistance of the contact wire (12) in relation to the rail (10), excluding the possible application of the power voltage at the contact wire (12) if the. insulation resistance of it is lower than the resistance of human body.