CS236971B1

CS236971B1 - Connection of electronic control of power contactor to direct DC stray current

Info

Publication number: CS236971B1
Application number: CS823742A
Authority: CS
Inventors: Jiri Badoucek
Original assignee: Jiri Badoucek
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1985-06-13
Also published as: CS374282A1

Abstract

Vynález se týká zapojení elektronického ovládáni silového spínače k odvedení stejnosměrného bludného proudu z kovového úložného zařízení, například kovových potrubí, umístěných v blízkosti kolejových elektrických trakcí. Podstatou vynálezu je, že úložné zařízení je spojeno s prvním vstupem prvního diferenciálního zesilovače a s prvním vstupem druhého diferenciálního zesilovače, přičemž druhý vstup prvního diferenciálního zesilovače je spojen přes regulační odpor se zápornou svorkou zdroje referenčních napětí a druhý vstup druhého diferenciálního zesilovače je spojen přes regulační odpor s kladnou svorkou zdroje referenčních napětí, zatím co výstupy diferenciálních zesilovačů jsou spojeny se spínacím obvodem, jehož výstup je spojen s ovládacím zařízením silového spínače, zatím co kolejová elektrická trakce je spojena s regulačními odpory a se společnou svorkou zdroje. Vynález lze použít k maximální proti- ? korozní ochraně kovových konstrukcí, uložených v blízkosti kolejových elektric- * kých trakcí.The invention relates to the connection of an electronic control of a power switch for the removal of direct current stray current from a metal storage device, for example metal pipes, located near the rail electric tractions. The essence of the invention is that the storage device is connected to the first input of a first differential amplifier and to the first input of a second differential amplifier, while the second input of the first differential amplifier is connected via a regulating resistor to the negative terminal of the reference voltage source and the second input of the second differential amplifier is connected via a regulating resistor to the positive terminal of the reference voltage source, while the outputs of the differential amplifiers are connected to a switching circuit, the output of which is connected to the control device of the power switch, while the rail electric traction is connected to the regulating resistors and to a common terminal of the source. The invention can be used for maximum anti-? corrosion protection of metal structures located near the rail electric tractions.

Description

_wVynález se týká zapojení elektronického ovládání silového odvedení stejnosměrného bludného proudu z kovového úložného zařízení, na/příklad kovových potrubí umístěných v blízkosti kolejových elektrických trakcí. V městských sítích kolejové elektrické stejnosměrné trakce uniká obvykle až dvacetpět procent trakčního proudu z kolejového vedení do země a odtud do kovových zařízení uložených v zemi. _w invention relates to a power control circuit of an electronic direct draining stray currents from the metal storage device, for / example metal pipe positioned adjacent railway electric traction. In urban networks, rail electric DC traction typically leaks up to twenty-five percent of the traction current from the rail line to the ground and from there to metal equipment stored in the ground.

Dosud se k odstranění bludných proudů z úložného zařízení používá tří druhů zařízení.So far, three types of equipment have been used to remove stray currents from the storage device.

Prvé jsou tzv. dvoustupňové elektrické polarizované drenáže stykačové, ovládané velikostí bludného proudu, jehož zapojení je tvořeno silovým stykačem polarizovaným diodou v řídicím vinutí prvního stupně a s hlavním vinutím v sérii se silovým kontaktem stykače.The first is the so-called two-stage electric polarized contactor drainage, controlled by the magnitude of stray current, whose connection consists of a power contactor polarized by a diode in the control winding of the first stage and with the main winding in series with the contactor power contact.

Toto zapojení spojuje kolejovou trakci s úložným zařízením.This connection connects the rail traction with the storage device.

Průchodnost proudu je dimenzována na trvalý proud 70 A s typic-3 kým odporem asi 5 . 10 Ohmů, který je při provozu zvyšován vlivem tepelných ztrát na dotecích silového stykače, což je příčinou časté poruchovosti.The current throughput is rated for a continuous current of 70 A with a typical-3 resistance of about 5. 10 Ohms, which is increased during operation due to heat loss on the contactors, causing frequent failure.

Druhé ze známých zařízení tvoří tak zvanou jednostupňovou drenáž. Používá řady diod, které jsou přímo zapojeny mezi kolejovou trakci a úložné zařízeni. Zapojení je protdově dimenzováno druhem a počtem použitých diod.The second of the known devices forms a so-called single-stage drainage. It uses a series of diodes that are directly connected between the rail traction and the storage device. The wiring is dimensionally sized by the type and number of diodes used.

Zapojení je provozně více spolehlivé než zapojeni dvoustupňové. Voltampérová charakteristika však nevyhovuje plně potřebám protikořoznx ochrany.Wiring is more reliable than two-stage wiring. However, the voltage characteristics do not fully meet the needs of the anti-corrosion protection.

Typický úbytek napětí v propustném směru asi 0,9 V určuje tuto charakteristiku ÍO,9í/ IA; 0,091/¹ 10 A; 0,009// 100 A?.A typical forward voltage drop of about 0.9 V determines this characteristic of 0.9.9 / IA; 0.091 / ¹ 10 A; 0.009 // 100 A ?.

23B 97123B 971

Třetí ze známých zařízení využívá kontaktu,silového stykače, zapojeného mezi úložné zařízení a kolejovou trakci, ovládaného spínacím zařízením zapojeném na výstupy diferenciálních zesilovačů, snímajícíoh rozdíl potenciálu mezi uloženým zařízením a kolejemi stejnosměrné trakce.The third known device utilizes a contact, a power contactor connected between the storage device and the rail traction, controlled by a switching device connected to the outputs of the differential amplifiers, sensing the potential difference between the stored device and the DC traction rails.

Toto zapojení sice odstraňuje nedostatky výše uvedených zařízeni, jehož podstatnou nevýhodou však hystereze mezi spínací a vypínací úrovní jednotlivých diferenciálních zesilovačů, potřebná k vyloučení kmitavého stavu stykače a pro zajištění stability sepnutí.This circuit eliminates the drawbacks of the aforementioned devices, but a major disadvantage is the hysteresis between the switching and tripping levels of the individual differential amplifiers needed to eliminate the oscillating state of the contactor and to ensure switching stability.

Kladné úrovně referenčních napětí omezují sepnuti stykače u tohoto zapojení od kladné velikosti větší než 0,4 V, přičemž stykač spíná proud až 100 A podle velikosti odporů drenážních vedení a odporu drenáže.Positive reference voltage levels limit the contactor closing of this circuit from a positive magnitude greater than 0.4 V, with the contactor switching current of up to 100 A depending on the size of the drain lines and drainage resistance.

U stykače dochází tímto proudem k opalování kontaktu stykače a ke zvýšení odporu.With a contactor, this current causes the contactor to burn and increase resistance.

Nedostatkem zapojení je rovněž výstup bludných proudů v rozsahu do 0,4 V rozdílu potenciálu úložného zařízeni proti kolejim trakce.A drawback is also the output of stray currents in the range up to 0.4 V of the potential difference of the storage device against the rails of traction.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje zapojení elektrického ovládání silového stykače k odvedené stejnosměrného bludného proudu z kovového úložného zařízení, například kovových potrubí umístěných v blízkosti kolejových elektrických trakcí, u nichž je kolejová elektrická trakce spojena přes doteky silového stykače s úložným zařízením, £ehož podstatou je, že úložné zařízeni je spojeno s prvním vstupem prvního diferenciálního zesilovače a prvním vstupem druhého diferenciálního zesilovače, přičemž druhý vstup prvního diferenciálního zesilovače je spojen přes regulační odpor se zápornou svorkou zdroje referenčního napětí a druhý vstup druhého diferenciálního zesilovače je spojen přes regulační odpor s kladnou svorkou zdroje referenčního napětí, zatím co výstupy diferenciálních zesilovačů jsou se spínacím obvodem, jehož výstup je spojen s ovládacím zařízením silového spínače, zatím co kolejová elektrická trakce je spojena s regulačními odpory a se společt nou svorkou zdroje.These previous drawbacks are eliminated by the connection of the electric control of the power contactor to the direct-current stray current from a metal storage device, for example metal pipes located near rail electric traction, in which the rail electric traction is connected via the power contactor contact with the storage device. the storage device is coupled to the first input of the first differential amplifier and the first input of the second differential amplifier, the second input of the first differential amplifier being connected via a control resistor to the negative terminal of the reference voltage source and the second input of the second differential amplifier connected to the positive terminal of the reference source voltage, while the outputs of differential amplifiers are with a switching circuit, the output of which is connected to a power switch control device, while The electric traction is connected to the control resistors and to the common terminal of the power supply.

Hlavní přednosti tohoto zapojení je, že není omezeno napětím kladné spínací úrovně a že s minimální zápornou úrovní jeThe main advantage of this circuit is that it is not limited by the voltage of the positive switching level and that it is at a minimum negative level

-3 236 971 vyloučen kmitavý stav a zajišťována stabilita sepnutí stykače, přičemž kontakt stykače není namáhán při sepnutí a rozepnutí proudem, a že jsou odváděny i nejmenší bludné proudy zpět do kolejové trakce.-3 236 971 eliminates the oscillating state and ensures the stability of the contactor closing, whereby the contactor contact is not stressed at the closing and opening by the current, and that even the smallest stray currents are led back to the rail traction.

Zapojením je dosaženo maximální protikorozní účinnosti tohoto zařízení, zvýšené životnosti a spolehlivosti, čímž zapojení zajišťuje účinnější ochranu zvláště plynovodů, jejich bezpeč ný a spolehlivý provoz.The connection ensures maximum anti-corrosion efficiency of this device, increased service life and reliability, which ensures more effective protection of gas pipelines in particular, their safe and reliable operation.

Vynále/blíže objasn^výkres^na kterém je znázorněno základní zapojení. Základní zapojení znázorňuje úložné zařízení 1, spojené s kolejovou elektrickou trakcí 2. přes doteky silového stykače 10. Úložné zařízení 1 je připojeno na první vstup prvního diferenciálního zesilovače 7. Jeho druhý vstup je spojen s běžcem prvního regulačního odporu 3. Druhý diferenciální zesilovač 8 je prvním vstupem spojen s úložným zařízením .1 a svým druhým vstupem s běžcem druhého regulačního odporu 4. Regulační odpor 3 je spojen se zápornou svorkou 5 zdroje referenčního napětí Un a regulační odpor 4 s kladnou svorkou 6 zdroje referenčního napětí Up. Oba regulační odpory 3 a 4 jsou spojeny se společnou svorkou 11 zdroje, spojenou kolejovou elektrickou trakcí 2. Výstupy obou diferenciálních zesilovačů 7 a 8 jsou spojeny se spínacím obvodem 9, který řídí ovládací systém silového stykače LO. Diferenciální zesilovače 7 a 8 jsou využity ve funkci komparátorů, případně prahových spínačů.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the drawing in which the basic circuit is shown. The basic circuit depicts a storage device 1 connected to a rail electric traction 2. via a contact of a power contactor 10. The storage device 1 is connected to a first input of a first differential amplifier 7. Its second input is connected to a runner of a first control resistor 3. The second differential amplifier 8 is the first input is connected to the storage device 1 and its second input to the runner of the second control resistor 4. The control resistor 3 is connected to the negative terminal 5 of the reference voltage source Un and the control resistor 4 to the positive terminal 6 of the reference voltage source Up. Both control resistors 3 and 4 are connected to a common power supply terminal 11, connected by rail electric traction 2. The outputs of both differential amplifiers 7 and 8 are connected to a switching circuit 9 which controls the power contactor control system LO. Differential amplifiers 7 and 8 are used as comparators or threshold switches.

Zapojení pracuje za provozu takto* Na jeden ze vstupů diferenciálních zesilovačů 7. a 8, např. první diferenciální zesilovač 7 je přiveden potenciál úložného zařízení a vyvolá na jeho výstupu změnu, která je zaznamenána ve spínacím obvodu 9. Jakmile nadále rostoucí potenciál úložného zařízení 1-vůči kolejové elektrické trakci 2 dosáhne vyšší úroveň napětí než je napětí rovné nebo vyšší kladnému referenčnímu napětí, nastavenému na druhém diferenciálním zesilovači 8, vyvolá na jeho výstupu změnu. Tato změna spolu se zaznamenanou změnou na prvním diferenciálním zesilovači 7 způsobí ve spínacím obvodu 9 přepnutí silového stykače 10, který sepne svoje doteky a zkratuje úložné zařízeni 1 s kolejovou trakcí 2_. Potenciální spád mezi úložným zařízením 1 a kolejovou elektrickou trakcí 2 se začne vyrovnávat až klesne na minimum. Tento minimální potenciál jeThe circuit works as follows during operation * One of the inputs of the differential amplifiers 7 and 8, eg the first differential amplifier 7, is applied to the potential of the storage device and induces at its output a change which is recorded in the switching circuit 9. it reaches a higher voltage level than the voltage equal to or higher than the positive reference voltage set on the second differential amplifier 8, causing a change in its output. This change together with the recorded change on the first differential amplifier 7 causes a switching of the power contactor 10 in the switching circuit 9, which closes its contacts and short-circuits the bearing device 1 with the rail traction 2. The potential gradient between the storage device 1 and the rail electric traction 2 begins to equalize and to a minimum. This minimum potential is

236 971 přímo úměrný přechodovému odporu doteků silového stykače 10 včetně odporů spojovacích vodičů. V případě, že napětový potenciál mezi úložným zařízením X a kolejovou trakcí 2. klesne pod minimální mez, než je nastavena na prvním diferenciálním zesilovači 7, dojde na jeho výstupu ke změně, která ve spínacím obvodu 9, dojde na jeho výstupu ke změně, která ve spínacím obvodu 7, vyvolá impuls k rozpojení doteků silpvého stykače 10.236 971 directly proportional to the transient resistance of the contacts of the power contactor 10, including the resistance of the connecting conductors. In the event that the voltage potential between the storage device X and the rail traction 2 falls below the minimum limit than set on the first differential amplifier 7, a change occurs at its output, which in the switching circuit 9 in the switching circuit 7, causes an impulse to open the contacts of the silk contactor 10.

Toto zapojení je výhodné pro oba druhy polarity stejnosměrném kolejové trakce.This connection is advantageous for both types of polarity of DC rail traction.

Claims

Object of the invention

236 971

Connection of an electric control of a power contactor to divert direct stray current from a metal storage device, eg metal pipes located near rail electric traction, in which rail traction is connected via a contact of the power contactor with a storage device, characterized in that the storage device (1) is connected with a first input of a first differential amplifier (7) and a first input of a second differential amplifier (8), the second input of the first differential amplifier (7) being connected via a control resistor (3) to the negative terminal (5) of the reference voltage source and a second input of the second differential the amplifier (8) is connected via a control resistor (4) to the pulley with a terminal (6) of the reference voltage source, while the outputs of the differential amplifiers (7, 8) are connected to a switching circuit (9), the output of which is connected to 10), while col The electric power traction (2) is connected to the control resistors (3, 4) and to the common terminal (11) of the source.