PL166432B1 - Układ zabezpieczenia upływowego, zwłaszcza dla Izolowanych sieci kopalnianych - Google Patents

Abstract

Układ zabezpieczenia upływowego, zwłaszcza dla izolowanych sieci kopalnianych jednofazowych lub trój fazowych złożony z przekaźnika upływowego i zewnętrznych obwodów pomiarowych, zawierający wyłączający człon pomiarowy, blokujący człon pomiarowy,filtprzeciwzakłóceniowy, barierę ochronną, układ czasowy, zasilacz stabilizowany, gwiazdę pomiarową, transformator sieciowy i stycznik sieciowy, znamienny tym, że pierwszy biegun ( +) zasilacza stabilizowanego (2) przekaźnika upływowego (1) poprzez pierwszą diodę (VI)i filtrprzeciwzakłóceniowy (3)jest połączony z pierwszym wyjściem (a) uziemieniaprzekaźnika upływowego (1) oraz poprzez pierwsze wejście - wyjście bariery ochronnej (4) z pierwszym wejściem zasilania blokującego członu pomiarowego (5), przy czympierwszy biegun (+) zasilacza stabilizowanego (2) jest połączony z pierwszym wejściem zasilania wyłączającego członu pomiarowego (6) i pierwszym rezystorem (R) układu czasowego (RC), zaś drugi biegun (-) zasilacza stabilizowanego (2) jest połączony z drugim wejściem zasilania wyłączającego członu pomiarowego (6), a poprzez drugi rezystor (R1) i drugie wejście - wyjście bariery ochronnej (4) z drugim wejściem zasilania blokującego członu pomiarowego(5) oraz kondensatorem (C) układu czasowego (RC) i trzecim rezystorem (R4), poprzez który są połączone z sobą emitery trzech tranzystorów, pierwszego tranzystora (V5) sterowanego poprzez bazę z wyjścia wyłączającego członu pomiarowego (6), drugiego tranzystora (V6) sterowanego poprzez bazę z tranzystora transoptora (V4) blokującego członu pomiarowego (5)

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ zabezpieczenia upływowego, zwłaszcza dla izolowanych sieci kopalnianych jednofazowych lub trójfazowych.

Znany z opisu patentowego polskiego nr 133 103 układ zabezpieczenia upływowego dokonuje pomiaru rezystancji izolacji sieci pod napięciem i przeznaczony jest do współpracy z wyłącznikiem zabezpieczającym.

Zabezpieczenie to nie zawiera blokującego członu pomiarowego z iskrobezpiecznym obwodem pomiarowym, co jest jego istotną wadą.

Znane z opisu patentowego polskiego nr 88 347 i opisu zgłoszenia patentowego P 278 247 zabezpieczenia upływowe do kontroli rezystancji izolacji sieci znajdującej się pod napięciem i kontroli izolacji tej sieci iskrobezpiecznym sygnałem pomiarowym po wyłączeniu tej sieci spod napięcia, zawierają zewnętrzne obwody pomiarowe oraz dwa przekaźniki upływowe, z których pierwszy kontroluje rezystancję izolacji sieci pod napięciem, zaś drugi kontroluje rezystancję izolacji tej sieci iskrobezpiecznym sygnałem pomiarowym po wyłączeniu tej sieci spod napięcia.

Wadą zabezpieczenia upływowego, zawierającego dwa przekaźniki upływowe współpracujące ze sobą jest możliwość powstania hazardu, a tym samym stworzenie sytuacji zagrożenia porażenia prądem elektrycznym obsługi maszyn górniczych w przypadku niebezpiecznego obniżenia rezystancji izolacji i niesprawności takiego zabezpieczenia.

166 432

Wadą układu zabezpieczenia znanego z opisu zgłoszenia patentowego P 278 247 jest brak możliwości kontroli rezystancji izolacji sieci dla dwóch napięć jednofazowych, na przykład 42 V i 24 V.

Znane są także zintegrowane zabezpieczenia upływowe, które posiadają jeden wspólny obwód pomiarowy, do pomiaru rezystancji izolacji sieci pod napięciem i bez napięcia.

Wadą zintegrowanego zabezpieczenia upływowego, które posiada wspólny obwód pomiarowy do pomiaru rezystancji izolacji sieci pod napięciem i bez napięcia jest nie spełnienie wymagań iskrobezpieczeństwa obwodu pomiarowego podczas kontroli rezystancji izolacji po wyłączeniu sieci spod napięcia, co wyklucza możliwość jego stosowania w górnictwie polskim.

Zabezpieczenie upływowe, zwłaszcza do kontroli rezystancji izolacji sieci kopalnianej według wynalazku nie posiada wyżej wymienionych wad.

Zabezpieczenie upływowe według wynalazku zawiera zewnętrzne obwody pomiarowe ze stycznikiem sieciowym do łączenia obwodów zewnętrznych kontrolowanej sieci jednofazowej dwunapięciowej lub trójfazowej oraz elektroniczny przekaźnik upływowy.

Istota wynalazku polega na tym, że układ zabezpieczenia upływowego zawiera przekaźnik upływowy złożony z wyłączającego członu pomiarowego, blokującego członu pomiarowego, filtru przeciwzakłóceniowego, bariery ochronnej układu czasowego RC, zasilacza stabilizowanego, gwiazdy pomiarowej, transformatora sieciowego i stycznika sieciowego.

Charakteryzuje się on tym, że pierwszy biegun zasilacza stabilizowanego przekaźnika upływowego poprzez pierwszą diodę i filtr przeciwzakłóceniowy jest połączony z pierwszym wyjściem uziemienia przekaźnika upływowego oraz poprzez pierwsze wejście - wyjście bariery ochronnej z pierwszym wejściem zasilania blokującego członu pomiarowego, przy czym pierwszy biegun zasilacza stabilizowanego jest połączony z pierwszym wejściem zasilania wyłączającego członu pomiarowego i pierwszym rezystorem układu czasowego. Drugi biegun zasilacza stabilizowanego jest połączony z drugim wejściem zasilania wyłączającego członu pomiarowego, a poprzez drugi rezystor i drugie wejście - wyjście bariery ochronnej z drugim wejściem zasilania blokującego członu pomiarowego oraz kondensatorem układu czasowego i trzecim rezystorem, poprzez który są połączone z sobą emitery trzech tranzystorów, pierwszego tranzystora sterowanego poprzez bazę z wyjścia wyłączającego członu pomiarowego, drugiego tranzystora sterowanego poprzez bazę z tranzystora transoptora blokującego członu pomiarowego, trzeciego tranzystora sterującego przekaźnikiem elektromagnetycznym, którego baza jest połączona poprzez diodę Zenera z pierwszym rezystorem i kondensatorem układu czasowego, a poprzez drugą diodę z kolektorem pierwszego tranzystora oraz z kolektorami, drugiego tranzystora i tranzystora transoptora, sterowanych z wyjściem transoptorowego blokującego członu pomiarowego, którego wejście stanowi pierwsze wejście przekaźnika upływowego, zaś drugie wejście, trzecie wejście poprzez czwarty rezystor, czwarte wejście poprzez piąty rezystor są połączone z wejściem filtru przeciwzakłóceniowego, którego wyjście jest połączone z wejściem wyłączającego członu pomiarowego przekaźnika upływowego.

Zaletą zabezpieczenia upływowego według wynalazku jest możliwość automatycznej kontroli rezystancji izolacji sieci jednofazowej dwunapięciowej lub trójfazowej za pomocą jednego przekaźnika upływowego zawierającego dla obu członów pomiarowych wspólne źródło zasilania, złożone z transformatora do zasilania obwodów iskrobezpiecznych i zasilacza stabilizowanego, przy czym dodatkowym elementem zapewniającym uzyskanie iskrobezpieczeństwa obwodu pomiarowego blokującego członu pomiarowego jest włączenie bariery ochronnej w obwód zasilania tego członu.

Zaletą zabezpieczenia jest także samokontrola jego sprawności działania, przy obniżeniu ilości elementów składowych, zmniejszenie gabarytów i ciężaru.

Dodatkową zaletą jest zastosowanie w przekaźniku upływowym układu czasowego opóźniającego po wyłączeniu, ponowne załączenie przekaźnika elektromagnetycznego sterującego stycznikiem sieciowym, który to układ czasowy zapobiega powstawaniu sytuacji hazardowej w obwodach pomiarowych, podczas przełączania przez ten stycznik sieciowy obwodów pomiarowych obu członów pomiarowych przekaźnika upływowego.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zewnętrzne obwody pomiarowe sieci jednofazowej z dwoma napięciami wyjściowymi, fig. 2 - zewnętrzne obwody pomiarowe sieci trójfazowej, a fig. 3 - elektroniczny przeka4 166 432 źnik upływowy do kontroli rezystancji izolacji obu rodzajów sieci zarówno pod napięciem jak też po wyłączeniu napięcia kontrolowanej sieci.

Układ elektryczny przedstawiony na fig. 3 przedstawia przekaźnik upływowy 1 z transformatorem Tl do zasilania obwodów iskrobezpiecznych, połączonym z zasilaczem stabilizowanym 2, którego pierwszy biegun + poprzez pierwszą diodę V1i filtr przeciwzakłóceniowy 3 jest połączony z pierwszym wyjściem a uziemienia przekaźnika upływowego 1 oraz poprzez pierwsze wejście wyjście bariery ochronnej 4 z pierwszym wejściem zasilania blokującego członu pomiarowego 5, przy czym pierwszy biegun + zasilacza stabilizowanego 2 jest połączony także z pierwszym wejściem zasilania wyłączającego członu pomiarowego 6 i pierwszym rezystorem R układu czasowego RC. Drugi biegun-zasilacza stabilizowanego 2 jest połączony z drugim wejściem zasilania wyłączającego członu pomiarowego 6, a poprzez drugi rezystor R1 i drugie wejście - wyjście bariery ochronnej 4 z drugim wejściem zasilania blokującego członu pomiarowego 5 oraz z kondensatorem C układu czasowego RC i trzecim rezystorem R4, poprzez który są połączone ze sobą emitery trzech tranzystorów, pierwszego tranzystora V5 sterowanego poprzez bazę z wyjścia wyłączającego członu pomiarowego 6, drugiego tranzystora V6 sterowanego poprzez bazę z tranzystora transoptora V4 blokującego członu pomiarowego 5, trzeciego tranzystora V7 sterującego przekaźnikiem elektromagnetycznym K1, którego baza połączona jest poprzez diodę ZeneraV3 z pierwszym rezystorem R i kondensatorem C układu czasowego RC, a poprzez drugą diodę V2 z kolektorem pierwszego tranzystora V5 oraz z kolektorem drugiego tranzystora V6 i tranzystora transoptora V4, sterowanych z wyjścia transoptorowego blokującego członu pomiarowego 5. Cewka przekaźnika elektromagnetycznego K1 jest połączona z kolektorem trzeciego tranzystora V7. Przekaźnik K1 posiada zestyk zwierny wyprowadzony do drugiego wyjścia f i trzeciego wyjścia g przekaźnika upływowego 1, którego pierwsze wejście b stanowi wejście pomiarowe blokującego członu pomiarowego 5, natomiast drugie wejście c, trzecie wejście d poprzez czwarty rezystor R3, czwarte wejście e poprzez piąty rezystor R2 są połączone z wejściem filtru przeciwzakłóceniowego 3, którego wyjście jest połączone z wejściem wyłączającego członu pomiarowego 6 przekaźnika upływowego 1. Przekaźnik upływowy 1 zawiera także gwiazdę pomiarową 7 z trzema wejściami stanowiącymi odpowiednio: piąte wejście i, szóste wejście j oraz siódme wejście k przekaźnika upływowego 1, zaś wyjście tej gwiazdy pomiarowej 7 stanowi czwarte wyjście h przekaźnika upływowego 1.

Układ elektryczny przedstawiony na fig. 1 zawiera obwody zewnętrzne sieci jednofazowej dwunapięciowej przyłączone do odpowiednich wejść - wyjść przekaźnika upływowego 1 przedstawionego na fig. 3, którego pierwsze wyjście a uziemienia połączone jest poprzez rezystancję izolacji R, z odpływem sieci, które jest połączone z gwiazdą pomiarową 7 znajdującą się w przekaźniku upływowym 1 odpowiednimi wejściami: piątym wejściem i, szóstym wejściem j, siódmym wejściem k, zaś z wyjściem tej gwiazdy pomiarowej 7 stanowiącym czwarte wyjście h przekaźnika upływowego 1 połączony jest zestyk normalnie zwarty stycznika sieciowego K połączony z pierwszym wejściem b przekaźnika upływowego 1. Wyprowadzony do drugiego wyjścia f i trzeciego wyjścia g zestyk czynny przekaźnika elektromagnetycznego K1 jest połączony poprzez drugie wyjście f z cewką stycznika sieciowego K. Skrajne zaciski strony wtórnej transformatora sieciowego T są połączone odpowiednio z trzecim wejściem d i czwartym wejściem e przekaźnika upływowego 1.

Układ elektryczny przedstawiony na fig. 2 zawiera obwody zewnętrzne sieci trójfazowej przyłączone do odpowiednich wejść - wyjść przekaźnika upływowego 1 i stanowi odmianę układu przedstawionego na fig. 1. Pierwsze wyjście a uziemienia przekaźnika upływowego 1 połączone jest poprzez rezystancję izolacji R, z odpływem sieci, do faz której jest podłączona gwiazda pomiarowa 7, wyjście której poprzez zestyk normalnie zwarty stycznika sieciowego K jest połączone z pierwszym wejściem b przekaźnika upływowego 1, którego zestyk normalnie otwarty przekaźnika elektromagnetycznego K1 wyprowadzony do drugiego wyjścia f i trzeciego wyjścia g jest połączony poprzez drugie wyjście f z cewką stycznika sieciowego K. Punkt gwiazdowy (zerowy) strony wtórnej transformatora sieciowego T jest połączony poprzez dławik L z drugim wejściem c przekaźnika upływowego 1.

Pomiar rezystancji izolacji R, odbywa się poprzez wysłanie sygnału pomiarowego z pierwszego wyjścia a uziemienia przakaźnika upływowego 1 na rezystancję izolacji Ri. Jeżeli stycznik siecio166 432 wy K jest załączony odbywa się pomiar rezystancji izolacji sieci będącej pod napięciem. Wówczas dla układu jednofazowego przedstawionego na fig. 1 sygnał pomiarowy poprzez zestyki normalnie otwarte stycznika sieciowego K, uzwojenie strony wtórnej transformatora sieciowego T, skrajne zaciski strony wtórnej transformatora sieciowego T będzie podawany odpowiednio na trzecie wejście d i czwarte wejście e przekaźnika upływowego 1, a stąd po odfiltrowaniu sygnału zakłócającego sieci przez filtr przeciwzakłóceniowy 3 sygnał pomiarowy będzie podawany na wejście wyłączającego członu pomiarowego 6.

Dla układu pomiarowego przedstawionego na fig. 2 sygnał pomiarowy poprzez zestyki normalnie otwarte stycznika sieciowego K uzwojenie strony wtórnej transformatora sieciowego T i punkt gwiazdowy tego transformatora będzie podawany poprzez dławik L na drugie wejście c przekaźnika upływowego 1, a stąd po odfiltrowaniu sygnału zakłócającego sieci przez filtr przeciwzakłóceniowy 3 sygnał pomiarowy będzie podawany na wejście wyłączającego członu pomiarowego 6.

Jeżeli rezystancja izolacji Ri będzie mniejsza od rezystancji pomiarowej nastawy wyłączającego członu pomiarowego, wtedy na wyjściu tego członu pojawi się sygnał załączający pierwszego tranzystora V5.

Przekaźnik elektromagnetyczny K1 zostanie wyłączony, a tym samym zostanie wyłączony stycznik sieciowy K, który wyłączy napięcie stałe.

Po wyłączeniu sieci funkcje pomiarowe przejmuje blokujący człon pomiarowy przekaźnika upływowego 1. Wówczas sygnał pomiarowy przesyłany zostaje poprzez gwiazdę pomiarową 7, zestyk normalnie zwarty stycznika sieciowego K na pierwsze wejście b przekaźnika upływowego 1 będące wejściem blokującego członu pomiarowego tego przekaźnika.

Jeżeli rezystancja izolacji R, będzie mniejsza od rezystancji pomiarowej nastawy blokującego członu pomiarowego, wtedy na wyjściu tego członu pojawi się sygnał załączający tranzystor transoptor V4 oraz drugi tranzystor V6.

Przekaźnik elektromagnetyczny K1 nie pozwoli na załączenie, a tym samym nastąpi blokowanie załączenia stycznika sieciowego K.

. Układ czasowy RC oraz dioda ZeneraV3 nie pozwalają załączyć stycznika sieciowego K podczas zmiany pracy członów pomiarowych, wykluczając hazardowe załączenie przekaźnika elektromagnet ycznego K1 przy zmianie położenia zestyków stycznika sieciowego K.

Fig. 1

Fig. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ zabezpieczenia upływowego, zwłaszcza dla izolowanych sieci kopalnianych jednofazowych lub trójfazowych złożony z przekaźnika upływowego i zewnętrznych obwodów pomiarowych, zawierający wyłączający człon pomiarowy, blokujący człon pomiarowy, filtr przeciwzakłóniowy, barierę ochronną, układ czasowy, zasilacz stabilizowany, gwiazdę pomiarową, transformator sieciowy i stycznik sieciowy, znamienny tym, że pierwszy biegun ( + ) zasilacza stabilizowanego (2) przekaźnika upływowego (1) poprzez pierwszą diodę (VI) i filtr przeciwzakłóceniowy (3) jest połączony z pierwszym wyjściem (a) uziemienia przekaźnika upływowego (1) oraz poprzez pierwsze wejście - wyjście bariery ochronnej (4) z pierwszym wejściem zasilania blokującego członu pomiarowego (5), przy czym pierwszy biegun ( + ) zasilacza stabilizowanego (2) jest połączony z pierwszym wejściem zasilania wyłączającego członu pomiarowego (6) i pierwszym rezystorem (R) układu czasowego (RC), zaś drugi biegun (-) zasilacza stabilizowanego (2) jest połączony z drugim wejściem zasilania wyłączającego członu pomiarowego (6), a poprzez drugi rezystor (R1) i drugie wejście - wyjście bariery ochronnej (4) z drugim wejściem zasilania blokującego członu pomiarowego (5) oraz kondensatorem (C) układu czasowego (RC) i trzecim rezystorem (R4), poprzez który są połączone z sobą emitery trzech tranzystorów, pierwszego tranzystora (V5) sterowanego poprzez bazę z wyjścia wyłączającego członu pomiarowego (6), drugiego tranzystora (V6) sterowanego poprzez bazę z tranzystora transoptora (V4) blokującego członu pomiarowego (5), trzeciego tranzystora (V7) sterującego przekaźnikiem elektromagnetycznym (K1), którego baza jest połączona poprzez diodę Zenera (V3) z pierwszym rezystorem (R) i kondensatorem (C) układu czasowego (RC), a poprzez drugą diodę (V2) z kolektorem pierwszego tranzystora (V5) oraz z kolektorami, drugiego tranzystora (V6) i tranzystora transoptora (V4), sterowanych z wyjścia transoptorowego blokującego członu pomiarowego (5), którego wejście stanowi pierwsze wejście (b) przekaźnika upływowego (1), zaś drugie wejście (c), trzecie wejście (d) poprzez czwarty rezystor (R3), czwarte wejście (c) poprzez piąty rezystor (R2) są połączone z wejściem filtru przeciwzakłóceniowego (3), którego wyjście jest połączone z wejściem wyłączającego członu pomiarowego (6) przekaźnika upływowego (1).