RU1814133C - Устройство дл защиты человека от попадани под напр жение при обрывах проводов воздушной линии электропередачи с изолированной нейтралью - Google Patents

Abstract

Использование: воздушные линии электропередач с изолированной нейтралью. Сущность изобретени ; дл  повышени  электробезопасности в устройство введен размещаемый на т говой подстанции блок индикации вида повреждени , с помощью которого при падении и замыкании любого из фазных проводов на землю осуществл етс  шунтирование поврежденного провода на землю, а при обрывах - индикаци  оборванного провода.

Description

ел С

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано дл  защиты человека от поражени  электрическим током при попадании под напр жение в случае прикосновени  и к лежащему на земле проводу.

Целью изобретени   вл етс  повышение электробезопасности.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема устройства обеспечени  электробезопасности в системах электроснабжени  автоблокировки; на фиг.2 - принципиальна  схема узла управлени ; на фиг.З- временные диаграммы работы элементов узла управлени .

Воздушна  лини  электропередач фазными проводами 1, 2 и 3 подключает нагрузку 4 к т говой подстанции 5, котора  присоедин етс  к линии электропередач 6.

Устройство содержит усилители мощности 7-9, реагирующие узлы 10-12, датчик 13 напр женности электрического пол , пороговые элементы 14-19, блок 21 определени  вида повреждени  три резистора 22-24, контакты 25-27 узлов 10-12 соответственно, логические элементы И 30-33 и ИЛИ 34, генератор 35, импульсов и фильтр 36 присоединени , блок 20 индикации вида повреждени , В составе блока 20 имеютс  первый мультиплексор 37, фильтр 38 присоединени , полосовые фильтры 39 и 40, узел 41 управлени , индикаторы 42-43 оборванных со стороны нагрузки фазных проводов, реле 45-47 с замыкающими контактами 48- 50, соответственно, три резистора 51-53, и номерами 54-56 обозначены сигналы управлени  мультиплексора 37. Узел 41 содержит детекторы 57-58, пороговые элементы 5900

«д

4

Хл)

СО

60. генератор 61 пр моугольных импульсов, двоичный счетчик 62, второй мультиплексор 63. двухвходовые логические элементы И 64-72 , триггеры 73-78, трехвходовые логические элементы И 82-84 и источник 87 питани . Позици ми 79-81 и 85-89 обозначены соединени  элементов принципиальной схемы фиг.2.

Усилители мощности 7-9 соединены ка- скадно с реагирующими узлами 10-12 соответственно , Входы пороговых элементов 14-19 подключены кдатчику 13 напр женности электрического пол . Выходы первого 14 и второго 15 пороговых элементов соединены с первым и вторым (инверсным) входами первого элемента И 30 соответственно. Выход третьего 17 порогового элемента соединен с первым входом второго элемента И 31. Выход четвертого 18 порогового элемента соединен со вторым (инверсным) входом второго 31 и первым входом третьего 32 элементов И. Выход п того порогового элемента 18 соединен со вторым (инверсным) входом третьего 32 и первым входом четвертого 33 элементов И. Выход шестого 19 порогового элемента соединен со вторым (инверсным) входом четвертого 33 элемента И и входом третьего усилител  мощности 9. Выходы первого 30 и второго 31 элементов И соединены со входами элемента ИЛИ 34. Выходы третьего 32,и четвертого 33 элементов И соединены со входами первого 7 и второго 8 усилителей мощности. Первые выводы замыкающих контактов 25-27 первого 10, второго 11 и третьего 12 реагирующих узлов присоединены к клеммам дл  подключени  к фазам 1, 2 и 3 сети, вторые выводы контактов 25-27 подключены к первым выводам трех резисторов 22-24, вторые выводы которых соединены с клеммой дл  подключени  к земле. Выход генератора 35 импульсов и вход фильтра 36 присоединени  соединены каскадно, а вход генератора 35 подключен к выходу элемента ИЛИ 34 блока 21. Выходы фильтра 36 присоединени  подключены к клеммам дл  подключени  к фазным проводам 1, 2 и 3 сети. Входы мультиплексора 37 подведены к клеммам дл  подключени  к фазным проводам 1,2,3 сети т говой подстанции 5, а к его выходу подключен вход фильтра 38 присоединени . Резисторы 51-53 первыми выводами соединены с клеммой дл  подключени  к земле, а вторыми - через замыкающие контакты 48- 50 реле 45-47 с клеммами дл  подключени  к фазным проводам 1, 2 и 3 сети. Входы детекторов 57 и 58 подключены к выходам полосовых фильтров, а к их выходам подсоединены пороговые элементы 59 и 66, и к инверсному выходу первого порогового элемента 59 подключены первые входы п того 64, седьмого 66 и дев того 68 элементов И, вторые входы которых соединены с первым 82, вторым 83 и третьим 84 выходами второго мультиплексора 63 соответственно. К выходу второго порогового элемента 60 подсоединены первые входы одиннадцатого 70, двенадцатого 71 и тринадцатого 72 элементов И, вторые входы которых также

0 соединены с первым 82, вторым 83 и третьим 84 выходами мультиплексора 63. К выходу одновибратора 88 подключены первые входы шестого 65, восьмого 67 и дес того 69 элементов И, вторые входы которых также

5 соединены с первым 82, вторым 83 и третьим 84 выходами мультиплексора 63. Входы S триггеров 73-78 управл ютс  п тым 64, седьмым 66, дев тым 68, одиннадцатым 70, двенадцатым 71 и. тринадцатым 72 элемен0 тами И соответственно, а их входы Р объединены попарно у первого 73 и четвертого 76, у второго 74 и п того 77 у третьего 75 и шестого 78 триггеров и соединены с выходами шестого 65, восьмого 67 и дес того 69

5 элементов И, к выходам первого 73, второго 74 и третьего 75 триггеров подключены первый 42, второй 43 и третий 44 индикаторы, сигнализирующие об обрыве 1, 2 и 3 проводов сети со стороны нагрузки. Первый вход

0 первого трехвходового элемента И 82 подключен к инверсному выходу четвертого триггера 76, а его второй и третий входы - к выходам п того 77 и шестого 78 триггеров. Первый вход второго трехвходового элемен5 та И 83 соединен с инверсным выходом п того 77 триггера, а его второй и третий входы к выходам четвертого 76 и шестого 78 триггеров. Первый вход третьего трехвходового элемента И 84 подсоединен к инверс0 ному выходу шестого 78 триггера, а его второй и третий входы - к выходам четвертого 76 и п того 77 триггеров, а также вход одновибратора 83, счетный вход элемента 62 подключены к генератору 61 импульсов

5 блока 20, а два его выходных разр да управл ют мультиплексорным 63, первый 82, второй 83 и третий 84 выходы которого задают входные сигналы дл  мультиплексора 37. Элементы, узлы и блоки устройства про0 дольного электроснабжени  СЦБ работают следующим образом.

В исходном состо нии воздушна  лини  электропередач 1-3 обеспечивает нормальное электроснабжение нагрузки 4 (СЦБ

5 и другие потребители). При.этом по проводам воздушной линии 1-3 передаютс  импульсы контрольной частоты, вырабатываемой генератором импульсов 35, причем фильтр 36 обеспечивает согласование генератора 35 с проводами 1-3, наход щимис 

под рабочим напр жением. Эти импульсы принимаютс  на т говой подстанции 5. Мультиплексор 37 осуществл ет переключение фильтра 38 присоединени  последовательно к каждой из фаз. На диаграмме 3 показано, что в течение времени от 0 до ti, фильтр 38 подключен к 1 проводу, от ц до t2 - ко 2 проводу, и от т.2 до t3 - к 3 проводу. К выходу фильтра 38 присоединени  подключены блоки 39 и 40, которые выдел ют сигналы заданной полосы частот. При этом на выходе фильтра 39 по вл етс  сигнал контрольной частоты, который после детектировани  (блок 57) сравниваетс  с пороговым значением элемента 59. В результате на инверсном выходе элемента 59 сигнал низкого уровн  (см. диаграмму 79 на фиг.З), следует отметить, что триггеры 73-78 наход тс  в исходном состо нии, так как в моменты времени t/i, ts и te осуществл лс  сброс триггеров 73-78 соответственно (см. диаграммы 65, 67, 69, 73Р и 76Р на фиг.З). Эти сигналы формируютс  элементами И 65, 67 и 69, входы которых подключены к выходам мультиплексора 63 и одновибратору 88 (см, ди- аграммы 54, 55, 56 и 81 на фиг.З). Управление мультиплексора осуществл етс  двоичным счетчиком 62 (см. диаграммы 62° и 621 на фиг.З). Отметим, что счетчик 62 управл етс  по заднему фронту импульсов генератора 61,а запуск одновибратора происходит по переднему фронту этих имт/ль- сов (см. диаграммы 62° и 81 на фиг.З), Таким образом, в исходном состо нии индикаторы 42-44 не сигнализируют о неисправности в линии 1-3, и реле 45-47 обесточены.

8 случае обрыва одного из проводов 1-3 воздушной линии измен етс  напр женность электрического пол  в месте располо- жени  датчика 13. При этом блок 21 определ ет по состо нию выходных сигналов пороговых элементов 14-19 вид повреждени  в воздушной линии электропередач.

Если произошел обрыв, например, провода 1 линии со стороны нагрузки 4, то блок 21 срабатывает, и подает соответствующий управл ющий сигнал на усилитель 7 мощности , который управл ет реагирующим узлом 10. Контакты 25 узла 10 замкнут оборванный провод 1 через резистор 22 на землю, что обеспечит услови  электробезопасности человека в случае прикосновени  к лежащему на земле проводу. На т говой подстанции 5 блок 20 фиксирует значительное уменьшение уровн  передаваемого сигнала от генератора 35 импульсов по 1 фазному проводу (см. фиг.З, диаграмму 79, момент времени t), что приводит к установке триггера 73 в единичное состо ние (см. диаграммы 73 S и 73 Q). В результате на

т говой подстанции индикатор 42 сигнали- зирует об обрыве 1 фазного провода линии. Отметим, что в момент времени ts на входе R триггера 73 по вл етс  сигнал5 сброса, 5 однако триггер 73 остаетс  в единичном состо нии , так как этот сигнал блокируетс  сигналом управлени  на входе S (см. диаграммы 73S, 73R и 73Q фиг.З). В следующие циклы подключени  мультиплексора уст- . 0 ройство подтверждает состо ние триггеров 73-78. Аналогичные процессы происход т и в случае обрыва 2 и 3 проводов линии со стороны нагрузки 4,

Если произошел обрыв, например, про- 5 вода 2 линии со стороны источника 5, то блок 21 срабатывает и подает соответствующий управл ющий сигнал на генератор 35 импульсов, который измен ет частоту импульсов на аварийную. На т говой подстан0 ции 5 блок 20 фиксирует изменение частоты передаваемого по проводам линии сигнала. При этом триггеры 76 и 78 устанавливаютс  в единичное состо ние, а триггер 77 остаетс  в исходном положении (см. диаграммы

5 76-78 на фиг.З). Отметим, что уровень принимаемого на т говой подстанции сигнала 2 по фазному проводу недостаточен дл  срабатывани  элемента 50 (см. диаграмму 80 в момент времени tg на фиг.З). Логические

0 элементы И 88-90 определ ют по окончанию цикла переключений мультивибратора v О состо нии выходов триггеров 76-79 (см. - диаграммы 82-84 фиг.З). Следует отметить, что врем  цикла переключени  мультиплек5 сора 63 меньше времени срабатывани  электромагнитных реле 45-47. В результате срабатывает реле 46, и его контакты 52 замыкают фазный провод 2 линии на землю через сопротивление 52, что позволиттакже

0 обеспечить услови  электробезопасности в случае прикосновени  человека к лежащему на земле проводу. В следующие циклы подключени  мультиплексора 37 в блоке 21 осуществл етс  повторное подтверждение

5 обрыва провода 2 линии. Аналогичные процессы происход т и в случа х обрыва других проводов линии 1-3.

При устранении замыкани  провода на землю лини  обеспечит нормальное элект0 роснабжение нагрузки 4. Напр женность в месте расположени  датчика 13 оп ть изменитс , в результате генератор 35 переключаетс  на контрольную частоту. Через цикл переключени  мультиплексора 37 (врем  от

5 0 до гз) триггера 73-78 установ тс  в исходные состо ни  (см. моменты времени t4, ts и te фиг.З), и устройство возвратитс  в исходное состо ние.

Таким образом, устройство обеспечивает услови  электробезопасности в случае

прикосноаени  человека к лежащему на земле проводу.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  защиты человека от попадани  под напр жение при обрывах проводов воздушной линии электропередачи с изолированной нейтралью, содержащее датчик напр женности электрического пол , шесть пороговых элементов, входы которых подключены к датчику напр женности, три усилител  и три реагирующих узла, входы которых соединены с выходами усилителей , три резистора и блок определени  вида повреждени , включающий в себ  двухко- довой элемент ИЛИ и первый, второй, третий и четвертый двухвходовые элементы И, вторые входы которых - инверсные, причем выходы первого и второго пороговых элементов соединены с первым и вторым в хо- дами первого элемента И соответственно, выход третьего порогового элемента соединен с первым входом второго элемента И, выход четвертого порогового элемента соединен с вторым входом второго и первым входом третьего элементов И, выход п того порогового элемента соединен с вторым входом третьего и первым входом четвертого элементов И, выход шестого порогового элемента соединен с вторым входом четвертого элемента И и входом третьего усилител  мощности, выходы первого и второго элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входами первого и второго усилителей мощности, а также первые выводы замыкающих контактов первого, второго и третьего реагирующих узлов присоединены к клеммам дл  подключени  к фазам сети, вторые выводы контактов подключены к первым выводам трех резисторов , вторые выводы которых соединены с клеммой дл . подключени  к земле, отличающеес  тем, что, с целью повышени  электробезопасности, в устройство .дополнительно введены генератор импульсов и фильтр присоединени , размещаемые на конце линии, причем вход фильтра присоединени  включен к выходу генератора импульсов , вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ блока определени  вида повреждени , а выходы фильтра присоединени  соединены с клеммами дл  подключени  .к фазным проводам сети, и блок индикации вида повреждени , размещаемый на т говой подстанции и включающий в свой состав первый мультиплексор, входы которого соединены с клеммами дл  подключени  к фазным проводам сети, фильтр присоединени , вход которого соединен с выходом первого мультиплексора,

   три индикатора, три реле и три резистора, первые выводы которых соединены с клеммой дл  подключени  к земле, а вторые через замыкающие контакты первого, второго

   и третьего реле - с клеммами дл  подключени  к первому, второму и третьему фазным проводам соответственно, два полосовых фильтра, входы которых объединены и подключены к выходу фильтра присоединени ,

   0 и узел управлени , в состав которого вход т два детектора, два компаратора, генератор пр моугольных импульсов, двоичный счетчик , второй мультиплексор, п тый, шестой, седьмой, восьмой, дев тый, дес тый, один5 надцатый, двенадцатый и тринадцатый двухвходовые элементы И, шесть RS-тригге- ров, одновибратор и три трехвходных элемента И, причём входы детекторов подключены к выходам полосовых фильт0 ров, а к выходам детекторов подсоединены входы компараторов, к инверсному выходу первого компаратора подключены первые входы п того, седьмого и дев того элементов И, вторые входы которых соединены с

   5 первым, вторым и третьим выходами второго мультиплексора соответственно, к выходу второго компаратора присоединены первые входы одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И, вторые входы

   0 которых соединены с первым, вторым и третьим выходами второго мультиплексора, к выходу одновибратора подключены первые входы шестого, восьмого и дес того элементов И, вторые входы которых также

   5 соединены с первым, вторым и третьим выходами второго мультиплексора, S-входы первого, второго, третьего, четвертого, п того и шестого триггеров соединены с выхо- дами п того, седьмого, дев того,

   0 одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И соответственно, а их R- входы объединены попарно у первого и четвертого, у второго и п того и у третьего и шестого триггеров и соединены с выходами

   5 шестого, восьмого и дес того элементов И, к выходам первого, второго и третьего триггеров подключены первый, второй и третий индикаторы обрыва первого, второго и третьего проводов сети со стороны нагруз0 ки, первый вход первого трехвходового элемента И подключен к инверсному выходу четвертого триггера, а его второй и третий входы - к выходам п того и шестого триггеров , первый вход второго трехвходового

   5 элемента И соединен с инверсным выходом п того триггера, а его второй и третий входы - к выходам четвертого и шестого триггеров, первый вход третьего трехвходового элемента И подсоединен к инверсному выходу шестого триггера, а его второй и третий входы - к выходам четвертого и п того триггеров , вход одновибрэтора и счетный вход двоичного счетчика подключены к генератору пр моугольных импульсов блока индикавходами второго мультиплексора, первый, второй и третий выходы которого подключены к управл ющим входам первого мультиплексора , при этом выходы трехвходовых

   ции вида повреждени , а два выходных 5 элементов И соединены с входами соответ- разр да двоичного счетчика соединены с ствующих реле.

   входами второго мультиплексора, первый, второй и третий выходы которого подключены к управл ющим входам первого мультиплексора , при этом выходы трехвходовых

   Физ.З

   Составитель А.Кориеев Техред М.Моргентал

   Тираж

   Корректор Н.Кешел  Подписное