RU2015516C1

RU2015516C1 - Device for indicating of high voltage in bars of factory-assembled switch-gears

Info

Publication number: RU2015516C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Игоревич Гуревич
Original assignee: Владимир Игоревич Гуревич
Priority date: 1990-08-16
Filing date: 1990-08-16
Publication date: 1994-06-30

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: device has pedestal insulator, capacitive pickup, dielectric bushing and display unit. Pedestal insulator may belong to any type of insulators. Capacitive pickup is made in form of a plate, formed by two-sided glass-cloth-base, covered with foil; the pickup is installed as a gasket between pedestal insulator and carrying earthed metalwork of cabinet of factory-assembled switch-gear. Fastening bolt of pedestal insulator is isolated from earthed metalwork by dielectric grommet. Hole in plate of the pickup for fastening bolt is provided with foil-covered facets, which prevent connection of layers of the foils one to the other through the bolt. Display unit is disposed in individual casing, which is mounted onto the front panel of the cabinet of factory-assembled switch-gear. Display unit has diode rectifying bridges, reservoir capacitors, resistors, neon lamps, diodes, light-emitting diode, air-tight relay, which is formed by winding and switching contact, capacitor and manual commutation member; the latter is formed by removable plug and motionless jack. Circuit of the device is constructed in such a manner, that at any troubles in distant power circuit or disturbance of integrity of relay winding or if contact of the relay are sealed, the light-emitting diode doesn't give any light. EFFECT: improved reliability of the device. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к системам релейной защиты, и предназначено для сигнализации о наличии высокого напряжения на токоведущих шинах 6-35 кВ комплектных распределительных устройств (КРУ). The invention relates to electrical engineering, specifically to relay protection systems, and is intended for signaling the presence of high voltage on current-carrying buses 6-35 kV of complete switchgears.

Известно устройство для сигнализации о высоком напряжении на шинах 6-35 кВ, содержащее датчик напряжения и индикаторный блок [1]. Датчик выполнен в виде антенны, расположенной в корпусе, установленном непосредственно на шине 10 кВ. В этом же корпусе размещен и индикаторный блок, включающий выпрямительный мост, два накопительных конденсатора, резистор, стабилитрон, две неоновые лампочки. A device for signaling a high voltage on buses 6-35 kV, containing a voltage sensor and an indicator unit [1]. The sensor is made in the form of an antenna located in the housing mounted directly on the 10 kV bus. In the same housing there is also an indicator unit, including a rectifier bridge, two storage capacitors, a resistor, a zener diode, two neon bulbs.

Недостатком этого устройства является неудобство в эксплуатации при использовании его в КРУ, когда индикация о наличии высокого напряжения на шинах должна поступать непосредственно на переднюю панель шкафа КРУ. При использовании устройства сделать это нельзя из-за того, что все устройство находится под высоким потенциалом, а индикация на шинах внутри закрытых шкафов КРУ ничего не дает персоналу, эксплуатирующему это оборудование. Кроме того, отличие нормального рабочего режима работы устройства от аварийного режима в устройстве заключается только в разной частоте мигания неоновых лампочек, а поскольку одновременно рабочая и аварийная лампочки никогда не мигают и сравнить частоту их мигания невозможно, обслуживающему персоналу трудно отличить аварийный режим от рабочего. Малый ресурс неоновых лампочек, гарантированный техническими условиями (200-500 ч), существенно снижает надежность устройства, в котором неоновые лампочки постоянно включены. Невозможно проверить исправность устройства или заменить неисправный элемент без отключения высокого напряжения. The disadvantage of this device is the inconvenience in operation when using it in the switchgear, when the indication of the presence of high voltage on the tires should go directly to the front panel of the switchgear cabinet. When using the device, this cannot be done due to the fact that the entire device is at high potential, and the indication on the tires inside the closed switchgear cabinets gives nothing to the personnel operating this equipment. In addition, the difference between the normal operating mode of the device from the emergency mode in the device is only in the different blinking frequency of neon lights, and since both the working and emergency lights never blink and it is impossible to compare their blinking frequency, it is difficult for maintenance personnel to distinguish between emergency mode and operating mode. The low resource of neon bulbs, guaranteed by the technical conditions (200-500 h), significantly reduces the reliability of the device in which neon bulbs are constantly on. It is not possible to check the health of the device or replace a defective element without turning off the high voltage.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для сигнализации о высоком напряжении на шинах 3-35 кВ, содержащее спорный изолятор, емкостный датчик, выполненный в виде металлического кольца, заделанного в специальный кольцевой паз в теле изолятора, и индикаторный блок, содержащий три накопительных конденсатора, каждый из которых включен между датчиком и землей, три разрядника, включенных параллельно каждому конденсатору, три неоновые лампочки, три резистора, включенные последовательно с лампочками, ручной коммутационный элемент, выполненный в виде переключателя с фиксатором положения, с тремя замыкающимися и тремя размыкающимися контактами. Каждая лампочка включена последовательно с резистором и замыкающимся контактом между датчиком и землей [2]. The closest in technical essence to the invention is a device for signaling a high voltage on 3-35 kV buses, containing a controversial insulator, a capacitive sensor made in the form of a metal ring embedded in a special ring groove in the insulator body, and an indicator unit containing three storage capacitors, each of which is connected between the sensor and the ground, three arresters connected in parallel to each capacitor, three neon bulbs, three resistors connected in series with the bulbs, manual a switching element made in the form of a switch with a position lock, with three closing and three opening contacts. Each bulb is connected in series with a resistor and a closing contact between the sensor and ground [2].

Недостатками известного устройства являются значительное количество сложных контактов ручного коммутационного элемента, что снижает надежность устройства, а также отсутствие возможности дистанционного включения, что ограничивает эксплуатационные удобства. The disadvantages of the known device are a significant number of complex contacts of the manual switching element, which reduces the reliability of the device, as well as the inability to remotely turn on, which limits operational convenience.

Целью изобретения является уменьшение количества контактов ручного коммутационного элемента и обеспечение дистанционного включения с возможностью контроля исправности устройства. The aim of the invention is to reduce the number of contacts of a manual switching element and providing remote inclusion with the ability to monitor the health of the device.

Цель достигается тем, что в устройство для сигнализации о высоком напряжении на шинах КРУ, содержащее три опорных изолятора, закрепленных болтами на заземленной несущей металлоконструкции КРУ, три емкостных датчика и индикаторный блок, который содержит три накопительных конденсатора, три неоновые лампы, первый вывод каждой из которых соединен с первым выводом одноименного резистора, и ручной коммутационный элемент, установленный в корпусе индикаторного блока, введены три диэлектрические проходные втулки, а в индикаторный блок четыре диодных выпрямительных моста, семь диодов, герметичное реле с одним переключающим контактом, светодиод, дополнительный резистор и два конденсатора, а ручной коммутационный элемент выполнен в виде выемной вилки, выводы которой объединены, и неподвижных гнезд, установленных в корпусе индикаторного блока, при этом каждый емкостный датчик выполнен в виде прокладки из стеклотекстолита с двусторонним фольгированным покрытием, установленной между одноименным опорным изолятором и заземленной несущей металлоконструкцией КРУ, от которой болты изолированы соответствующими диэлектрическими проходными втулками, фольгированное покрытие каждой прокладки, обращенное к опорному изолятору, соединено с первым входом одноименного выпрямительного моста индикаторного блока, в котором вторые входы первого, второго и третьего выпрямительных мостов заземлены, к выходам первого, второго и третьего выпрямительных мостов подключены одноименные накопительные конденсаторы, первый вывод каждого из которых соединен с вторым выводом одноименного резистора, а второй соединен с вторым выводом одноименной неоновой лампы, первые выводы неоновых ламп соединены с анодами соответственно первого, второго и третьего диодов, катоды которых соединены с первым неподвижным гнездом ручного коммутационного элемента, вторые выводы неоновых ламп соединены с катодами соответственно четвертого, пятого и шестого диодов, аноды которых соединены с первым выводом переключающего контакта герметичного реле, второй вывод которого соединен с первым выводом дополнительного резистора, а третий вывод - с вторым неподвижным гнездом ручного коммутационного элемента, второй вывод дополнительного резистора соединен с анодом светодиода, катод которого соединен с первым выводом первого конденсатора, с первым выводом обмотки герметичного реле и с первым выходом четвертого выпрямительного моста, второй выход которого соединен с вторыми выводами обмотки герметичного реле и первого конденсатора и с анодом седьмого диода, катод которого соединен с первым неподвижным гнездом ручного коммутационного элемента, первый вывод второго конденсатора соединен с первым входом четвертого выпрямительного моста, второй вход которого и второй вывод второго конденсатора являются входами питания устройства. The goal is achieved by the fact that in the device for signaling a high voltage on the switchgear buses, containing three support insulators, bolted to an earthed bearing metal structure of the switchgear, three capacitive sensors and an indicator unit, which contains three storage capacitors, three neon lamps, the first output of each which is connected to the first output of the same name resistor, and a manual switching element installed in the housing of the indicator unit, three dielectric bushings are inserted, and four iodine rectifier bridge, seven diodes, a sealed relay with one switching contact, an LED, an additional resistor and two capacitors, and a manual switching element is made in the form of a removable plug, the findings of which are combined, and fixed sockets installed in the housing of the indicator unit, each capacitive the sensor is made in the form of a fiberglass gasket with a double-sided foil coating installed between the supporting insulator of the same name and an earthed load-bearing metal structure of the switchgear, from which the bolts insulated with corresponding dielectric bushings, the foil coating of each strip facing the support insulator is connected to the first input of the rectifier bridge of the same name of the indicator block, in which the second inputs of the first, second and third rectifier bridges are grounded, the outputs of the first, second and third rectifier bridges are connected storage capacitors, the first terminal of each of which is connected to the second terminal of the same name resistor, and the second is connected to the second terminal of the same neon lamp, the first leads of the neon lamps are connected to the anodes of the first, second and third diodes, respectively, the cathodes of which are connected to the first fixed socket of the manual switching element, the second leads of the neon lamps are connected to the cathodes of the fourth, fifth and sixth diodes, respectively, the anodes of which are connected to the first the output of the switching contact of the sealed relay, the second output of which is connected to the first output of the additional resistor, and the third output is connected to the second fixed socket of the manual switch of the element, the second output of the additional resistor is connected to the anode of the LED, the cathode of which is connected to the first output of the first capacitor, to the first output of the winding of the sealed relay and to the first output of the fourth rectifier bridge, the second output of which is connected to the second terminals of the winding of the sealed relay and the first capacitor and the anode of the seventh diode, the cathode of which is connected to the first fixed socket of the manual switching element, the first output of the second capacitor is connected to the first input of the fourth bridge ceiling elements, the second input of which and a second terminal of the second capacitor are inputs of the device.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. The drawing shows a circuit diagram of the proposed device.

Устройство содержит опорный изолятор 1, емкостный датчик 2, диэлектрическую втулку 3 и индикаторный блок 6. Опорный изолятор 1 может быть любого типа, емкостный датчик 2 выполнен в виде пластины из двустороннего фольгированного стеклотекстолита и установлен как прокладка между опорным изолятором и несущей заземленной металлоконструкцией 4 шкафа КРУ. Болт 5 крепления опорного изолятора изолирован от заземленной металлоконструкции 4 диэлектрической проходной втулкой 3. Отверстие в пластине датчика 2 под крепежный болт 5 снабжено фасками в фольге, предотвращающими соединение слоев фольги между собой через болт 5. The device comprises a supporting insulator 1, a capacitive sensor 2, a dielectric sleeve 3 and an indicator unit 6. The supporting insulator 1 can be of any type, the capacitive sensor 2 is made in the form of a plate of double-sided foil fiberglass and installed as a gasket between the supporting insulator and the supporting grounded metal structure 4 of the cabinet Switchgear. The support insulator mounting bolt 5 is isolated from the earthed metal structure 4 by a dielectric bushing 3. The hole in the sensor plate 2 for the mounting bolt 5 is provided with chamfers in the foil, preventing the connection of the foil layers to each other through the bolt 5.

Индикаторный блок 6 размещен в отдельном корпусе, устанавливаемом на передней панели шкафа КРУ, и содержит диодные выпрямительные мосты 7-10, накопительные конденсаторы 11-13, резисторы 14-16, неоновые лампочки 17-19, диоды 20-26, светодиоды 27, герметичное реле, состоящее из обмотки 28 и переключающего контакта 29, конденсатор 30, а также ручной коммутационный элемент, состоящий из выемной вилки 31 и неподвижных гнезд 32. The indicator unit 6 is placed in a separate housing installed on the front panel of the switchgear cabinet and contains diode rectifier bridges 7-10, storage capacitors 11-13, resistors 14-16, neon bulbs 17-19, diodes 20-26, LEDs 27, sealed a relay consisting of a winding 28 and a switching contact 29, a capacitor 30, as well as a manual switching element consisting of a withdrawal plug 31 and fixed sockets 32.

В нерабочем положении выемная вилка 31 вставлена в гнездо 32 на индикаторном блоке 6, дистанционное питание 220 В на индикаторный блок не подается, обмотка 28 реле обесточена. Общая точка анодов диодов 21, 23, 25 через вилку 31 и замкнутый контакт 29 соединена с общей точкой катодов диодов 20, 22, 24. При этом накопительные конденсаторы 11-13 и соответственно лампочки 17-19 и диодные мосты 7-8 оказываются закороченными и напряжение на них отсутствует. In the idle position, the withdrawal plug 31 is inserted into the socket 32 on the indicator unit 6, the remote 220 V power is not supplied to the indicator unit, the relay coil 28 is de-energized. The common point of the anodes of the diodes 21, 23, 25 through the plug 31 and the closed contact 29 is connected to the common point of the cathodes of the diodes 20, 22, 24. At the same time, the storage capacitors 11-13 and, accordingly, the bulbs 17-19 and diode bridges 7-8 are shorted and there is no voltage on them.

При включении устройства вручную извлекают из гнезд 32 индикаторного блока 6 выемную вилку 31. При этом элементы индикаторного блока 6 дешунтируются. На входе выпрямительных мостов 7-9 появляется напряжение (изолятор 1 и датчик 2 работают как два последовательно соединенных конденсатора, включенных между высоковольтной шиной 33 и землей), которое выпрямляется и поступает на конденсаторы 7, 8. Последние начинают заряжаться. По достижении на них напряжения порядка 85-90 В происходит пробой газа в межэлектродном зазоре лампочек 17-19 и заряженные конденсаторы разряжаются через резисторы 11-13 на лампочки 17-19, формируя импульсы света. По окончании разряда конденсаторов электрическая прочность межэлектродного зазора лампочек восстанавливается и конденсаторы опять начинают заряжаться. Процесс повторяется с периодом, определяемым величиной емкости накопительных конденсаторов 11-13. Внутреннее сопротивление входной цепи диодных мостов 7, 8 (порядка 5-50 МОм) шунтируют датчики 2, ограничивая напряжение на них, во всех режимах, по этой причине в устройстве отсутствует необходимость применения специальных разрядников, как в прототипе. По окончании периода контроля наличия напряжения на шинах вилка 31 устанавливается на свое прежнее место, при этом устройство выключается. When you turn on the device manually remove from the sockets 32 of the indicator unit 6 retractable plug 31. In this case, the elements of the indicator unit 6 are unloaded. A voltage appears at the input of rectifier bridges 7-9 (insulator 1 and sensor 2 operate as two series-connected capacitors connected between the high-voltage bus 33 and ground), which is rectified and fed to capacitors 7, 8. The latter begin to charge. Upon reaching a voltage of about 85-90 V on them, a gas breakdown occurs in the interelectrode gap of the bulbs 17-19 and the charged capacitors are discharged through resistors 11-13 to the bulbs 17-19, forming light pulses. At the end of the discharge of the capacitors, the electric strength of the interelectrode gap of the bulbs is restored and the capacitors again begin to charge. The process is repeated with a period determined by the value of the capacitance of the storage capacitors 11-13. The internal resistance of the input circuit of the diode bridges 7, 8 (about 5-50 MΩ) is shunted by the sensors 2, limiting the voltage on them, in all modes, for this reason the device does not need to use special arresters, as in the prototype. At the end of the period of monitoring the presence of voltage on the tires, the plug 31 is installed in its original place, while the device turns off.

При любой поломке в цепи выемной вилки или нарушении контакта происходит лишь включение устройства, а не ложная индикация, как в прототипе. In case of any breakdown in the chain of the removable plug or violation of the contact, only the device is turned on, and not a false indication, as in the prototype.

Дистанционное включение устройства осуществляется подачей на индикаторный блок 6 переменного напряжения, например 220 В. При этом часть его гасится на конденсаторе 34, остальная выпрямляется мостом 10, сглаживается конденсатором 30 и поступает на обмотку 28 герметичного или герконового реле. Контакт 29 этого реле переключается, разрывая цепь, закорачивающую накопительные конденсаторы 11-13 и замыкая через резистор 35 цепь питания светодиода 27, индицирующего исправность устройства. При этом устройство начинает работать так же, как и при ручном включении с помощью вилки 31. The device is switched on remotely by applying an alternating voltage, for example 220 V, to the indicator unit 6. At the same time, part of it is extinguished on the capacitor 34, the rest is rectified by the bridge 10, smoothed by the capacitor 30, and fed to the winding 28 of the sealed or reed relay. Contact 29 of this relay switches, breaking the circuit, shorting the storage capacitors 11-13 and closing through the resistor 35 the power circuit of the LED 27, indicating the health of the device. In this case, the device starts to work in the same way as when manually turned on using the plug 31.

Схема устройства построена таким образом, что при любых неисправностях в цепи дистанционного питания, нарушении целостности обмотки реле или залипании его контактов светодиод 27 не светится. Таким образом, достигается высокая надежность работы устройства. The circuit of the device is constructed in such a way that for any malfunctions in the remote power supply circuit, violation of the integrity of the relay winding or sticking of its contacts, the LED 27 does not light up. Thus, high reliability of the device.

Claims

HIGH VOLTAGE ALARMS FOR TIRES OF COMPLETE DISTRIBUTION DEVICES, containing three support insulators, bolted to an earthed load-bearing metal structure of the switchgear, three capacitive sensors and an indicator unit, which contains three storage capacitors, three neon lamps, the first terminal of each of which the first output of the same name resistor, and a manual switching element installed in the housing of the indicator unit, characterized in that t and dielectric bushings, and four diode rectifier bridges, seven diodes, a sealed relay with one switching contact, an LED, an additional resistor and two capacitors are introduced into the indicator unit, and the manual switching element is made in the form of a removable plug, the conclusions of which are combined, and fixed sockets installed in the display housing of the unit, each capacitive sensor is made in the form of a fiberglass gasket with double-sided foil coating installed between the supporting insulator of the same name and a grounded supporting metal structure of the switchgear, from which the bolts are insulated with corresponding dielectric bushings, the foil coating of each gasket facing the support insulator is connected to the first input of the rectifier bridge of the same name of the indicator unit, in which the second inputs of the first, second and third rectifier bridges are grounded, to the outputs the first, second and third rectifier bridges are connected with the same storage capacitors, the first output of each of the which is connected to the second terminal of the same name resistor, and the second is connected to the second terminal of the same neon lamp, the first conclusions of the neon lamps are connected to the anodes of the first, second and third diodes, respectively, the cathodes of which are connected to the first fixed socket of the manual switching element, the second conclusions of the neon lamps are connected to cathodes of the fourth, fifth, and sixth diodes, respectively, whose anodes are connected to the first terminal of the switching contact of the sealed relay, the second terminal of which is connected to the first terminal additional resistor, and the third terminal with the second fixed socket of the manual switching element, the second terminal of the additional resistor is connected to the anode of the LED, the cathode of which is connected to the first terminal of the first capacitor, the first terminal of the sealed relay winding and the first output of the fourth rectifier bridge, the second output of which is connected to the second terminals of the winding of the sealed relay and the first capacitor and with the anode of the seventh diode, the cathode of which is connected to the first fixed socket of the manual switching ele cient, the first terminal of the second capacitor is coupled to a first input of the fourth rectifier bridge, the second input of which and a second terminal of the second capacitor are inputs of the device.