RU71042U1 - ADAPTIVE ARC PROTECTION DEVICE FOR HOUSING ELECTRICAL EQUIPMENT - Google Patents

ADAPTIVE ARC PROTECTION DEVICE FOR HOUSING ELECTRICAL EQUIPMENT Download PDF

Info

Publication number
RU71042U1
RU71042U1 RU2007111769/22U RU2007111769U RU71042U1 RU 71042 U1 RU71042 U1 RU 71042U1 RU 2007111769/22 U RU2007111769/22 U RU 2007111769/22U RU 2007111769 U RU2007111769 U RU 2007111769U RU 71042 U1 RU71042 U1 RU 71042U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
photosensor
organ
signal
Prior art date
Application number
RU2007111769/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Нагай
Иван Владимирович Нагай
Алексей Валерьевич Луконин
Original Assignee
ООО Научно-производственное предприятие "РЕЛДОН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО Научно-производственное предприятие "РЕЛДОН" filed Critical ООО Научно-производственное предприятие "РЕЛДОН"
Priority to RU2007111769/22U priority Critical patent/RU71042U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU71042U1 publication Critical patent/RU71042U1/en

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Устройство предназначено для защиты комплектных распределительных устройств корпусной конструкции от коротких замыканий, сопровождаемых электрической дугой. Сущность устройства - контроль уровня сигнала пропорционального световому потоку, генерируемому электрической дугой короткого замыкания измерительным органом с помощью оптико-электрического датчика (фотодатчика), соединенного с измерительной частью устройства электрической линией связи (ЭЛС). Отличительной особенностью устройства является контроль состояния фотодатчика, ЭЛС, входного преобразователя как в нормальном режиме, так и во время КЗ, а также введение защиты в действие на время достаточное для ликвидации внутреннего повреждения. Это позволяет повысить надежность и быстродействие и упростить устройство при высокой его помехозащищенности.The device is designed to protect enclosed switchgear enclosures from short circuits, accompanied by an electric arc. The essence of the device is to control the signal level proportional to the luminous flux generated by the electric arc of a short circuit by the measuring body using an optical-electric sensor (photosensor) connected to the measuring part of the device by an electric communication line (ELS). A distinctive feature of the device is the monitoring of the state of the photosensor, ELS, input converter both in normal mode and during short-circuit, as well as the introduction of protection for a time sufficient to eliminate internal damage. This allows you to increase reliability and performance and to simplify the device with its high noise immunity.

Description

Заявляемое устройство (полезная модель) относится к области электротехники и предназначено для релейной защиты электрооборудования корпусной конструкции - комплектных распределительных устройств внутренней (КРУ) и наружной (КРУН) установок от коротких замыканий (КЗ), сопровождаемых открытой электрической дугой внутри отсеков КРУ.The inventive device (utility model) relates to the field of electrical engineering and is intended for the relay protection of electrical equipment of housing design - complete switchgears of indoor (switchgear) and outdoor (KRUN) installations from short circuits (short circuit), accompanied by an open electric arc inside the switchgear compartments.

Известны устройства для защиты распределительных устройств корпусной конструкции от электрической дуги КЗ, содержащие рабочие и тормозные фотодатчики, схему сравнения, пороговый элемент (пат. ФРГ №1126011, пат. Франции №2087348, А.С. СССР №851544, №1415320, №1111224, №997175, №1545287, №1453518, Патент РФ 2162271).Known devices for protecting switchgear enclosures from an electric arc KZ, containing working and brake photosensors, a comparison circuit, a threshold element (US Pat. Germany No. 1126011, French Patent No. 2087348, AS USSR No. 851544, No. 1415320, No. 1111224 , No. 997175, No. 1545287, No. 1453518, RF Patent 2162271).

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является устройство для защиты КРУ от дуговых коротких замыканий по Патенту РФ 2162271, содержащее рабочий и тормозной фотодатчики, первый и второй контрольные кабели, первый и второй источники напряжения, частотно-зависимый элемент, первый пороговый элемент, интегратор, второй пороговый элемент.The closest in technical essence (prototype) is a device for protecting switchgear from arc short circuits according to RF Patent 2162271, containing working and brake photosensors, first and second control cables, first and second voltage sources, frequency-dependent element, first threshold element, integrator , second threshold element.

В данном устройстве обеспечивается контроль освещенности рабочего и тормозного фотодатчиков. Срабатывание устройства достигается только при превышении рабочим сигналом тормозного сигнала. Наличие в устройстве частотно-зависимого элемента, образующего совместно с рабочим фотодатчиком, контрольным кабелем частотный фильтр, коэффициент передачи которого определяется состоянием рабочего фотодатчика, позволяет эффективно отстроиться от электромагнитных помех, наводимых в контрольном кабеле и получить при этом достаточно высокое быстродействие.This device provides control of the illumination of the working and brake photosensors. The operation of the device is achieved only when the working signal exceeds the brake signal. The presence in the device of a frequency-dependent element, which forms, together with the working photosensor, control cable, a frequency filter, the transmission coefficient of which is determined by the state of the working photosensor, allows you to effectively tune out the electromagnetic interference induced in the control cable and get a fairly high speed.

Однако, несмотря на положительные качества, отмеченные выше, данному техническому решению присущи следующие недостатки: отсутствие контроля состояния фотодатчика, контрольных кабелей и измерительной части, что безусловно снижает надежность защиты, а наличие тормозного канала, However, despite the positive qualities noted above, this technical solution has the following disadvantages: the lack of monitoring of the state of the photosensor, control cables and measuring part, which certainly reduces the reliability of protection, and the presence of a brake channel

предназначенного для повышения отстройки от световых и электромагнитных помех, усложняет как само устройство защиты, так и его монтаж и наладку на подстанции (наличие дополнительного контрольного кабеля, прокладываемого в защищаемых высоковольтных отсеках КРУ для подключения тормозного датчика).designed to increase the detuning from light and electromagnetic interference, complicates both the protection device itself and its installation and commissioning at the substation (the presence of an additional control cable laid in the protected high-voltage switchgear compartments for connecting the brake sensor).

Цель полезной модели - повышение надежности, быстродействия и упрощение.The purpose of the utility model is to increase reliability, speed and simplification.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве адаптивной дуговой защиты электрооборудования корпусной конструкции, содержащее фотодатчик, первый вывод которого соединен последовательно первым проводом двухпроводного контрольного кабеля с первым выводом источника переменного напряжения, первый и второй пороговые элементы, первый выходной орган, второй вывод фотодатчика соединен вторым проводом двухпроводного контрольного кабеля с первым входом входного преобразователя, второй вход которого соединен со вторым выводом баластного блока, а его первый вывод соединен со вторым выводом источника напряжения, выход входного преобразователя соединен со входом блока селекции сигналов, первый выход которого соединен со входом первого порогового элемента, а второй его выход соединен со входом второго порогового элемента, выход которого соединен со входом второго элемента задержки на возврат, а выход последнего соединен со вторым входом логического элемента И и входом второго выходного органа, выход первого порогового органа соединен со входом первого элемента задержки на возврат, выход которого соединен с первым входом логического элемента И, а его выход соединен со входом первого выходного органа, выход пускового органа подключен ко входу элемента ограничения длительности, а выход последнего подключен к третьему входу логического элемента И.This goal is achieved by the fact that in the device of adaptive arc protection of electrical equipment of a housing design containing a photosensor, the first output of which is connected in series by the first wire of the two-wire control cable to the first output of the AC voltage source, the first and second threshold elements, the first output organ, the second output of the photosensor are connected by the second a wire of a two-wire control cable with the first input of the input converter, the second input of which is connected to the second terminal of the ballast unit, and its first output is connected to the second output of the voltage source, the output of the input converter is connected to the input of the signal selection unit, the first output of which is connected to the input of the first threshold element, and its second output is connected to the input of the second threshold element, the output of which is connected to the input of the second the delay element to return, and the output of the latter is connected to the second input of the logical element And and the input of the second output organ, the output of the first threshold organ is connected to the input of the first delay element and return, whose output is connected to the first input of the AND gate and its output connected to the input of the first output organ, organ trigger output connected to an input element limits the duration and the yield of the latter is connected to the third input of NAND gate I.

Сущность устройства поясняется чертежами на фиг.1 и фиг.2. На фиг.1 приведена схема устройства, которое состоит из фотодатчика (фотодиода) (ФД) 1, двухпроводного контрольного кабеля (КК) 2, состоящего из первого и второго провода, источника напряжения (ИН) 3, баластного блока (ББ) 4, входного преобразователя (ВП) 5, блока селекции сигналов (БСС) 6, первого и второго пороговых элементов (ПЭ1 и ПЭ2) 7 и 8 соответственно, первого и второго The essence of the device is illustrated by drawings in figure 1 and figure 2. Figure 1 shows a diagram of a device that consists of a photosensor (photodiode) (PD) 1, two-wire control cable (KK) 2, consisting of the first and second wires, voltage source (IN) 3, ballast unit (BB) 4, input converter (VP) 5, signal selection block (BSS) 6, first and second threshold elements (PE1 and PE2) 7 and 8, respectively, of the first and second

элементов задержки на возврат (ЭЗВ1 и ЭЗВ2) 9 и 10, логического элемента И 11, первого и второго выходных органов (ВО1 и ВО2) 12 и 13, пускового органа (ПО) 14, элемента ограничения длительности (ЭОД) 15.return delay elements (EZV1 and EZV2) 9 and 10, logical element 11, first and second output organs (VO1 and VO2) 12 and 13, launching element (ON) 14, duration limitation element (EDI) 15.

На фиг.2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства в нормальном режиме (фиг.2, а) и в аварийном режиме при коротком замыкании, сопровождающемся появлением электрической дуги в зоне установки фотодатчика (фиг.2, б).Figure 2 shows the timing diagrams explaining the operation of the device in normal mode (figure 2, a) and in emergency mode with a short circuit, accompanied by the appearance of an electric arc in the installation area of the photosensor (figure 2, b).

Фотодатчик 1 устанавливается в высоковольтных отсеках ячеек КРУ. Контрольный кабель 2 обеспечивает функции электрической линии связи и должен быть свит с шагом 2-3 см, а также может быть помещен в экран, что существенным образом уменьшает влияние электромагнитных помех, возникающих в результате протекания токов от нескольких сот ампер до десятков кА в цепях переменного тока при КЗ, а также в цепях оперативного постоянного тока, например, при коммутациях выключателей или замыканиях полюса аккумуляторной батареи на землю.The photosensor 1 is installed in the high-voltage compartments of the switchgear cells. The control cable 2 provides the functions of an electric communication line and must be twisted with a step of 2-3 cm, and can also be placed on the screen, which significantly reduces the influence of electromagnetic interference arising from the flow of currents from several hundred amperes to tens of kA in alternating circuits current during short-circuit, as well as in operational direct current circuits, for example, when switching switches or shorting the battery pole to ground.

Из-за того, что указанные мероприятия не позволяет полностью исключить влияние электромагнитных помех на работу устройства, в нем предусмотрен фильтрующий элемент, состоящий из фотодатчика 1, контрольного кабеля 2, баластного блока 4 и входного преобразователя 5. Примером реализации фильтрующего элемента может служить схема включения операционного усилителя с многопетлевой обратной связью (Темкина Р.В. Измерительные органы релейной защиты на интегральных микросхемах. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 240 с., см. С.88, рис.4, 9). При этом фотодатчик 1, контрольный кабель 2, баластный блок 4 выполняют функции элемента Y1 на рис.4.9, указанного источника. Баластный блок 4 может быть выполнен в виде линейного или нелинейного резистора, а также совокупности линейных резисторов соединенных параллельно, в цепи одного из которых включен, например, выпрямительный диод. Это позволяет раздельно регулировать коэффициент передачи сигнала по положительной и отрицательной полярности. Источник напряжения 3 может быть реализован как источник синусоидального напряжения или как источник переменного напряжения заданной частоты и формы сигнала.Due to the fact that these measures do not completely eliminate the influence of electromagnetic interference on the operation of the device, it provides a filter element consisting of a photosensor 1, a control cable 2, a ballast unit 4 and an input converter 5. An example of the implementation of a filter element is the switching circuit operational amplifier with multi-loop feedback (Temkina R.V. Measuring bodies of relay protection on integrated circuits. - M.: Energoatomizdat, 1985. - 240 p., see S.88, Fig. 4, 9). In this case, the photosensor 1, control cable 2, ballast unit 4 perform the functions of element Y1 in Fig. 4.9, the specified source. The ballast block 4 can be made in the form of a linear or non-linear resistor, as well as a combination of linear resistors connected in parallel, for example, a rectifier diode is connected in the circuit of one of which. This allows you to separately adjust the transmission coefficient of the signal by positive and negative polarity. Voltage source 3 can be implemented as a sinusoidal voltage source or as an alternating voltage source of a given frequency and waveform.

Коэффициент передачи напряжения входного преобразователя 5, к которому последовательно подключены: фотодатчик (фотодиод) 1, контрольный кабель 2, баластный блок 4, зависит как от состояния фото датчика, так и выполнения баластного блока 4, т.к. его сопротивления при протекании тока в положительном и отрицательном направлениях могут быть различными. При неосвещенном фотодатчике коэффициент передачи положительной полуволны напряжений минимален, а при освещенном фотодатчике максимален. Коэффициент передачи положительной полуволны напряжения определяется освещенностью фотодатчика и тем самым регулируется чувствительность устройства защиты. Коэффициент передачи по отрицательной полуволне напряжения в основном определяется значением сопротивления баластного блока 4. Различные сопротивления баластного блока 4 в разных направлениях позволяют регулировать коэффициент передачи входного преобразователя 5.The voltage transfer coefficient of the input transducer 5, to which are connected in series: a photosensor (photodiode) 1, a control cable 2, a ballast unit 4, depends on the state of the photo sensor and on the performance of the ballast unit 4, because its resistance when current flows in the positive and negative directions can be different. With an unlit photosensor, the transmission coefficient of the positive half-wave voltage is minimal, and with an illuminated photosensor it is maximum. The transmission coefficient of the positive half-wave voltage is determined by the illumination of the photosensor and thereby regulates the sensitivity of the protection device. The transmission coefficient of the negative half-wave voltage is mainly determined by the resistance value of the ballast block 4. Various resistance of the ballast block 4 in different directions allow you to adjust the gear ratio of the input Converter 5.

Блок селекции сигналов 6 предназначен для выделения признаков сигналов, характеризующих нормальный и аварийный режимы электроустановки и устройства. Блок селекции сигналов 6 может представлять, например однополупериодные выпрямители, выделяющие положительные и отрицательные полуволны напряжения с выхода входного преобразователя 5 (см. например, Устройства дистанционной и токовой защит типов ШДЭ 2801, ШДЭ2802 / А.Н.Бирг, Г.С.Нудельман, Э.К.Федоров и др. - М.: Энергоатомиздат, 1988, - 144 с., С.41-45, рис.21 и 22, пусковой орган блокировки дистанционной защиты при качаниях). Блок селекции 6 имеет два выхода, к которым подключены соответственно пороговые элементы 7 и 8, контролирующие сигналы в аварийном режиме электроустановки, т.е. при КЗ через электрическую дугу и в нормальном и аварийном режиме. БСС 6 может также быть реализован в виде частотных фильтров, например, полосового фильтра или фильтра высших частот, выделяющего сигнал, контролируемый пороговым элементом 7 и фильтра низких частот, выделяющего сигнал, контролируемый пороговым элементом 8. Блок селекции сигналов 6 также может быть реализован в виде интегратора, на первом выходе которого формируются положительный сигнал, на втором - отрицательный сигнал.Block selection of signals 6 is intended to highlight the signs of signals characterizing the normal and emergency modes of electrical installations and devices. Signal selection block 6 can represent, for example, half-wave rectifiers emitting positive and negative half-waves of voltage from the output of input converter 5 (see, for example, Distance and current protection devices of the ШДЭ 2801, ШДЭ2802 / А.N. Birg, G.S. Nudelman types, E.K. Fedorov et al. - M.: Energoatomizdat, 1988, 144 p., Pp. 41-45, Figs. 21 and 22, the trigger of blocking distance protection when swinging). Selection block 6 has two outputs to which threshold elements 7 and 8 are connected, respectively, which control signals in emergency mode of the electrical installation, i.e. with short circuit through an electric arc and in normal and emergency mode. BSS 6 can also be implemented as frequency filters, for example, a band-pass filter or a high-pass filter that selects a signal controlled by a threshold element 7 and a low-pass filter that selects a signal controlled by a threshold element 8. Signal selection block 6 can also be implemented as integrator, at the first output of which a positive signal is formed, at the second - a negative signal.

Первый пороговый элемент 7 обеспечивает контроль сигнала пропорционального освещенности внутри контролируемых отсеков КРУ, обусловленной появлением столба электрической дуги. Второй пороговый элемент 8 обеспечивает контроль сигнала, обусловленного протеканием тока через фотодиод 1 в прямом направлении. Наличие этого тока характеризует целостность входной цепи устройства защиты (фотодатчика 1, контрольного кабеля 2, баластного блока 4, исправность источника напряжения 3 и входного преобразователя 5).The first threshold element 7 provides control of the proportional illumination signal inside the controlled switchgear compartments, due to the appearance of an electric arc column. The second threshold element 8 provides control of the signal due to the flow of current through the photodiode 1 in the forward direction. The presence of this current characterizes the integrity of the input circuit of the protection device (photosensor 1, control cable 2, ballast unit 4, serviceability of voltage source 3 and input converter 5).

Элементы задержки на возврат 9 и 10 обеспечивают устойчивую работу устройства защиты при импульсном характере выходных сигналов пороговых элементов 7 и 8, путем продления их существования на время 10...30 мс.The delay elements for the return of 9 and 10 ensure the stable operation of the protection device with the pulsed nature of the output signals of the threshold elements 7 and 8, by extending their existence for a period of 10 ... 30 ms.

Логический элемент И 11 формирует входной сигнал для выходного органа 12 только в случае срабатывания первого порогового элемента 7 и исправности входной цепи (при срабатывании второго порогового элемента 8). Срабатывание второго выходного органа 13 при длительном отсутствии выходного сигнала элемента задержки на возврат 10 свидетельствует о неисправности входной цепи устройства защиты. Первый выходной орган имеет ограниченную длительность формирования выходного сигнала, что исключает неправильные действия в случае неисправности элементов измерительной части предлагаемого устройства защиты. Максимальное время формирования выходного сигнала выходным органом 12 обусловлено предельным временем ликвидации внутренних коротких замыканий в КРУ. При этом в устройстве имеется канал контроля другого признака короткого замыкания, например, уровней тока или напряжения (см. например, Нагай В.И. Классификация способов и анализ информационных признаков для выявления дуговых коротких замыканий в электроустановках корпусной конструкции. - Изв. вузов Сев. - Кавк. регион. Технические науки. 2001, №2. С.50-54 или Нагай В.И. Релейная защита ответвительных подстанций электрических сетей. - Энергоатомиздат, 2002. - 312 с.), состоящего из последовательно включенных пускового органа (ПО) 14 и элемента ограничения длительности сигнала (ЭОД) 15. Выход ЭОД 15 подключен к третьему входу логической схемы И 11. Время существования выходного сигнала ЭОД 15 не превышает длительности The logical element And 11 generates an input signal for the output organ 12 only if the first threshold element 7 is triggered and the input circuit is operational (when the second threshold element 8 is triggered). The operation of the second output organ 13 with a long absence of the output signal of the delay element to return 10 indicates a malfunction of the input circuit of the protection device. The first output organ has a limited duration of the formation of the output signal, which eliminates the wrong actions in the event of a malfunction of the measuring elements of the proposed protection device. The maximum time of formation of the output signal by the output organ 12 is due to the limit time for eliminating internal short circuits in the switchgear. At the same time, the device has a control channel for another symptom of a short circuit, for example, current or voltage levels (see, for example, V. Nagay. Classification of methods and analysis of information signs for detecting arc short circuits in electrical installations of a cabinet structure. - Izv. Universities Sev. - Caucasus region. Technical sciences. 2001, No. 2. P.50-54 or Nagai V.I. Relay protection of branch substations of electric networks. - Energoatomizdat, 2002. - 312 p.), Consisting of a sequentially connected starting element (ON ) 14 and the constraint element I the duration of the signal (EDI) 15. The output of EDI 15 is connected to the third input of the logic circuit And 11. The lifetime of the output signal of EDI 15 does not exceed the duration

отключения внешнего КЗ и времени ступени селективности, что позволяет надежно отключать внешние короткие замыкания, переходящие во внутренние КЗ при неуспешном отключении высоковольтного выключателя. При этом также удается исключить излишние отключения при внешних КЗ и наличии мощной электромагнитной помехи. Наличие трех каналов, контролирующих уровень светового потока (освещенности), тока (напряжения) и исправность цепей фотодатчика позволяет обеспечить надежную работу устройства в любых режимах. Длительное существование одного из признаков и отсутствие при этом другого воспринимается защитой как неисправность (см. например. Устройства дистанционной и токовой защит типов ШДЭ 2801, ШДЭ2802 / А.Н.Бирг, Г.С.Нудельман, Э.К.Федоров и др. - М.: Энергоатомиздат, 1988, - 144 с.).tripping of an external short circuit and time of a selectivity stage, which allows reliable disconnection of external short circuits passing into internal short circuits when the high-voltage circuit breaker is unsuccessfully disconnected. At the same time, it is possible to exclude unnecessary trips with external short-circuit and the presence of powerful electromagnetic interference. The presence of three channels that control the level of light flux (illumination), current (voltage) and the health of the photosensor circuits makes it possible to ensure reliable operation of the device in any modes. The prolonged existence of one of the signs and the absence of the other is perceived by the defense as a malfunction (see, for example, distance and current protection devices of the ШДЭ 2801, ШДЭ2802 / A.N.Birg, G.S. Nudelman, E.K. Fedorov, etc. - M .: Energoatomizdat, 1988, - 144 p.).

В нормальном режиме устройство находится в следующем состоянии: фотодатчик 1 неосвещен, ток через него протекает практически только при отрицательной полярности напряжения источника 3. Входной преобразователь 5 преобразует напряжение, например, путем масштабирования, фильтрации и т.д. Выходное напряжение входного преобразователя 5 поступает на вход блока селекции сигналов 6, которое подвергается вторичной обработке, например, разделяется по полуволнам с помощью однополупериодных выпрямителей (положительные и отрицательные полуволны) или выделяются различные гармонические составляющие. В последнем случае основная гармоническая составляющая и высшие гармонические составляющие выделяются на первом выходе БСС 6, постоянная составляющая выделяется на его втором выходе. Уровень сигнала на первом выходе БСС 6 незначителен из-за малого коэффициента передачи положительных полуволн напряжения входным преобразователем 5 (сопротивление фотодиода в обратном направлении для положительного напряжения источника 3 велико) и поэтому недостаточен для срабатывания первого порогового элемента 7, на выходе которого имеется сигнал логический нуль. Уровень сигнала на втором выходе наоборот велик, т.к. фотодиод 1 для отрицательной полярности напряжения источника 3 включен в прямом направлении, что приводит к срабатыванию второго порогового элемента ПЭ2 8 и к появлению на его выходе логического сигнала единица. Это вызывает In normal mode, the device is in the following state: the photosensor 1 is unlit, the current flows through it only when the voltage of the source 3 is negative. The input converter 5 converts the voltage, for example, by scaling, filtering, etc. The output voltage of the input Converter 5 is supplied to the input of the signal selection block 6, which is subjected to secondary processing, for example, is divided into half-waves using half-wave rectifiers (positive and negative half-waves) or various harmonic components are distinguished. In the latter case, the main harmonic component and the highest harmonic components are allocated at the first output of the FSN 6, the constant component is allocated at its second output. The signal level at the first output of the BSS 6 is insignificant due to the small transmission coefficient of positive half-waves of voltage by the input converter 5 (the resistance of the photodiode in the reverse direction for the positive voltage of source 3 is high) and therefore insufficient for the first threshold element 7 to operate, the output of which has a logic zero signal . The signal level at the second output, on the contrary, is large, because the photodiode 1 for the negative polarity of the voltage of the source 3 is turned on in the forward direction, which leads to the actuation of the second threshold element PE2 8 and to the appearance of one logic signal at its output. It causes

формирование на выходе элемента задержки на возврат 10 логического сигнала единица, длительность которого продлевается на 10...30 мс. С приходом следующего импульса действие ЭЗВ2 10 продлевается снова на упомянутое время. Сработанное состояние элемента задержки на возврат 10 не позволяет сформировать выходной сигнал выходному органу 13, на выходе которого имеется логический сигнал нуль. Элемент задержки на возврат 9, пусковой орган 14, элемент, ограничения длительности 15, логический элемент И 11 и первый выходной орган 12 находится в несработанном состоянии и на их выходах сформирован сигнал логический нуль.formation at the output of the delay element for the return of 10 logical signal unit, the duration of which is extended by 10 ... 30 ms. With the arrival of the next impulse, the action of EZV2 10 is extended again by the mentioned time. The triggered state of the return delay element 10 does not allow generating an output signal to the output organ 13, at the output of which there is a logical signal zero. The return delay element 9, the starting element 14, the element, duration limits 15, the logical element And 11, and the first output organ 12 are in an unused state and a logic zero signal is generated at their outputs.

Описанное состояние устройства иллюстрируется рисунком на фиг.2, а, выходные напряжения на котором обозначены номерами соответствующих элементов. На данном рисунке состояния элементов соответствуют включению источника 3, т.е. нулевым начальным условиям (элементы задержки на возврат находились в нулевом состоянии). В стационарном состоянии на выходе элемента задержки на возврат 10 имеется сигнал высокого уровня, т.е. логическая единица. Сигналы остальных элементов соответствуют диаграммам на фиг.2, а.The described state of the device is illustrated by the figure in figure 2, a, the output voltage on which are indicated by the numbers of the corresponding elements. In this figure, the states of the elements correspond to the inclusion of source 3, i.e. zero initial conditions (return delay elements were in the zero state). In a stationary state, at the output of the return delay element 10, there is a high level signal, i.e. logical unit. The signals of the remaining elements correspond to the diagrams in figure 2, a.

При внутреннем коротком замыкании, сопровождаемом электрической дугой, многократно увеличивается освещенность в ячейке КРУ и световой поток, падающий на фотодатчик 1 (фиг.2, б). В результате этого повышается проводимость фотодатчика 1 и уровень сигнала положительных полуволн на выходе входного преобразователя 5 и БСС 6 (первый выход) возрастает и становится достаточным для преодоления уровня срабатывания , первого порогового элемента 7. На выходе порогового элемента 7 и элемента задержки на возврат 9 формируется сигнал логическая единица, которая поступает на первый вход логической схемы И 11. На втором входе И 11, при наличии отрицательных полуволн на втором выходе БСС 6, сработавшем втором пороговом элементе 8 и втором ЭЗВ2 10, что свидетельствует об исправности фотодатчика 1, двухпроводного контрольного кабеля 2, баластного блока 4 и входного преобразователя 5, также формируется логическая единица. На выходах порогового органа 14 и элемента ограничения длительности сигнала 15 формируется сигнал логическая единица, что With an internal short circuit, accompanied by an electric arc, the illumination in the switchgear cell and the light flux incident on the photosensor 1 are many times increased (Fig. 2, b). As a result of this, the conductivity of the photosensor 1 increases and the signal level of the positive half-waves at the output of the input transducer 5 and BSS 6 (the first output) increases and becomes sufficient to overcome the response level , of the first threshold element 7. At the output of the threshold element 7 and the delay element for return 9, a signal is generated by a logic unit, which is fed to the first input of the logic circuit And 11. At the second input And 11, in the presence of negative half-waves at the second output of the BSS 6, the second the threshold element 8 and the second EZV2 10, which indicates the health of the photosensor 1, two-wire control cable 2, ballast unit 4 and the input Converter 5, a logical unit is also formed. At the outputs of the threshold organ 14 and the element for limiting the duration of the signal 15, a logical unit signal is formed, which

обеспечивает появление разрешающего сигнала на третьем входе логического элемента И 11, а на его выходе также появляется сигнал логическая единица. Это обеспечивает срабатывание выходного органа 12, воздействующего на отключение КРУ и ликвидации аварии. На выходе второго выходного органа, также как и при отсутствии КЗ, сформирован выходной сигнал логический нуль.provides the appearance of the enable signal at the third input of the logical element And 11, and at its output also appears the signal logical unit. This ensures the response of the output organ 12, affecting the shutdown of the switchgear and the elimination of the accident. At the output of the second output organ, as well as in the absence of a short circuit, an output signal of logical zero is generated.

При наличии кратковременных помех, возникающих в цепях датчиков, контрольном кабеле устройство не срабатывает, что обусловлено наличием комплекса фильтрующих элементов во входном преобразователе 5, блоке селекции сигнала 6, также отсутствие срабатывания пускового органа 14. Соответствующий выбор напряжения срабатывания первого порогового элемента 7 и постоянных времени выходного органа 12 позволяют обеспечить срабатывание устройства только при определенной длительности сигнала положительной полярности на выходе БСС 6, что обеспечивает помехоустойчивость устройства и надежность работы даже при наличии мощных электромагнитных помех в условиях внешнего КЗ, когда возможно срабатывание пускового органа 14.In the presence of short-term interference arising in the sensor circuits, the control cable does not work, due to the presence of a complex of filter elements in the input converter 5, the signal selection block 6, and also the absence of the trigger actuation 14. The corresponding choice of the trigger voltage of the first threshold element 7 and time constants output organ 12 can ensure that the device is triggered only at a certain duration of the signal of positive polarity at the output of the FSU 6, which ensures t the noise immunity of the device and the reliability of operation even in the presence of powerful electromagnetic interference in conditions of external short-circuit, when it is possible to trigger the launching organ 14.

При обрыве контрольного кабеля или одного из элементов входной цепи на втором выходе блока селекции сигналов 6 отсутствуют сигналы достаточные для срабатывания второго порогового элемента 8, что вызывает его возврат в исходное состояние и как следствие второго элемента задержки на возврат 10 и следовательно срабатывание второго выходного органа 13, свидетельствующего таким образом о неисправности указанных элементов. Срабатывание второго выходного органа 13 происходит при отсутствии сигнала на выходе второго элемента задержки на возврат 10.When the control cable or one of the elements of the input circuit is broken off at the second output of the signal selection block 6, there are no signals sufficient to trigger the second threshold element 8, which causes it to return to its original state and, as a result, the second delay element to return 10 and, therefore, the second output organ 13 , thus indicating the malfunction of these elements. The operation of the second output organ 13 occurs in the absence of a signal at the output of the second delay element to return 10.

Быстродействие устройства защиты определяется следующими факторами: скоростью нарастания уровня светового потока в защищаемом отсеке, частотой сигнала источника напряжения 3, задержками времени, вносимыми входным преобразователем 5 и блоком селекции сигнала 6 из-за наличия в них инерционных элементов. Существенное снижение времени срабатывания устройства может быть достигнуто путем увеличения частоты напряжения источника напряжения 3 при этом снижается инерционность частотных фильтров во входном преобразователе 5 и блоке селекции сигнала 6.The speed of the protection device is determined by the following factors: the rate of increase in the level of the light flux in the protected compartment, the frequency of the signal from the voltage source 3, the time delays introduced by the input converter 5 and the signal selection block 6 due to the presence of inertial elements in them. A significant reduction in the response time of the device can be achieved by increasing the frequency of the voltage of the voltage source 3, while the inertia of the frequency filters in the input converter 5 and the signal selection block 6 is reduced.

Упрощение устройства и повышение его надежности достигается как применением однотипных элементов (ПЭ1 и ПЭ2, ЭЗВ1 и ЭЗВ2, ВО1 и ВО2), так и введением в его состав устройства контроля фотодатчика, соединительных проводов, источника переменного напряжения, баластного блока, входного преобразователя, пускового органа и элемента ограничения длительности сигнала. Наличие перечисленных элементов во взаимосвязи между собой позволяет своевременно выявить неисправность устройства, уменьшить число его проверок и увеличить межпроверочный интервал. Адаптация устройства к условиям эксплуатации заключается в изменении коэффициентов передачи входного преобразователя в зависимости от состояния фотодатчика, в формировании выходных сигналов при исправном состоянии входных цепей и блокирование устройства при их неисправности.Simplification of the device and increasing its reliability is achieved both by the use of the same type of elements (PE1 and PE2, EZV1 and EZV2, VO1 and VO2), and by introducing into it a device for monitoring the photosensor, connecting wires, AC voltage source, ballast block, input converter, starting organ and an element for limiting the duration of the signal. The presence of these elements in the relationship with each other allows you to timely identify the malfunction of the device, reduce the number of checks and increase the inter-check interval. Adaptation of the device to operating conditions consists in changing the transfer coefficients of the input converter depending on the state of the photosensor, in generating output signals when the input circuits are in good condition and blocking the device when they malfunction.

В настоящее время устройство по предлагаемой схеме внедрено в эксплуатацию и проведены натурные испытания, подтвердившие его работоспособность и положительные качества.Currently, the device according to the proposed scheme has been put into operation and field tests have been carried out, confirming its performance and positive qualities.

Claims (1)

Устройство адаптивной дуговой защиты электрооборудования корпусной конструкции, содержащее фотодатчик, первый вывод которого соединен последовательно первым проводом двухпроводного контрольного кабеля с первым выводом источника переменного напряжения, первый и второй пороговые элементы, первый выходной орган, отличающееся тем, что второй вывод фотодатчика соединен вторым проводом двухпроводного контрольного кабеля с первым входом входного преобразователя, второй вход которого соединен со вторым выводом баластного блока, а его первый вывод соединен со вторым выводом источника напряжения, выход входного преобразователя соединен со входом блока селекции сигналов, первый выход которого соединен со входом первого порогового элемента, а второй его выход соединен со входом второго порогового элемента, выход которого соединен со входом второго элемента задержки на возврат, а выход последнего соединен со вторым входом логического элемента И и входом второго выходного органа, выход первого порогового органа соединен со входом первого элемента задержки на возврат, выход которого соединен с первым входом логического элемента И, а его выход соединен со входом первого выходного органа, выход пускового органа подключен ко входу элемента ограничения длительности, а выход последнего подключен к третьему входу логического элемента И.
Figure 00000001
Adaptive arc protection device of electrical equipment of a housing design containing a photosensor, the first output of which is connected in series by the first wire of the two-wire control cable to the first output of the AC voltage source, the first and second threshold elements, the first output organ, characterized in that the second output of the photosensor is connected by the second wire of the two-wire control cable with the first input of the input Converter, the second input of which is connected to the second output of the ballast block, and its ne the output terminal is connected to the second terminal of the voltage source, the output of the input converter is connected to the input of the signal selection block, the first output of which is connected to the input of the first threshold element, and its second output is connected to the input of the second threshold element, the output of which is connected to the input of the second return delay element and the output of the latter is connected to the second input of the AND gate and the input of the second output organ, the output of the first threshold organ is connected to the input of the first return delay element, exit which is connected to the first input of the AND gate and its output connected to the input of the first output organ, organ trigger output connected to an input element duration limitations, and the output of the latter is connected to the third input of NAND gate I.
Figure 00000001
RU2007111769/22U 2007-04-02 2007-04-02 ADAPTIVE ARC PROTECTION DEVICE FOR HOUSING ELECTRICAL EQUIPMENT RU71042U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007111769/22U RU71042U1 (en) 2007-04-02 2007-04-02 ADAPTIVE ARC PROTECTION DEVICE FOR HOUSING ELECTRICAL EQUIPMENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007111769/22U RU71042U1 (en) 2007-04-02 2007-04-02 ADAPTIVE ARC PROTECTION DEVICE FOR HOUSING ELECTRICAL EQUIPMENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU71042U1 true RU71042U1 (en) 2008-02-20

Family

ID=39267705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007111769/22U RU71042U1 (en) 2007-04-02 2007-04-02 ADAPTIVE ARC PROTECTION DEVICE FOR HOUSING ELECTRICAL EQUIPMENT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU71042U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550138C2 (en) * 2011-02-01 2015-05-10 Сименс Акциенгезелльшафт Failure correction method in high-voltage direct current line, installation for current transmission through high-voltage direct current line and alternating current converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550138C2 (en) * 2011-02-01 2015-05-10 Сименс Акциенгезелльшафт Failure correction method in high-voltage direct current line, installation for current transmission through high-voltage direct current line and alternating current converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5546266A (en) Circuit interrupter with cause for trip indication
ES2762430T3 (en) Electrical switching apparatus including a trip coil open circuit test circuit and a system including the same
CN109417285B (en) Direct current electric loop protection device and arc detection method
US20080180866A1 (en) Combined arc fault circuit interrupter and leakage current detector interrupter
KR101663195B1 (en) Device for the safe switching of a photovoltaic system
CN103348487A (en) Protective device for a photovoltaic system
CN102067399A (en) Electric installation structure
RU194840U1 (en) Microprocessor-based relay protection device against arc faults
MX9700682A (en) Miswiring indicator in ground fault protection devices.
RU71042U1 (en) ADAPTIVE ARC PROTECTION DEVICE FOR HOUSING ELECTRICAL EQUIPMENT
EP1906371A2 (en) Control of alarm devices
RU172284U1 (en) Arc Sensor
CN102420414A (en) High-sensitivity leakage current detection circuit breaker
CN201797291U (en) Electrical wiring device
IT201800009387A1 (en) PROTECTION DEVICE OF A DIRECT CURRENT ELECTRICAL SYSTEM
US9899824B2 (en) Residual current protection device and electrical protection configuration for external actuation of an electromagnetic release
RU177139U1 (en) Arc Sensor
JP7032445B2 (en) A device for detecting current on or near a conductor
JP2021184680A (en) Wiring failure detection system, wiring failure detection method, and program
RU2162271C2 (en) Metalclad switchgear arc protection device
EP4379400A1 (en) Plug-type electric discharge detection unit and electric discharge detection system
RU2251187C2 (en) Device for protecting electrical installation against abnormal operation
CN210119513U (en) Intelligent leakage protection circuit breaker of electric energy metering box
SU1013995A1 (en) Fire alarm device
RU220793U1 (en) SPECTRAL ARC PROTECTION DEVICE

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090403