SU1344641A2

SU1344641A2 - Shorting current protection arrangement for d.c.traction network

Info

Publication number: SU1344641A2
Application number: SU864062923A
Authority: SU
Inventors: Борис Иванович Косарев; Юрий Евгеньевич Гусев; Сергей Иванович Чернов
Original assignee: Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта
Priority date: 1986-04-29
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1987-10-15

Abstract

Изобретение относитс к электрифицированному транспорту, а именно к устройствам дл защиты т говой сети посто нного тока от токов короткого за.мыкани , и вл етс усовершенствованием усройства по основному авт. св. № 1284859. Целью изобретени вл етс повышение надежности устройства от токов короткого замыкани . Устройство состоит из датчика напр женности электрического пол , установленного в «мертвых зонах, выход которого через пороговые элементы и блок обнаружени йысокочастотной составл юш.ей напр женности магнитного пол соединен с входом блока управлени коммутационным аппаратом, который св зывает дополнительный провод и заземлитель, в частности на естественный заземлитель - рельсовый путь. За счет емкостной и взаимно индуктивной св зи дополнительного провода с контактной сетью и в результате коммутации этого провода на заземлитель измен ютс параметры т говой сети. Это приводит к возникновению в спектре тока контактной сети гармоничной составл ющей, котора улавливаетс датчиком тока. Выход датчика тока соединен через полосовой фильтр с блоком отключени . При возникновении гор щей дуги реагирует датчик магнитного пол , который вызывает срабатывание порогового элемента, а поскольку при этом напр женность снижаетс незначительно, то срабатывает и пороговый элемент, что приводит к срабатыванию блока управлени коммутационным аппаратом. 1 ил. с сл оо 4 4 Gi 4 ISJThe invention relates to electrified transport, in particular, to devices for protecting a direct current network from short-circuiting currents, and is an improvement of the device according to the basic author. St. No. 1284859. The purpose of the invention is to improve the reliability of the device from short-circuit currents. The device consists of an electric field voltage sensor installed in dead zones, the output of which is connected to the input of the switching device control unit through the threshold elements and the high-frequency detection unit of the magnetic field, which connects the additional wire and the ground wire, in particular on a natural grounding - rail track. Due to the capacitive and mutually inductive connection of the additional wire with the contact network, and as a result of switching this wire to the earthing switch, the parameters of the traction network are changed. This leads to the emergence of a harmonic component in the current spectrum of the contact network, which is detected by the current sensor. The output of the current sensor is connected via a band-pass filter to the disconnecting unit. When a burning arc occurs, the magnetic field sensor reacts, which triggers the threshold element, and since the intensity decreases slightly, the threshold element is also triggered, which triggers the switching device control unit. 1 il. from SL oo 4 4 Gi 4 ISJ

Description

Изобретение относитс к электрифицированному транспорту, а именно к устройствам дл защиты т говой сети посто нного тока от токов короткого замыкани , и вл етс усовершенствованием известного устройства по основному авт. св. № 1284859.The invention relates to an electrified transport, namely, devices for protecting a direct current network from short-circuit currents, and is an improvement of the known device according to the basic author. St. No. 1284859.

Цель изобретени - повышение надежности устройства дл заш.иты т говой сети посто нного тока от токов короткого замыкани .The purpose of the invention is to improve the reliability of a device for securing a direct current network from short-circuit currents.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство дл заш,иты т говой сети посто нного тока от токов короткого замыкани содержит включенный в контактную сеть 1, параллельно которой проложен дополнительный провод 2 и прот женный за- землитель 3, датчик 4 тока, выход которого через полосовой фильтр 5 подключен к блоку 6 отключени быстродействуюш,его выключател 7, коммутационный аппарат 8, блок 9 управлени коммутационным аппаратом 8, содержащий триггер 10 с системой сброса, генератор 11 тактовых импульсов и двухвходовой элемент 12 И, пороговый элемент 13, датчик 14 напр женности электрического пол , блок б отключени состоит из детектора 15, усилител 16 мощности и дополнительной катущки 17 отключени быстродействующего выключател 7, блок 18 обнаружени высокочастотной составл ющей напр женности магнитного пол , состо щий из датчика 19 магнитного пол , двух пороговых элементов 20 и 21, причем вход элемента 21 соединен с выходом датчика 19 магнитного пол , а вход элемента 20 с выходом датчика 14 напр женности электрического пол , а выходы элементов 20 и 21 соединены с двум входами элемента 22 И, выход которого соединен с одним из входов элемента 23 ИЛИ, другой вход которого через пороговый элемент 13 соединен с выходом датчика 14 напр женности электрического пол , а выход - с входом блока 9 управлени коммутационным аппаратом 8, при этом коммутационный аппарат 8 выполнен в виде оптоэлектронной пары светодиод-фототиристор, причем фототиристор включен между дополнительным проводом 2 и прот женным заземлителем 3. Рельсы 24 издели 25 представлены как лини с распределенными параметрами и выражены через емкости, индуктивности и резисторы .The device for protection and operation of the direct current network from short-circuit currents contains an additional wire 2 and an earthing earth 3 parallel to the contact network 1, and a current sensor 4, the output of which through a band-pass filter 5 is connected to block 6 shutdown speed, its switch 7, the switching device 8, the block 9 controlling the switching device 8, containing the trigger 10 with the reset system, the generator 11 clock pulses and two-input element 12 And, the threshold element 13, the sensor 14 voltage el the electrical field, the trip unit b consists of the detector 15, the power amplifier 16 and the auxiliary trip switch 17 of the high speed switch 7, the block 18 for detecting the high frequency component of the magnetic field, consisting of the magnetic field sensor 19, two threshold elements 20 and 21, and the input of the element 21 is connected to the output of the sensor 19 of the magnetic field, and the input of the element 20 with the output of the sensor 14 of the intensity of the electric field, and the outputs of the elements 20 and 21 are connected to two inputs of the element 22 And, the output of which is connected to one m from the inputs of the OR element 23, the other input of which is connected via the threshold element 13 to the output of the electric field voltage sensor 14, and the output to the input of the switching device control unit 9, the switching device 8 being in the form of an optoelectronic LED, The photothyristor is connected between the additional wire 2 and the extended earthing switch 3. The rails 24 of the product 25 are represented as lines with distributed parameters and are expressed in terms of capacitances, inductances and resistors.

Устройство работает следующим образом. При возникновении металлического короткого замыкани происходит снижение напр женности электрического пол , на что реагирует датчик 14. При достижении напр женности электрического пол определенного уровн срабатывает пороговый элемент 13. Единичный сигнал через-элемент 23 ИЛИ перебрасывает триггер 10 в единичное состо ние и через элемент 12 И начинают проходить импульсы от генератора 11 тактовых импульсов. Через элемент 12 И импульсы будут проходить до тех пор, пока триггер 10 будет находитьс в единичном состо нии . Это врем определ етс системой сброса. Через элемент 12 И импульсы с частотой (0:, котора задаетс генератором 11 тактовых импульсов, поступают на вход све- тодиода коммутационного аппарата 8, который вызывает открытие фототиристора с той же частотой.The device works as follows. When a metallic short circuit occurs, the electric field voltage decreases, the sensor 14 responds to it. When the electric field reaches a certain level, threshold element 13 is triggered. A single signal through element 23 OR switches trigger 10 into a single state and through element 12 AND pulses from a generator of 11 clock pulses begin to pass. Through the element 12 and the pulses will pass as long as the trigger 10 is in a single state. This time is determined by the reset system. Through the element 12, the pulses with a frequency (0 :, which is set by the generator 11 clock pulses) are fed to the input of the LED of the switching apparatus 8, which causes the photo thyristor to open with the same frequency.

Фототиристор включен между дополни- тельным проводом 2 и прот женным заземлителем 3. В результате открыти фоторезистора происходит коммутаци провода 2 на прот женный заземлитель 3 с частотой (0|. В случае коммутации провода 2 наThe photothyristor is connected between the additional wire 2 and the extended grounding 3. As a result of opening the photoresistor, the wire 2 is switched to the long grounding 3 with a frequency (0 |. In the case of wire 2 switching to

5 заземлитель 3 с частотой coi за счет емкостной и взаимно индуктивной св зи измен ютс параметры т говой сети. Это приводит к возникновению в спектре тока контактной сети 1 гармонической составл ющей частоты СО, котора управл етс датчиком 45, the earthing switch 3 with the frequency coi, due to capacitive and mutually inductive coupling, the parameters of the traction network are changed. This leads to the appearance in the current spectrum of the contact network 1 a harmonic component of the frequency CO, which is controlled by sensor 4

0 тока. С датчика 4 тока сигнал поступает на фильтр 5. Так как фильтр 5 настроен на частоту шь то сигнал проходит через него и поступает на вход блока 6 отключени , в результате чего происходит отключение0 current. From current sensor 4, the signal is fed to filter 5. Since filter 5 is tuned to the frequency of the wire, the signal passes through it and is fed to the input of block 6, resulting in a shutdown

поврежденного участка. При возникновении гор щей дуги, на что реагирует датчик 19 магнитного пол , срабатывает пороговый элемент 21, а так как напр женность электрического пол снижаетс незначительно, то срабатывает пороговый элемент 20, в резульQ тате чего на двух входах элемента 22 И по вл етс сигнал уровн логической единицы , который,проход через элемент 23 ИЛИ, вызывает перебрасывание триггера 10 в единичное состо ние. Дальнейша работа устройства аналогична описанному при мег таллическом коротком замыкании.damaged area. When a burning arc occurs, to which the magnetic field sensor 19 responds, the threshold element 21 is triggered, and since the intensity of the electric field decreases slightly, the threshold element 20 is triggered, as a result of which the two inputs of the element 22 appear logical unit, which, the passage through the element 23 OR, causes the flip-flop 10 to the unit state. Further operation of the device is similar to that described for the metallic short circuit.

Возможны случаи, когда происходит снижение напр женности электрического пол при отсутствии замыкани . Это возможно при прохождении электроподвижного состава в «мертвой зоне. В этом случае может срабо0 тать пороговый элемент 20, но на выходе порогового элемента 21 будет сигнал уровн логического нул , поэтому на выходе элемента 22 И, а следовательно, и на выходе элемента 23 ИЛИ также будут сигналы уровн логического нул .There may be cases when there is a decrease in the intensity of the electric field in the absence of a closure. This is possible when passing an electric rolling stock in the “dead zone. In this case, the threshold element 20 may work, but the output of the threshold element 21 will be a signal of logical zero, therefore the output of element 22 AND, and consequently, the output of element 23 OR will also signal the signals of logical zero.

Возможны случаи срабатывани порогового элемента 21 при возникновении дуги между пантографом и контактным проводом (это возмож-но при отрыве токоприемника от контактного п.ровода), но в этомThere may be cases of triggering of the threshold element 21 when an arc arises between the pantograph and the contact wire (this is possible if the current collector is separated from the contact wire), but this

0 случае напр женность электрического пол практически не измен етс и на выходе пороговых элементов, а следовательно, и на выходе элемента ИЛИ по вл ютс сигналы уровн логического нул .In the case of an electric field, the intensity of the electric field remains practically unchanged and at the output of the threshold elements, and therefore, at the output of the OR element, logical level signals appear.

Claims

5 Formula of Invention

Device to protect the direct current network from short-circuit currents on the aut. St. No. 1284859, different

so that, in order to increase reliability, it is equipped with a magnetic field sensor, the output of which is connected to one of the inputs of the element I through the second threshold and the other input of which is connected to the output of the sensor through the third threshold element

the voltage of the electric field, and the output of the AND element is connected to one of the inputs of the OR element, the other input of which is connected to the output of the first threshold element, and the output is connected to the input of the control unit of the switching device.

TT.T T

-pj-i-inrvx-j-c :: - m - -kii25

2ff 25

R

U

P

18

1 (p ---. T -l.