SU1679574A1 - Устройство дл тепловой защиты электроустановки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к технике защиты от перегрева при перегрузках. Цель изобретени  - повышение точности работы и надежности путем более полного использовани  перегрузочной способности в услови х мен ющейс  температуры электроустановки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство содержит датчик температуры, функциональный преобразователь температуры , пороговый элемент, источник опорного напр жени , делитель, логические  чейки И и НЕ, переключатель, преобразователь напр жение-частота, дешифратор и элемент отключени  выключател . Пороговый элемент срабатывает, когда температура электроустановки превысит длительно допустимую, и разрешает работу счетчика через первый вход логической  чейки И. Первый вход делител  присоединен к источнику опорного сигнала, а второй его вход к выходу функционального преобразовател . Выход делител  подключен к второму входу логического элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика числа импульсов. Выход счетчика через дешифратор св зан с элементом отключени  выключател . Сброс счетчика в нулевое положение осуществл етс  логическим элементом НЕ через переключатель, причем вход элемента НЕ подключен к выходу порогового элемента . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к технике защиты электрических линий, машин, электроустановок от недопустимого перегрева при перегрузках.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности работы и надежности путем более полного использовани  перегрузочной способности

На чертеже приведена структурна  схема устройства

Устройство содержит датчик 1 температуры , функциональный преобразователь 2 температуры, пороговый элемент 3, источник 4 опорного напр жени , делитель 5, логический элемент И 6, преобразователь 7 напр жени  в частоту, счетчик 8 импульсов, дешифратор 9, элемент 10 отключени  выключател , логический элемент НЕ 11, переключатель 12.

Датчик 1 температуры, установленный в требуемом месте электроустановки (на то- коведущей части, на соединени х, на изол ции и т.п.), соединен с функциональным преобразователем 2 и пороговым элементом 3. Выход функционального преобразовател  2 соединен с первым входом

О v|

Ю СП

VI

делител  5, второй вход которого св зан с источником 4 опорного напр жени . Выход делител  5 соединен с первым входом логической  чейки И 6, второй вход которой присоединен к выходу порогового элемента 3 и входу логического элемента Н Е 11. К выходу логической  чейки И 6 подключен преобразователь 7 напр жени  в частоту, выход которого подключен к первому входу счетчика 8 импульсов. Второй вход счетчика 8 импульсов через переключатель 12 подключен к выходу логической  чейки НЕ 11. Выход счетчика 8 импульсов через дешифратор 9 подключен к элементу 10 отключени  выключател .

Техническа  сущность устройства заключаетс  в обеспечении услови  полной выработки ресурса термической стойкости, имеющего вид зависимости Дп j Лг2 , L Лг) L

ТдопЫ

+ ТдогИ доп2

+ ...+ьдоп;

+ ...+Ј1

ИЛИ

Ati

1,

(1)

I 1 Тдоп

где N - последний интервал времени (последн   ступенька) разбиени  кривой температуры нагревани  электроустановки, Знак равенства соответствует граничному значению услови  (1);

Тдоп допустима  длительность работы при данной температуре;

ATI - отрезок времени.

Устройство работает следующим обра- зом.

Если температура электроустановки ниже длительно допустимой, то пороговый элемент 3 не срабатывает. При этом логическа   чейка И 6 закрыта, преобразователь 7 напр жени  в частоту импульсов не вырабатывает , счетчик 8 остановлен, элемент 10 отключени  выключател  не работает.

Если температура превышает значение длительно допустимой температуры, то срабатывает пороговый орган 3 и открывает логическую  чейку И 6. Функциональный преобразователь 2 осуществл ет преобразование текущей температуры электро- установки в электрический сигнал, пропорциональный допустимому времени работы при данной температуре. Этот сигнал , а также сигнал источника 4 опорного напр жени  поступают в делитель 5, выход- ной сигнал которого через логическую  чейку И 6 поступает на вход преобразовател  7 напр жени  в частоту. Импупьсы, выработанные этим преобразователем заполн ют счетчик 8. При заполнении счетчика 8 до

10

15

20

25

п

35

п

45 CQ gg

заданного уровн  дешифратора 9 срабатывает и приводит в действие элемент 10 отключени  выключател .

Если возникшее превышение температуры над длительно допустимым значением имело небольшую продолжительность и счетчик 8 не заполнилс  до заданного значени , то при снижении температуры пороговый элемент 3 возвращаетс  в исходное состо ние и запирает логическую  чейку И 6. При этом преобразователь напр жени  в частоту останавливаетс  и импульсы на счетчик не попадают, Если при этом переключатель 12 замкнут, то возврат порогового элемента 3 через логическую  чейку НЕ 11 вызывает сброс содержимого счетчика 8 в нуль. Переключатель 12 служит дл  разрыва цепи сброса счетчика 8. Назначение этого переключател  требует специального по снени . Если устройство предназначено дл  контрол  проводов или токоведущих частей электроустановки, то переключатель 12 должен быть замкнут. Тогда после каждого непродолжительного перегрева, длительность которого неопасна дл  термической прочности металла, после того, как температура упадет ниже длительно допустимой, пороговый элемент 3 возвращаетс  в исходное состо ние и через элемент НЕ 11 и замкнутый переключатель 12 производит сброс содержимого счетчика 8 в нуль. Следовательно , кажда  нова  перегрузка, т.е. превышение температуры свыше длительно допустимой, при которой срабатывает пороговый элемент 3, обеспечивает работу счетчика 8, начина  с нулевого состо ни . Так было и в прототипе.

Если же устройство предназначено дл  контрол  изол ции, то переключатель 12 должен быть разомкнут, В этом случае счетчик 8 в нулевое положение не сбрасываетс  даже в том случае, если электроустановка отключаетс . Объ сн етс  это тем, что, в отличие от металла, свойства изол ции после ее охлаждени  не восстанавливаютс . Поэтому накопленное в счетчике число импульсов после предыдущих перегревов характеризует степень износа изол ции, котора  посто нно накапливаетс  в процессе эксплуатации. Таким образом введение переключател  12 расшир ет область применени  устройства.

Напр жение на выходе функционального преобразовател  Dai при поступлении на его вход текущей температуры ti равно U2I К2 Тд| , где К2 - коэффициент пропорциональности; ТД - допустима  длительность работы электроустановки при температуре ti. Напр жение на выходе делител  5 Usi

равно Usi U4/U2I 1)4/(К2 ТД|, где IU - напр жение источника опорного напр жени  4. Напр жение U5i поступает на вход преобразовател  7, частота на выходе которого равна fi (K2 ТД|).

Импульсы этой частоты поступают на счетчик 8 импульсов. Число импульсов щ за врем  существовани  температуры ti, которые поступ т на счетчик, равно щ rifi, где Т|-врем , в течение которого держитс  тем- пература ti, Подставив сюда значение fi, получаем щ «7U4 Ti/(K2 Гд|). Если температура изменитс  и станет равной гм и будет держатьс  в течение времени ти-i. то число импульсов, которые пройдут на счетчик 8 за это врем , будет равно ni+1 Ti+i/(Ka Тдн-i). Счетчик 8 просуммирует число импульсов Гц и щ+1. В общем случае при изменении температуры и длительности ее

существовани  на счетчике 8 будет записа-

N

но число импульсов, равное У пь где N i 1

суммарное число импульсов за врем , в течение которого температура электроуста- новки была выше длительно допустимого значени . Срабатывание устройства происходит , когда число импульсов, прошедших в счетчик 8, станет равным N. Таким образом, условие срабатывани  имеет вид

N

У ni N.

I 1

Подставив сюда значение ni, получаем

X К 1)4 N

V Kz А -

,S,

N

(2

или

N

V т KzN

Тд K7U4

Дл  того, чтобы условие (3) совпало с граничным значением выражени  (.достаточно прин ть:

1илиМ |1и4

Положительный эффект заключаетс  в повышении точности работы устройства

5

Ю

™

25 30

35

40

45

при измен ющейс  температуре контролируемой электроустановки, более полном ис- пользовании ее перегрузочной способности, расширении области применени . Таким образом, эффективность устройства заключаетс  в том, что оно позвол ет более полно использовать перегрузочную способность электроустановки в услови х измен ющейс  температуры нагрева и сократить тем самым число ее необоснованных отключений. Это повышает устойчивость работы электроустановки и стабильность обеспечиваемого с ее помощью технологического процесса.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  тепловой защиты электроустановки , содержащее датчик температуры , функциональный преобразователь температуры и пороговый элемент, входы которых подключены к выходу датчика температуры , логический элемент НЕ, вход которого подключен к выходу порогового элемента, логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу порогового элемента, счетчик импульсов, элемент отключени  выключател , отличающее- с   тем, что, с целью повышени  точности работы и надежности путем более полного использовани  перегрузочной способности , в него дополнительно введены источник опорного напр жени , делитель, преобразователь напр жени  в частоту, дешифратор и переключатель, при этом первый вход делител  подключен к выходу источника опорного напр жени , второй вход делител  подключен к выходу функционального преобразовател  температуры, выход делител  подключен к второму входу логического элемента И, выход которого через преобразователь напр жени  в частоту подключен к первому входу счетчика импульсов , второй вход которого через переключатель подключен к выходу логического элемента НЕ, выход счетчика импульсов через дешифратор соединен с элементом отключени  выключател .