Устройство для токовой защиты

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ"667175 Союз Советских Социалистических Респубпик(33) СВИ 3) Приоритет-,1) 527460 осударственный комите СССР о делам изобретений и открытийОпубликовано 0 Дата опублико 6,79. Бюл лет ния описания 5.0 б,2) Автор изобретении ИностранецСэн Чай Сан(СЬ) ранная Фирмалектрик Корпорейш(54) УСТРОЙСТВ ОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 20 25 0 Изобретение относится к электрическим устройствам, применяемьм для защиты схем переменного тока.Известны устройства для токовой защиты, в которых рабочая энергия для токовой информации и релейной схемы снимается с двух токовых трансформаторовПриэтом по крайней мере один из трансформаторов конструируется, таким образом, что насыщается в пределах ожидаемого диапазона токовых величин. Другие ранее известные устройства использовали токовый трансформатор в сочетании с отдельньм источником питания.В ранее известных статических релейных схемах задержки обычно испольэовадось устройство формирования кривойдля получения характеристик реле; аналогичных характеристикам шйроко использовавшихся ранее электромеханических устройств (1),Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для токовой защиты, содержащее трансформатор тока, установленный в цепи переменного тока, к двум вторичным обмоткам которого через выпрямитель присоединены блок управления и блок накопления энергии, причем один. из входов блока управления соединен с коммутирующим блоком 2).Целью изобретения является обеспечение линейности характеристик в широком диапазоне.Поставленная цель достигается тем, что вустройстве.для токовой защиты, содержащем трансформатор тока, установленный в цепи переменного тока, к двум вторичньм обмоткам которого через выпрямитель присоединены блок управ- ления и блок накопления энергии, причем один из входов блока, управления соедийен с коммутирующим блоком, блок управления содержит две схемы переключения, первая схема переключения сос" тоит из последовательно соединенных полупроводникового прибора, резистора и по меньшей мере одного переключателя, причем полупроводниковый прибор соединен. с входом .блока накопления энергии, а управляющий электрод пере- ключателя присоединен к управляющему электроду второй схемы переключения, причем вторая схема переключения присоединена к второй вторичной обмотке через резистор. Кроме того, вторичные обмотки трансформатора тока, расположены на сердечнике из насыщаемого магнитным потоком материала и число667175Нйо с,теме Нелеп гачюор лора Ф Юфтиг,У667175 схем аргМраю Составитель Г.ДамскаяРедактор В, фельдманТехред .Л. Алферова Корректор С. Шекмар илиа Патент, г.ужгород, Ул,Проектная Заказ 3167/50 ЦНИИПИ Гос по делам 113035, Мовитков первой вторичной обмотки И 1меньше числа витков второй вторичнойобмотки МВтораясхема переключения содержитпереключатель, например тиристор.Блок накопления энергии содержит дваконденсатора и два разделительныхдиода, причем анод перВого диода подключен к первому конденсатору, а катод второго - к второму конденсатору,Кроме того, устройство содержит детектирующий блок, вход которого соединен с вторым входом блока управления, а выход - с входом коммутирующего блока. Детектирующий блок содер- жит схему запуска и импульсный генератор, подключенные к первому входусчетного элемента, компаратор мгновенных значений, подключенный к второму входу счетного элемента. Коммутирующий блок содержит индикатор мгновенного действия,. индикатор с задержкой на срабатывание и блокирующий элемент. Устройство содержит блокограничения, включенный между первымвыходом блока управления и первымвходом коммутирующего блока. Блок ограничения содержит шунтовую схему, состоящую из переключающего элемента и соединительного элемента, соединяющего переключающий элемент с резистором.Переключающий элемент блока ограничения содержит стабилитрон, тирис.тор и соединительный элемент., соединяющий стабилитрон и. тиристор. В детекторный блок введен элемент временной задержки, вход которого подключен к входу детектирующего блока, выход - к первому входу счетного элемента, а запрещающий вход - к выходуимпульсного генератора, Импульсныйгенератор содержит соединенные последовательно триггер и мультивибратор с одним устойчивым состоянием.Триггер содержит цепи ВС реледля мгновенного снятия возбуждения всех конденсатьров и соединительныйэлемент,. соединяющий цепи ВС с резистором и мультивибратором, причем цепи ВС соединены"параллельно между собой.Счетный элемент содержит прецизи" онный элемент временного масштаба.Кроме того, устройство содержит и трансформаторов тока по числу Фаз, схему оценки, выделяющую наибольший фазный ток, соединенную с вторичными обмотками трансформаторов тока и схему преобразованиятока в постоянное напряжение, подключенную к входу детектирующего блока.На Фиг.1 дана блок-схема устройства для токовой защиты, защищающего трехфазную схему переменного тока;На фиг.2 - входная схема, устрой.ства для токовой защиты; на фиг.3 - электрическая схема детектирующего блоха; на фиг.4 - электрическая схема.компаратора мгновенных значений. Устройство для токовой защитытрехфазной схемы переменного тока работает при частоте 60 Гц. Линейныепроводники 1-3 передают переменныйток от источника к нагрузке черекоммутационный аппарат 4, имеющин 5 катушку размыкания 5. Коммутационныйаппарат 4 содержит множество отдельных линейных контактов, которые замкнуты тогда, когда коммутационныйаппарат разомкнут.10 Возбуждение катушки размыкания 5,когда коммутационный аппарат. 4 замкнут приводит к отключению коммута"ционного аппарата .Изобретение может быть использова но для контроля общего тока в одно. -Фазной или в многофазной схеме взависимости от составляющих тока, которые образуйт выход чувствительныхобмоток токовых трансформаторовТоковое реле реагирует яа величины линейных токов, протекающих черезлинейные проводники 1-3 и срабатывает на наибольшее значение тока, протекающего в проводниках 1-3. В тече-.ние временного интервала, зависящегоот величины тока, реле возбуждаетразмыкающую катушку 5 для отключения,коммутационного аппарата 4 мгновенноили после заранее заданного времени,задержки, зависящего от величины то- ЗО ка.Входная схема 6 содержит множество аналогичных трансформаторов тока7-9, причем первичные обмотки упомянутых трансформаторов индивидуально З 5 возбуждаются линейными токами проводников 1-3; Каждый трансформатор токаимеет первую вторичную обмотку 10,которая называется силовой обмоткой,и вторую вторичную 11, которая назы О вается информационной обмоткой. Обевторичные обмотки связаны одним итем же магнитным потоком и число витков М в каждой первой вторичной оЬмотке меньше, чем число витков И в 45 каждой второй вторичной информациойной обмотке.Для простоты подробно будет описана тблько работа .токового трансформатора 7 и его сопутствующих схем.Все три трансформатора и их схемыработают аналогично для получения первого и второго выходных токов 1 и1, которые пропорциональны линейному току, возбуждающему соответствующий трансформатор.55 Трансформатор тока 7 имеет первич"ную обмотку, возбуждаемую в соответствии с линейным током в линейномпроводнике 1. Основная вторичнаяобмотка 10 и дополнительная вторичная 6 О информационная обмотка 11 подключаются к входным клеммам двухполупериодных мостовых выпрямителей 12,13, одиниз вь 1 ходов которых подключен к заземленной общей шине, а другие - к пер вому и второму входам блока управления146671 75 6предотвращения разряда конденсаторов25 и 28 диоды 24,27 обеспечивают температурную компенсацию для регулируемых напряжений, так как диоды 24,27стремятся сбалансировать температурное влияние базово-эмиттерного перехода транзистора 17.Когда уровень напряжения на конденсаторах 25,28 достигает порогового,напряжения, стабилитрон 15 размыкается и ток проходит через резистор 16.Это сййжает потенциал базы транзистора 17 и служит причиной протекания тока базы, который заставляетпроводить ток резистора 17 через егоэмиттер и коллектор, диод 33, резистор 18 для возбуждения управляющегоэлектрода тиристора 19, Резистор 34и конденсаторы 21 и 22 (фиг.2) включены так, чтобы предотвратить возбуждение тиристора 19 шунтовыми сигналами, которые могут иметь место науправляющем электроде, или температурным током утечки анода,Возбуждение управляющего электрода делает тиристор 19 проводящим иблагодаря этому создается путь длявыпрямленного токамежду выходными клеммами 35,36 через анод и катодтиристора 19, резистор 37 и землянуюшину. Это будет вырабатйвать напряжение на резисторе 37, имеющем величину,равную :ВТак как обе вторичные обмотки 10и 11 связаны одним и тем же магнитным потоком, то относительные величины напряжений обмоток 10, 11 идолжны иметь такое же соотношение,какое существует между числом витковобмоток, т.е. И и И. ПОсле того,как тиристор 19 стал проводящим напряжение на клеммах 35,36 и Цудет таким же напряжением, которое имеетсяна резисторе 37 и уровень напряженияна выходных клеммах 26, 29 будет отличаться от напряжения стабилитрона15 плюс величина эмиттерно-базовогонапряжения транзистора 17 на величину, примерно равную.ХВеличины И, И, резистор 37 и маК- симально ожидаемой величины тока 1 цолжны быть такими, чтобы величина си,0 е идли всех сиидееми вели-. чин лийейного тока в проводнике никогда не превышала напряжения У плюс напряжение база-эмиттер транзистора 17. Подходящим, но не критическим значением для показаний взводной схемы устройства токовой защиты, являет-. ся величина, в которой значение ог ограничено соответствующей максимальной величиной линейного тока в проводниках 1-3, которая в сорок раз больше величины мкнймальндго снятого Схема блока управления 14 содержит элемент, активируемый напряжением, которое здесь показано в виде стабилитрона 15 и резистора 16 первой схемы переключейия которая показана в виде РНР транзистора 17,множество диодов второй схемы переключения 18,которая, показана в виде тирйстора 19, конден.саторы 20-22 и множество резисторов. Схемы блока управления 14 обеспечивают последовательную работу силовой вторичной обмотки 10 и информационной вторичной обмотки 11.Переключающая схема будет находиться всостоянии проводимости до тех пор, пока ток, вызывающий анодное падение напряжения, будет проте кать и останется ниже заранее заданного минимального времени отключения.После каждого пересечения нулевой точки линейным током в проводнике остаток ампер-витков достигается сна чала потоком тока 1, через основную вторичную обмотку 10. В течение этого времени информационная вторичная обмотка 11 остается открытой и неэф" фективной благодаря тому, что тиристор 19, который работает как откры" тый переключатель, находится в не- проводящем или невозбужденном состоянии.Ток д выпрямляется выпрямителем 12 и используется для заряда блока накопления энергии 23. Часть токапротекает через диод 24 и блок накопления энергии или конденсатор 25 для получения положительного (по отношению к земле) напряжения п на клемме 26. Вторая часть выгфямленного тока 1 через диод 27 и устройство накопления энергии или конденсатор 28 для получения второй схемы ис" точника питания, имеющей свободное от 40 пульсации регулируемое напряжение Уу между землей и выходной клеммой 29, Вторая "схема питания используется для подачи энергии при низком потреблении тока. Схема подачи опорного на пряжения включается параллельно с конденсатором 25 и содержит последовательно включенные резисторы 30 и потенциометр 31, включенные.параллельно конденсатору 28. Перемещаемое 5 О плечо потенциометра 31 подключается к клемме 29, фильтрующий конденсатор 32 включается между перемещаемым плечом потенциометра 31 и землей.Когда напряжение междУ клеммой 55 конденсатора 28 и землей ниже напряжения размыкания стабилитрона 15 с температурной компенсацией, ток 10, не протекает в эмиттер транзистора 17 или через резистор 16. Так как выпрямленный ток й, заряжает конденсаторы 25,28 и 32, напряжение на конденсаторах 25 и 28 увеличивается дотех пор,. пока не достигнет величины, равной У которая является регулируемым выходным напряжением 1 . Кроме667175 тока. Минимальный снятый ток определяется как минимальная величина линейного токакоторая вырабатываетснимаемое напряжение минимальной величины, которое будет активироватькомпаратор мгновенных значений 38.Схема ограничения; которая будетболее подробно описана далее, включена для ограничения величинй 1 уприлинейных токах, которые в 40 раз превышают снимаемое значение,Когда тиристор 19 возбужден, величина напряжения на сопротивлении37 будет больше, чем напряжение между выходными клеммами 26:29, вызываятаким образом обратное смещение диода 33. Величина напряжения между 15клеммами 26 и 29 упадет ниже, чемвеличина напряжения и ток через стабилитрон 15 пройдет на землю. Напряжение клемм 26, 29 упадет ниже напряжения на конденсаторах 25,28 однако,ток разряда протекать не будетиз-за наличия обратного смещения надиодах 24,27.Таким образом, состояние проводимости тиристора 19 эффективно открывает обмотку 10.Управляющий электрод тиристора 19теряет свое значение управления,когда выпрямленный ток 1 начинаетпротекать между анодом и катодомтиристора и тиристор остается возбужденным до тех пор, пока линейныйток в проводнике 1 не пересечет следущей нулевой точки. При снятии возбуждения тиристора 19 информационнаяобмотка 11 открывается. В этот момент 35-выравнивание ампер-витков первичнойобмотки достигается однозначно припомощи силовой обмотки 10 и величинанапряжения на выходных клеммах 26,29 возрастает до величичы, определяемой выравниванием ампер-витков первичной обмотки и вторичной обмотки10. Втбричная обмотка 10 снова становится эффективной для перезарядкиконденсаторов 25, 28 как это описывалось выше. Выпрямленный ток 7 , проходящий через сопротивление 37, когдатиристор 19 возбужден, обесйечиваетполучение необходимого информационного напряжения независимо от того, вкакой форме обрабатывается сигнал всреднеквадратичной, пиковой или усредненной. Напряжение на сопрдтивлениях 39,4 Р обеспечивает получениеинформационных напряжений, пропорциональных линейным токам в проводниках2,3.Блок накопления энергии 23 перезаряжается во время каждого начального участка каждой половины циклалинейного тока и с этого времениобеспечивается получение информационных напряжений для остальной частиполуцикла. Длительность времени втечение каждого полуцикла линейноготока в проводнике 1, во время кото 8рого силовая обмотка 10 и информационная обмотка 11 эффективны, будет зависеть от времени, необходимого для напряжений конденсаторов 25,28 для перезаряда до напряжения, ра ного У . Если информационные напряжения должны быть обработаны в среднеквадратичной или средней форме, то точность упомянутых обработанных информационных напряжений будет изменяться инверсно с максимальным временем заряда конденсаторов 25,28 и схемные компоненты должны быть выбраны, чтобы обеспечивался перезаряд блока 23 такое короткое время, которое целесообразно, принимая во внимание ожидаемую вторичную нагрузку на схеме, которая подвергается контролю. Для детектирования пиково го сигнала необходимо только ограничить время заряда до величины, меньшей 90 синусоидального ливрейного тока. Величины резисторов 37,39,40 должны быть выбраны как можно меньшими, принимая во внимание необходимую чувствительность для снижения вторичной нагрузки. Проходящей величиной может быть сопротивление, равное 50 Ом.Многофазное реле тока, показанное на фиг.2, срабатывает на наивысшуювеличину линейного тока в проводниках 1-3. Схема оценки 41 обеспечивает получение сигнала первого оце"ночного напряжения и реагирует только на наивысшую величину иэ трех напряжений,развиваемых на сопротивлениях 37,39,40 и содержит диоды 42,43 и 44,которые включены, соответственно,между незаземленными концами сопротивлений 37,39,40 и общим выходным проводником 45, который подключен к схеме 46 преобразования переменного тока в постоянный, Папряжение на одном из сопротивлений 37,39,40, которое является наибольшим, определяет величину напряжения проводника 45. При этом два из трех диодов 42, 43,44 будут заперты или блокированы обратным напряжением.Схема оценки 41 обеспечивает получение второго оценочного напряжения,которое аналогично первому оценочному напряжению и содержит диоды 47,48,49, которые, соответственно,подключают незаземленные концы сопротивлений 37,39,40 к общему выходномупроводнику 50, который подключаетсяк блоку ограничения 51.Блок ограничения 51 подключаетпроводник 50 к земле параллельно срезисторами 37,39,40. Регулятор напряжения 52, показанный в виде стабилитрона, отключается, когда второеоценочное напряжение имеет величину,в сорок раз превышающую снимаемыйток. Когда стабилитрон 52 отключается, тиристор 53, катод которого подключен к общей шине, находящейся подпотенциалом земли, становится проводящим. Блок ограничения 51 будет таким образом делать неэффективной всю входную схему ь, закорачивая по существу весь ток, нормально протекающий через сопротивление 37,39,40. Резистор 54 служит для ограничения 5 тока, протекающего через управляющий электрод тиристора 53, когда стабилитрон 52 находится в проводящем состоянии. Резистор 55 и конденсатор 56 включены так, чтобы предот вратить возбуждение тиристора 53 шумовыми сигналами на управляющемэлектроде.Вторичные обмотки трансформаторов тока 7-9 расположены на сердечнике из насыщаемого магнитным потоком материала и число витков первой силовой вторичной обмотки М меньше чис, ла витков второй (информационной) об мотки И , чтобы происходило их насыщение при заранее заданном уровне линейного тока, при котором максимальная величина напряжения между клеммами 26,29 ограничивается величиной, которая. меньше, чем напряжение плюс напряжение эмиттер-база транзистора 17, когда одна или более обмоток 11 возбуждают соответствующие сопротивления нагрузки 37,39,40Как показано на фиг.З, проводник45 подает первое оценочное напряжение на схему 46 преобразования переменного тока в постоянный усреднения пикового напряжения, которая должна содержать схему фильтрации, включающую фильтрующий конденсатор 57 и 35 резистор 58, включенные параллельно.Схема 46 преобразования возбуждаетвыходной проводник 59 постояннымнапряжением, величина которого про-порциональна средним величинам пиковых значений первого оценочного напряжения, Проводник 59 схемы 46 преобразования подключается к детектирующему блоку 60 и к индикатору мгновенного действия 61, 45Детектирующий блок 60 содержит компаратор мгновенных значений 38, счетный элемент 62, элемент 63 временнойзадержки .возврата. в исходное состояние, триггер 64 и мультивибратор 65 50с одним устойчивым состоянием. При заранее заданном временном интервале, после того как величина постоянного напряжения из схемы 46 преобразо-вания превысит манимальную заранее заданную величину снимаемого напряжения, счетный элемент 62 будетподавать управляющий сигнал для возбуждения коммутирующего блока 66 или через детектирующий блок 60 или через индикатор мгновенного действия 61 взависимости от величины снимаемого тока, пбдающего сигнал снимаемого напряжения, Длительность задержки, обеспечиваемая блоком 60, изменяется инверсно с величиной постоянного снимаемого напряжения за исключениеМфиксированного минимального временизадержки, которое необходимо дляизменения состояния мультивибраторас одним устойчивым состоянием 65Элемент временной задержки может.обеспечивать получение выходногонапряжения, согласно любой необходимой .инверсной временной характеристике в зависимости от значениясопротивлений и емкости используемыхв элементе временной задержки ЬЗ иот установки счетного элемента 62.Компаратор мгновенных значений38 запрещает работу и возвращает висходное состояние элемент задержки63 всякий раз, когда величина снятого постоянного напряжения из схемыусреднения 46 меньше, чем заранеезаданное сниМаемое значение и будетразрешать работу детектирующего блока 60, когда снимаемое напряжениепревышает минимальную величину. Компаратор мгновенных значений 38 содержит компаратор 67, отрицательнаяклемма которого подключена к входусхемы 46 преобразования и положительная клемма которого .подключена кклемме 29 схемы опорного напряженияНапряжение Уз определяет минимальное снимаемое напряжение и можетрегулироваться перемещаемым плечомпотенциометра 31. Когда выходноенапряжение схемы 46 меньшечем величина Уу, компаратор 67 не пропус-.кает ток от клеммы 26 источника ивыходной проводник 68 поддерживается под напряжением. Когда снятоенапряжение превышает величину Д,компаратор 67 подключает, проводникк земле и счетчики 69,7 0,71 приводятся в состояние подсчета импульсов из мультивибратора 65,Формирование инверсной временной характеристики прежде всего обеспечивается,элементом времени задержки 63, имеющей сопротивления и конденсаторы, триггером Ь 4 и мультивибратором с одним устойчивым состоянием или ждущим мультивибратором 65.С емкостных элементов снимается возбуждение всякий раз, когда выходное напряжение на клемме 72 превышает напряжение П , Транзисторы 73,74,75,76 закорочены по этим емкостним элементам, и их базы подключены к выходу мультивибратора Ь 5 через транзистор 77. Каждый раз, когда на мультивибратор ь 5 подается импульс, транзисторы открываются, разряжают конденсаторы и позволяют таким образом элементу задержки 63 обеспечивать цикличную работу счетчиков 69,70,71.Имеется две временных характеристики, получение которых обеспечивается импульсным генератором: временная задержка, обеспечиваемая элементом задержки 63, является функцией величины линейного тока, и фиксированнаявременная Задержка обеспечивается ждущим мультивибратором 65.Возвращаемый в исходное состояние элемент временной задержки 65 содержит множество параллельных ветвей. Каждая ветвь включает конденсаторы, заряжающиеся с различными скоростями заряда."Хотя на Фиг.З показано четыре ветви, может использоваться любое количество ветвей. Каждая ветвь показанной .ЗС схемы содержит два сопротивления, последовательно включеннйе между входной клеммой и выходной клеммой 78, - и конденсатор, включенный параллельно, из точки между двумя сопротивлениями к земле.Обозначив напряжение на клемме 78, как Ц, напряжение на клемме 72, какнапряжение на не заземленной клемме конденсатора, как Ц, сопротивление резистора, включенного между конденсатором и клеммой 78, как В, сопротивление резистора, включенного между конденсатором и клеммой 72 как В , величину тока, протекающего к конденсатору от клеммы 72, как с, и, используя направление потока к конденсатору от клемм 78 и 72, может быть либо вычислена непосредственно,либо с использованием преобразования Лапласса получена нижеследующая математическая формуЛа для тока 1 , в зависимости от времени 10 1 т иЯ,+Я,ой КС улю, м которо актив ль 79 1 я Я г-ф, я,)1 = 1+ясвЯЙ г д Я С1 г 1 г Сложив вместе юв для кажд ветви и приравняв сумму к н ожНо определить время 1, При м детектнрующий блок 60 будети- ровать операционный усилите триггера 64Стабилитрон 80 контролирует вапряжение на выходной клемме 81 операционного усилителя 79 до. величины, значительно превышающей напряжениедля предотвращения работы мультийвибратора ь 5 с одним устойчивым состоянием в течение периода заряда элемента временной задержки 63.. Когда. усилитель 79 срабатывает на элемент 63, йотенциал клеммы .81 будет почти мгновенно уменьшаться по величине для Получения рабочего сигнала для активации мультивибратора 65 с одним устойчивым состоянием который пб истечении Фиксированного временного интервала будет подавать положительный импульс к счетчику 69 и к транзистору 77Когда транзис 6 ь 7175 12 тор 77 открывается, начинают проводить транзисторы 73,74,75,76 и разряжаться конденсаторы схемы 63.Когда конденсаторы разрядятся, упадет потенциал отрицательнойвходнойклеммы 81 и этот потенциал будет под 5 держиваться на уровне напряжения Оя,В конце интервала временной задержки мультивибратор 65 снова будет.возвращаться в состояние с низкимуровнем сигнала и транзисторы 73-77закроются, и элемент 63 будет повторять операцию заряда конденсаторов.Мультивибратор 65 с одним устойчивым состоянием обеспечивает такжеподачу положительно нарастающего импульса к счетному элементу 62, который, в свою очередь, обеспечивает,получение сигнала выходного напряжения при получении заранее заданногочисла сигналов ждущего мультивибратора.Как показано на фиг.З, счетныйэлемент 62 содержит счетчики 69,70,71и компаратор 82 для подключениятрех счетчиков в должной последовательности. Большое число импульсов,получаемых с элемента задержкиимеющего относительно низкую постоян-.ную времени ВС, необходимо для обеспечения большей трчНости.Компаратор 82 имеет отрицательЗ 0 ную входную клемму, которая подключена через селекторный переключатель83 и имеет выход который подключенк счетной входной клемме декадногосчетчика 70. Двоичный счетчик 69 35 обеспечивает получение выходного импульса для каждого необходимого циклаопераций мультивибратора. Это необходимое число различно для каждой изклемм переключателя 83Счетчик 69 48 возвращается в свое первоначальноеили стартовое положение положительным сигналом компаратора 67 и подсчет начинается тогда, когда выходнойсигнал компаратора уменьшается.45 Счетчики 70,71 могут быть декадными счетчиками, при помощи них можетбыть выбрано необходимое определенное число выходных импульсов из двоичного счетчика 69 для запуска коммутирующего блока 66.Десятипозиционййе селекторные переключатели 84 и 85 подключаются кдекадным счетчикам 70,71 так, чтосто различных интервалов времениможет быть получено для точного выбора на базе опорной временной характеристики. Каждый из счетчиков 70,71обеспечивает Получение положительного выходного импульса на свой селекторный переключатель 84, 85. Диоды 60 86,87 подключены в проводящем направлении к компаратору 88.Схема индикатора мгновенных значений 61 обеспечивает получение сигнала выходного напряжения для размыкания 65 коммутационного аппарата 4 немедленйопосле того, как величина тока в любомиз проводников"1,2,3 и, следовательно,постоянного напряжения иэ схемы преобразования 46 превысит заранее заданное значение,Индикатор мгновенного действия61 состоит из делителя напряжения,89 реостата 90 фильтрующего конденсатора 91, сопротивления 92, компаратора 93 и дибда защиты от перенапряжений - стабилитрона 94. Когда уровень напряжения на конденсаторе 91 Одостигает величины, равной величиненапряжения ля, на выходе компаратора 93 появится отрицательно идущийсигнал, который подается на коммутирующий блок 66. Реостат 90 регулирует величину постоянного напряжения,поступаюцего из схемы 46 преобразования, которое необходимо для срабатывания индикатора мгновенного действия 61.20На фиг,4 показан пример выполнения коммутйруюцего блока 66 для возбуждения размыкающей катушки 5 коммутационного аппарата в ответ на отрицательно идущие выходные сигналыили от счетного элемента 62 или отиндикатора мгновенного действия 61,Коммутирующий блок содержит индикатор мгновенного действия 61, индикатор с задержкой на срабатывание 95и блокирующий элемент 96.Падение напряжения на выходе схемы индикатора мгновенного действия61 служит причиной протекания управляюцего базового тока через РБР транзистор 97, стабилитрон 98, сопротивление 99 и компаратор 93. Протекание базового тока служит причйнойтого, что транзистор 97 увеличиваетпотенциал в точке 100 до напряжения.ц . Затем ток протекает через три 40раздельных проводника 101, 102, 103.Ток по проводнику 101 протекаетчерез диод 104, сопротивление105 икомпаратор 93 на землю.Эта петля обратной связи удержива. ет возбуждение:компаратора 93 до техпор, пока линейный ток в проводниках1,2,3 не прерывается коммутирующимаппаратом 4.50Ток по проводнику 102 протекаетчерез диск 106 и индикатор с задержкой на срабатывание 95, где он протекает через сопротивление 107 диод108 управляюцему электроду тиристора109,Когда тиристор 109 находится ввозбужденном состоянии, он замыкаетпуть для протекания тока между положительной клеммой 110 батареи 111 через диод 112, тиристор 109, диод 113,нормально замкнутые контакты 114 коммутационного аппарата 4, катушку размыкания 5 и отрицательной клеммой115 батареи 111 Конденсаторы 116,117и сопротивление 118 служат для пре дотвращения срабатывания тиристора 109 от шумовых токов или токов утечки.Контакты 114 расположены на коммутирующем аппарате 4 и открыты,когда коммутируюций аппарат 4 разомкнути таким образом прерывается ток, протекающий через катушку 5, тиристор 109.Индикатор с задержкой на срабатывание 95 содержит также сопротивление 119, имеющее отрицательную зависимость напряжения от сопротивления для поглоцения переходных сигналов на клемме 110 батареи 111, а также схему разряда 120, содержащую сопротивление121 и диод 122 для разряда индуцированной энергии, йакопленной в катушке размыкания 5, если она не рассеяласьпри переключении коммутационного аппарата 4Индикатор мгновенного действия 94 будет работать только после того, как будет возбужден тиристор 109.Индикатор мгновенного действия обеспечивает протекание тока в проводнике 103 через диод 123, блок сигнализации 124, двухпозиционный переключатель 125, имеющий, положение возврата в исходное состояние блока сигнализации, диод 126, катушку 5, батарею 111, диод 112, тиристор 109 и общук шину 127, подключенную к земле.елок сигнализации 124 может быть выполнен в виде электромагнитного.индикатора, имеющего собственную памятьПоэтому блок сигнализации будет показывать отмеченный результат дс тех пор, пока не будет возвраценв исходное состояние.Работа коммутирующего блока в ответ на отрицательно идущий сигнал, получаемый из детектирующего блока 60, аналогична, Падение напряжения на выходе компаратора мгновенных значений 38 служит причиной проте- кания базового токавозбуждения через транзистор 128, сопротивление129 и стабилитрон 130. Ток базы заставляет транзистор проводить токчерез транзистор .128 и увеличивать потенциал точки 131 до напряжениями, Ток протекает через проводники 132, 133.Ток проводника 132 протекает через диод 134, сопротивление 107, диод 108 и заставляет тиристор 109 проводить и возбуждать катушку 5 способом, который был описан ранее Ток в проводнике 133 протекает между Ур и земляной шиной 127 через диод 126, блок сигнализации 135, которое электрически возвращается в исходное состояние, двухпозиционный переключатель 125, диод 126, контакты 114, катушку 5, батарею 111, диод 112 и тиристор 109. глок сигнализации аналогичен устройству 124 и если он был однажды активирован, то он10 30 35 50 6 65 будет оставаться в этом состоянии до тех пор, пока не будет возвращен в исходное состояние.Стабилитроны 98 и 130 включены для предотвращения нежелаемых размыканий коммутирующего аппарата 4 во время начального периода работы реле, когда напряжение на клемме 26 схемы блока 23 не достигло нормальной раббчей величины Уф . Величины напряжения отклонения стабилитронов 98 и 130 должны быть достаточно велики для -предотвращения потока тока во время этого периода.Проводник 136 так подключается к проводнику 132, что блок ограничения 51 и тиристор 109, активирующий коммутирующий атЯарат, возбуждаются одновременно. Блок ограничения 51 предотвращает повреждение высоким напряжением схемных компонентов, во время этого периода, прежде чем линейный токпрерывается открытием контактов коммутационного аппарата. Ток протекает между точкой 131 и землей через диод 134, проводник 132, проводник 136, сопротивление 137, диод 138 и управляющий электрод тиристора 53. Когда тиристор 53 находится в проводящем состоянии, он подключает проводник 50 к земле, шунтируя тем самым нагрузочные сопротивления 37, 39,40.Блокирующий элемент 96 для блоков ,сигиализации 124, 135 содержит сопротивление 139 и конденсатор 140, который возбуждается от батареи 111 и служит для возврата в исходное сос-. тояние, блоков сигнализации 124,135Когда переключатель 125 находится в положении возврата в исхОдное состояние, конденсатор 140 разряжается через блоки сигнализации 124 и 135 сопротивления 141 и 142, стабилитрон 143 и общую шину, подключенную к земляному потенциалу, стабилитрон 143 имеет достаточно высокий уровень напряжения отключения для предотвраще" 4 ния проводимости через общую шину за исключением операции возврата в исходное состояние коммутирующего блока.Возможно, что сигнал постоянногс напряжения из схемы преобразования 46 будет продолжать расти после того, как приведет в активированное, состояние элемент временной задержки 63 до тех пор, пока он не достиг нет величины для активации также схемы индикации мгновенного действия 61.Для предотвращения этого между отрицательной входной клеммой индикатора мгновенного действия 61 и общей точкой включения сопротивления 129 и стабилитрона 130 включается диод 144. Когда компаратор 83 счетного элемента 62 обеспечивает наличие отрицательно идущего сигнала, катод диода 144 имеет потенциал ниже потенциала, который необходим для предэтвращения работы компаратора 93 индикатора мгновенного действия 61 делает проводящим транзистор .97 и возбуждает блок сигнализации 124 Мгновенных значений,Формула изобретения1, Устройство для токовой защиты содержащее трансформатор тока, устансвленный в цепи переменного тока, к двум вторичным обмоткам которого через выпрямитель присоединены елок управления и блок накопления энергии, причем один из входов блока управления соединен с коммутирующим блоком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения линейности характеристики в широком диапазоне, блок Управления содержит две схемы переключения, первая схема переключения состоит из последовательно соединенных полупроводникового прибора, резистора и по меньшей мере одного переключателя, причемполупроводниковый прибор соединен с входом блока накопления энергии а управляющий электрод переключателя присоединен к управляющему электроду второй схемы переключения, причеМ вторая схема переключения присоединена к второй вторичной обмотке через резистор;2, Устройство по п.1, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что вторичные обмотки трансформатора тока расположены на сердечнике из насыщаемого магнитным потоком материала и число витков первой вторичной обмотки И меньше числа витков второй вторичной обмотки М,.3. Устройство по п.1, о т л и т ч а ю щ е е с я тем, что вторая схема, переключения содержит переключатель, например тиристор.4. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок накопления энергии содержит два конденсатора и два разделительных диода, причем анод первого диода подключен к первсму конденсатору, а катод второго - к второму конденсатору.5. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит детектирующий блок, вход которого соединен с вторым выходом блока упфравления, а выход - с входом коммутирующего блока.6. Устройство по п.5 о т л ич а ю щ е е с я тем, что детектирующий блок содержит схему запуска и импульсный генератор, подключенные к первому входу счетного элемента.7, Устройство по и.6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что детектирующий блок содержит компаратор мгновен66717йых значений, подключенный к второму входу счетного элемента.8Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что коммутирующий блок содержит индикатор мгновенного действия, индикатор с задержкой .на срабатывайие и. блокирующий элемент. 59. Устройство по п.1, о тл и ч.а ю щ е е с я тем, что оно содержит блок ограничения, включенный между первым выходом блока управления и пер 9 вым входом коммутирующего блока.10. Устройство по п.9, о т л ич а ю щ.е е с я тем, что блок ограничения содержит шунтовую схему, сос-. тоящую из переключающего элемента и соединительного элемента, соединяющего перекпючающий элемент с резистор.ом.11. Устройство по п,10, о.т л и -ч а ю щ е е с я тем, что переключающий элемент блока ограничения содержит стабилитрон, тиристор и соединительный элемент, соединяющий стабилитрон и тиристор.2512. Устройство по пп.б,7, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в детектирующий блок введен элемент временной задержки, вход которого подключен к входу детектирующего блока, выход - к первому входу счетного элемента, а запрещающий вход - к выходу импульсного генератора. ь 1813, Устройство,по пп,б,12, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что импульсный генератор содержит соединенные последовательно триггер имультивибратор с одним устойчивымсостоянием.14. Устройство по п.13, о т л ич а ю щ е е с я тем, что триггерсодержит цепи ЙС, реле для мгновенного снятия возбуждения всех конденсаторов и соединительный элемент,соединяющий цепи ВС с резистором имультивибратором,15, Устройство по и;14, о т л ич а ю щ е е с ятем, что цепи ВСсоединены параллельно между собой.16. Устройство поп.б, о т л и -.ч а ю щ е е с я. тем, что счетныйэлемент содержит прецизионный элемент временного масштаба.17. Устройство по п,1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что рно содержит и трансформаторов тока почислу фаз, схему оценки, выделяющуюнаибольший фазный ток, соединеннуюс вторичными обмотками трансформаторов тока и схему преобразования токав постоянное напряжение, подключенную к входу детектирующего блока,Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Патент США Р 3496417 кл.317-33,1970.2. Патент США Р 3544846 кл.317-33,1970,