Устройство регулирования дистанционного электропитания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 17412 В 3/44 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКО 1(71) Московский институт связи(54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИСТАНЦИОННОГОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к технике проводной дальней связи; Цель изобретения -повышение защищенности от импульсныхперенапряжений. Устройство содержит источник 1 постоянного тока, ключевой регулятор 2, датчик 3 тока, широтно-импульсныймодулятор 4, линейный трансформатор 5,фильтр 6 верхних частот, выпрямитель 7, первый 8, второй 9, третий 10 компараторы, элемент ИЛИ 11. элемент И 12, первый 13 и второй 14 одновибраторы, счетчик 15, блок 16 сброса, дешифратор 17, блок 18.индикации, переключатель 19, инвертор 20. В случае повреждения линии. или удара молнии на выходе одного иэ компараторов появляется сигнал, что приводит к запуску блоков 13 и 14, на выходе блока 13 импульс ймеет длительность больше длительности тока молнии. Этот импульс отключает источник 1 от линии через блок 21. Когда число отключений достигает максимально допустимого, на выходе счетчика появляется сигнал, который опрокидывает инвертор 20. что приво-, 3 дит к запрещению дальнейшей работы устройства, 1 ил.Изобретение относится к технике электрической связи, а именно к передаче сигналов, и может быть использовано длязащиты линий связи от опасных влияний.Известно устройство дистанционногопитания, содержащее источник постоянного тока, выход которого соединен с автоматом повторного включения (АПВ), Входпоследнего соединен с выходом переключателя, вход которого соединен с выходом дешифратора. Вход последнего подключен,ктриггерному счетчику, к первому входу которого подсоединен выходустройства сброса,а к второму - выход реле максимальноготока, входящего в состав источника постоянного тока.Данное устройство обеспечивает защиту источника дистанционного питания (ДП)от коротких замыканий в линии связи, автоматическое восстановление цепи ДП приустранении замыкания в линии и автоматическое отключение ДП в случае необратимого повреждения или при превышении числааварийных отключений установленной величины).Недостатком данного устройства является то, что отключение источника ДП отлинии происходит только при превышениитока в цепи ДП выше максимально допустимой величины, то есть когда аварийная ситуация уже имеет место.Известно также устройство регулирования дистанционного электропитания в системах передачи, содержащее ключевойрегулятор, первый вход которого подключенк выходу источника постоянного тока, а еговторой вход - к выходу широтно-импульсного модулятора, вход которого подключен кпервому выходу датчика тока, второй выходкоторого подключен к входу линейноготрансформатора, а его вход - к выходу ключевого регулятора.Данное устройство поддерживает динамическое значение тока в цепи ДП постоян. ным, что повышает устойчивость системыпередачи и линии связи к воздействию грозовых разрядов,Недостатком данного устройства является то, что напряжение ДП при грозовыхразрядах не снимается с линии связи. Напряжение, наводимое в линии связи удароммолнии, складывается с напряжением ДП,что увеличивает вероятность пробоя изоляции кабеля. Если в изоляции кабеля или вгрозоразрядниках, входящих в контуры защиты кабеля от перенапряжений, возникаетпробой, ток ДП протекает через образовавшийся проводящий канал, вызывая сильноеразрушение изоляции кабеля и неоправданное непогасание грозоразрядников, что5 10 15 20дешифратор, переключатель, инвертор и 25 30 35 40 45 50 приводит к отказу системы связи. Таким образом, недостатком является низкая устойчивость систем передачи к воздействию импульсных перенапряжений, например, грозовых разрядовЦель изобретения - повышение защищенности от импульсных перенапряжений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство регулирования дистанционного электропитания, содержащее последовательно соединенные источник постоянного тока, ключевой регулятор, датчик тока и линейный трансформатор, а также широтноимпульсный модулятор., вход которого соединен с вторым выходом датчика тока введены последовательно соединенные фильтр верхних частот, выпрямитель,первый компаратор, элемент ИЛИ, первый элемент И; первый одновибратор, счетчик,второй элемент И, выход которого соединен с вторым входом ключевого регулятора, а также второй и третий компараторы, второй одновибратор, блок индикации и блок сброса, выход которого соединен с вторым входом счетчика. первый вход которого соединен также с вторым входом второго элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого через второй одновибратор соединен со своим третьим входом, причем вход фильтра верхних частот соединен с вторым выходом датчика тока и входом второго и третьего компараторов, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента ИЛИ, причем вход блока индикации соединен с выходом дешифратора, а выход широтно-импульсного модулятора соединен с третьим входом второго элемента И,На:чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 постоянного тока, ключевой регулятор 2, датчик 3 тока и линейный трансформатор 5, а также широтно-импульсный модулятор 4, вход которого соединен с вторым выходом датчика 3 тока, последовательно соединенные фильтр б верхних частот, выпрямитель 7, первый компаратор 8, элемент ИЛИ 11, первый элемент И 12, первый одновибратор 13. счетчик 15, дешифратор 17, переключатель 19, инвертор 20 и второй элемент И 21, выход которого соединен с вторым входом ключевого регулятора 2. а также второй 9 и третий 10 компараторы, второй одновибратор 14,блок 18 индикацииблок 1 б сброса, выход которого соединен с вторым входом счетчика 15, первый вход которого соединен с вторым входом второго элемента И 21, первыйвход которого соединен с вторым входомпервого элемента И 12. выход которого через второй одновибратор 14 соединен сосвоим третьим входом, причем вход фильтра 6 верхних частот соединен с вторым выходом датчика 3 тока и входом второго 9 итретьего 10 компараторов, выходы которыхсоединены соответственно с вторым итретьим входами элемента ИЛИ 11, причем 10вход блока 18 индикации соединен с выходом дешифратора 17. а выход широтно-импульсного модулятора 4 соединен с третьимвходом второго элемента И 21.При построении устройства регулирования дистанционного питания в системахпередачи функциональные элементы схемымогут быть реализованы следующим образом,Источник 1 постоянного тока представляет собой сетевой трансформатор, выпрямитель на диодах КД 202 р и сглаживающийфильтр. Ключевой регулятор 2 состоит изтранзисторного ключа на элементах КТ 838и КД 411 и 1 С фильтра. Широтно-импульсный модулятор 4 состоит из задающего генератора на двух элементах И-НЕ,микросхемы 561 ЛА 7, интегратора и компаратора на микросхеме 157 УД 2, Схемы И 12и 21 выполнены на микросхеме 561 ЛА 9. 30инвертор 20 схема ИЛИ 11 выполнены намикросхеме 561 ЛЕ 10,Переключатель 19 и блок 16 сброса выполнены на кнопочных переключателях типа П 2 К. Счетчик 15 и дешифратор 17 35выполнены на микросхеме 561 ИЕ 8, Индикатор 18 состоит из знакосинтезирующего индикатора ИН 22 и девяти ключей натранзисторах КТ 604. Одновибраторы 13 и14 выполнены на микросхеме 561 ЛА 7. Компараторы 8-10 и двухполупериодный выпрямитель 7 выполнены на двух микросхемах157 УД 2,Линейный трансформатор 5 системыпередачи представляет собой типовой 45трансформатор,.например, системы передачи К 60 П. Фильтр верхних частот 6 - типа1 С, Датчик тока 3 выполнен на оптронахтипа АОТ 122 и усилителе 156 УД 2.Устройство работает следующим образом..При отсутствии в линии связи повреждений и опасных перенапряжений, на выходах компараторов 8-10 присутствует низкий. логический уровень, а на выходах первого 55одновибратора 13 и инвертора 20 - высокий, импульсы с выхода широтно-импульсного модулятора 4, через третий входвторой схемы И 21 поступают на второйвход ключевого регулятора 2 и напряжение дистанционного питания подается в линию связи. Длительность импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора 4, благодаря действию сигнала, снимаемого с второго выхода датчика тока 3, обратно пропорциональна току в цепи дистанционного питания, Таким образом, динамическое значение тока дистанционного питания поддерживается постоянным.Если в линии связи происходит повреждение или грозовым разрядом создается импульсное отклонение тока ДП от номинального значения, на выходе схемы ИЛИ 11 и первой схемы И 12 появляется высокий логический уровень, что приводит к запуску одновибраторов 13 и 14.Первый одновибратор 13 вырабатывает импульс длительностью 11, которая больше длительности тока молнии. но меньше максимально допустимого для системы передачи времени перерыва подачи ДП. Низкий логический уровень в течение времени 11 с выхода первого одновибратора 13 поступает на второй вход второй схемы И 21, что приводит к запрещению работы ключевого регулятора 2 и снятию напряжения с линии связи на время т 1.Для предотвращения ложного срабатывания предлагаемого устройства в начальный после восстановления. цепи ДП момент, второй одновибратор 14 вырабатывает импульс длительностью 12 т 1, В течение времени т 2 на третьем входе первой схемы И 12 присутствует низкий логический уровень и сигналы с выхода схемы ИЛИ 11 не поступают на одновибраторы 13 и 14, Счетчик 15 считает количество отключений ДП, что приводит к появлению высокого логического уровня на соответствующих состоянию счетчика 15 выводах дешифратора 17, Когда высокий логический уровень появляется на выходе дешифратооа 17, к которому подключен переключатель 19, с помощью которого устанавливается максимально допустимое количество повторных источника ДП, на выходе инвертора 20 появляется низкий логический уровень, что приводит к отключению источника ДП от линии и к запрещению дальнейшей работы устройства. Повторный запуск устройства может быть осуществлен с помощью блока 16 сброса,Уровень срабатывания первого компаратора 8 выбирается таким, чтобы отключение ДП происходило на начальном участке фронта импульса перенапряжения, например, при воздействии на линию связй токов молнии на лидерной стадии. Это позволяет повысить надежность линии за счет того,1741276 что ДП отключается до начала главного разряда. молнии,Формула изобретенияУстройство регулирования дистанционного электропитания, содержащее последовательно соединенные источник5 постоянного тока. ключевой регулятор. датчик тока и линейный трансформатор, а также широтно-импульсный модулятор, входкоторого соединен с вторым выходом датчика тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью10 повышения защищенности от импульсныхперенапряжений, введены последовательно соединенные фильтр верхних частот, выпрямитель, первый компаратор, элементИЛИ., первый элемент И. первый одновибра 15 тор, счетчик, дешифратор, переключатель,инвертор и второй элемент И, выход которого соединен с вторым входом ключевого регулятора. а также второй и третийкомпараторы, второй одновибратор, блок20 индикации и блок сброса, выход которогосоединен с вторым входом счетчика, первыйвход которого соединен также с вторым входом второго элемента И. первый вход которого соединен с вторым входом первого25 элемента И, выход которого через второйодновибратор соединен со своим третьимвходом, причем вход фильтра верхних частот соединен с вторым выходом датчика тока и входом второго и третьего компаратора,30 выходы которых соединены соответственнос вторым и третьим входами элемента ИЛИ,причем вход блока индикации соединен свыходом дешифратора, а выход широтноимпульсного модулятора соединен с треть 35 им входом второго элемента И,Для нормальной работы первого компаратора 8 служит выпрямитель 7, необходимость которого обьясняется,тем, что токи молнии могут вызвать как увеличение, так и уменьшение тока в цепи ДП. Фильтр 6 верхних частот служит для предотвращения ложных. отключений источника ДП, вызванных медленно изменяющейся нестабильностью тока в цепи ДП, возникающих за счет изменения температуры грунта и воздействия блуждающих токов в грунте, Частота среза фильтра 6 должна составлять около 500 Гц. Компараторы 9 и 10 служат для отключения источника ДП при снижении тока в цепи ДП ниже минимально допустимого и выше максимально допустимого значения соответственно,Блок 18 отображает количество отключений источника ДП, что необходимо для проведения профилактических работ на линии связи. Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными заключается В том, что оно способно отключить ДП в линии связи на начальном участке фронта импульса перенапряжения, например, на лидерной стадии тока молнии, до начала главного разряда, что повышает устойчивость линии связи к импульсным перенапряжениям,Составитель В.ХачатрянТехред М.Моргентал Корректор О,Кравцова Редактор И,Касарда Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2093 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5