Устройство для сигнализации токов утечки на троллейбусе

Оп ИСАЙИЗОБРЕТЕН ИЯ 235159 Союз Соеетсчиз Социалистичесиич РеспублнчК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваКл, 21 с, 68(5 7 ( 1130803/24-7) Заявлено 31.1. с присоединен м заявки2 д ПриоритетОпубликовано 16.1.1969. БюллетеньДата опубликования описания 29 Х.196 Комитет по делам обретений и открытийри Совете МинистровСССР УДК 621.335,43-83Авторыизобретения Ефремов, Д. К, Томлянович и Б. бер явитель СТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ ТОКОВ УТЕЧ НА ТРОЛЛ ЕЙБУСЕНапряжение компенсирующего источника автоматически изменяется в зависимости от изменения напряжения в контактной сети, прп этом напряжение его все время примерно равно потенциалу минусового провода относительно земли.На фиг. 1 дана схема замещения для расчета тока утечки через человека; на фиг. 2 - расчетная схема подключения компенсирующего источника постоянного напряжения в устройстве для сигнализации о токе утечки; на фиг. 3 - указанные ниже характеристики; на фиг. 4 - принципиальная схема устройства для сигнализации о токе утечки на троллейбусе.Ток утечки черзова машины, прне тяговой подсмуле: в контактной сети в точния троллейбуса;пнусового провода отномлп в этой же точке где- напряжение ке нахожд- потенциалсительно з линии;- сопротивлен цепей троллции мпнусовых е из йбус Известны устроиства сигнализации токов утечки на троллейбусе, содержащие индикатор тока утечки, включенный между кузовом машины и минусовым проводом контактной сети через компенсирующий источник постоян ного напряжения, например через аккумуляторную батарею. Такие устройства не нашли практического применения.В условиях городов с большим падением напряжения в контактной сети требуется уста новка аккумуляторной батареи напряжением до 180 - 200 в, что вызывает дополнительные эксплуатационные затраты по обслуживанию батареи; в процессе передвижения троллейбуса по линии потенциал минусового провода 1 все время меняется, требуя регулирования напряжения батареи, Обеспечить автоматическое регулирование напряжения аккумуляторной батареи в требуемом диапазоне весьма трудно. а поручить эту операцию водителю практиче ски нецелесообразно.Отличие предлагаемого устройства состоит в том, что компенсирующий источник выполнен в виде однофазного трансформаторного регулятора, состоящего из двух подмагничи ваемых трансформаторов, первичные обмотки которых подключены на опорное напряжение. обмотки управления - на напряжение контактной сети, а вторичные обмотки через выпрямитель включены в цепь индикатора. 3 человека, касающегося кузаземленной минусовой шпанции вычисляется по фор(Г мш Я- сопротивление изоляции плюсовыхцепей троллейбуса;1( - сопротивление тела человека. Расчет тока утечки выполняется по определеццой схеме (см. фиг. 1).Прп ВКЛ 1 ос 1 ЕНПИ МЕКду КУЗОВОМ МаШИНЫ И минусовым проводом Индии(атора тока утечки последовательно с источником постоянного напряжения ток через прибор индикатора будет равен 1 с1 м к (п1)прЛп пр (п1 ) Ьк - напряжение компенсирую(цего источника;1( р - общее сопротивление цепи прпоора и компенсирующего источника,Формула (2) выведена на основании схемы, данной на фиг. 2. Следовательно, при обеспечении равенства напряжения компенсирующего источника потенциалу минусового провода, а сопротивления цепи индикатора сопротивления тела человека, ток индикатора будет равен действительному .току утечки, т. е, если к=,"м и Рпр -- Й, то 1 р - 1 Равенстро Рпр -- Л, НЕ таК СУЩЕСТВЕННО, таК КаК СОПРО- тцвленпе человека ц прибора значительно меньше сопротивления изоляции цепей троллейбуса, поэтому нарушение этого равенства почти не отразится на величинах как тока утечки, так и показания индикатора. Зависимость потенциала мцнусового провода от напряжения в контактной сети при практически оправданном допущении о равенстве падений напряжения в питающей и Отсасывающей линиях выражается формулойм=л - 1, (3)-,мшнапряжение на шинах подстанции; потенциал минусовой шины относительно земли. Величина А практически в течение суток изменяется в очень узком интервале. Ее среднее значение равно 310 в (при колебании напрякения на шина.с подстанции от б 00 до 700 в), а отключения составляют +.30 в, т, е. +10,.Следовательно, зависимость сРм = 1(сус) практически можно считать прямой (см. фиг. 3). Кроме того, на фиг. 3 приведены следующие характеристики:1) зависимость потенциала минусового проВОДа С 11,От НаПРЯКЕЦИЯ В КОНтаКтНОй СЕТИ 11 с, т. е. сгм = 11 с) при среднем значении вели- чипы А;2) ЗаВИСИМОСтЬ Срм -- 1(Ус) ПрИ Амакс 3) зависимость ср= 1(Ус ) при Ап.4) зависимость напряжения компенсирующего источника ик от напряжения в контактной сети с 1 т. е. Ук = 1 с 1 с). г 5 зо 35 40 45 50 55 60 65 4Примененный в устройстве компенсирующий исто 1 цик постоянного напржкения имеет хар 11 к т е р и с т и кв ы х Од и О г О и а и р я к е н и я =-,(Ьс), бЛПЗКУ 1 О К ЗаВИСПМОСти СГм =1(Ьс) (кривая 4 на фиг, 3). Описываемое устройство состоит из следу 1 ощпх основных узлоь (фиг, 4): статицеского преобразователя напряжения 1, параллельного элемента подмагнцчиваемого трансформаторного регулятора 2, последовательного элемента подмагничиваемого трансформаторного регулятора 3, выпрямителя 4, реле-индикатора тока утечки .э, контрольных реле б и 7, сигнальных лампочек - красной 8 и белой 9, кнопки опробования 10, наладочных сопротивлений 11 - 17.Преобразователь 1 служит для преобразования постоянного напрякенця низковольтной сети троллейбуса в переменное напряжение повышенной частоты (400 г 11). Собран преобразователь по обычной двухтактцой схеме при вклюцении триодов с общим эмцттером. Подмагничпваемый трансформаторный регулятор автоматически регулирует напряжение, подаваемое на выпрямитель 4. Он представляет собой однофазный двухэлементный регулятор разделенной конструкции с двойным подмагничиванцем. Параллельный элемент регулятора 2 - трансформатор с Ш-образным сердечником, на главном стеркне которого располагается первчная с 1 п и вторичная св и обмотки. Обмотка управления ы у 2 разбита на две встречно включенные половины, расположе 1 шые на боковых стержнях, Последовательный элемент регулятора 3 представляет собой трансформатор с двумя Ш-образныи сердечниками. Трансформатор имеет первичную сп 1 с и вторичную ю к обмотки, охватьцза 1 ощие оба сердечника; обмотку управЛЕНИя Юу 1 И ОбМОтКу СМЕщЕНИя См 2 С, Каждая из которых разбита на две встречно включенные половины, располагаемые на различны.( сердечниках трансформатора для развязывания цепей управления и смещения от переменной э.д.с. Вторичные обмотки последовательного и папаллелш 1 ого элементов включень 1 встречно. Поэтому выходное напряжение на сопротивление 17 равно геометрической разности между вторичным напряжением параллельного трансформатора и падением напрякения на вторичной обмотке последовательного трансформатора. Обмотка управления Ы 1 У И СМЕЩЕНИЯ Юсм таККЕ ВКЛЮЧЕНЫ встречно.Выпрямитель 4 выпрямляет переменное напряжение на выходе подмагничиваемого трансформаторного регулятора и собран по однофазной мостовой схеме на кремниевых диодах.В качестве индикатора тока утечки в устройстве используется высокочувствительное токовое реле 5, реагирующее на ток порядка 2,5 - 3 я 1 а Катушка реле включена между кузовом55 60 65 5машины и минусовым проводом последовательно с выпрямителем 4. Реле имеет замы кающий контакт в цепи краснои сигнальной лампочки.Контрольное реле б включено в цепь обмотки смещения, а контрольное реле 7 - в цепь обмоток управления. Реле б служит для конг- роля целостности цепи обмотки смещения, при обрыве которой замыкающий контакт реле 18 в цепи индикатора отключает схему от кузова машины. Реле 7 предназначено, во-первых, для контроля целостности цепи обмоток уп. равления и, во-вторых, для отключения схемы устройства от кузова прп перемене полярчости контактной сети, Катушка реле 7 включена в цепь обмоток управления через диод. Реле 6 и 7 имеют по одному замыкающему контакту в цепи реле 5 и в цепи сигнальной лампочки 9.Красная сигнальная лампочка 8 предназначена для сигнализации о срабатывании индикатора тока утечки, т. е, о достижении током утечки опасной величины. Белая сигнальная лампочка сигнализирует о нормальной работе схемы устройства. Она гаснет при обрыве цепей управления или смещения при перемене полярности или полном исчезновении напряжения в контактной сети, а также при перегорании предохранителя в цепи питания схемы. При этом отключается схема устройства от кузова машины.Кнопка опробывания 10 установлена для проверки работы устройства сигнализации. Гели нажать на кнопку, ее размыкающий контакт отключит схему устройства от кузова троллейбуса, а замыкающий контакт подключит к схеме среднюю точку между сопротивлениями 14, каждое из которых равно минимально допустимому значению сопротивления изоляции цепей троллейбуса. При этом через индикатор 5 потечет ток, превышающий уставку реле, и последнее должно сработать.Сопротивления 11, 12, 18 и 17 являются наладочными. Изменением их величины можно добиться требуемой характеристики l,. = = (Ь,). Сопротивление 17 выбирается из условия обеспечения стабильности характеристики устройства во всем диапазоне величин контролируемого тока утечки. Зажимами а и б схему подключают к низковольтному источнику постоянного тока троллейбуса; зажимом схема подключается к положительному проводу контактной сети, зажимом г - к отрицательному проводу, а зажимом д - к кузову машины.Работает схема следующим образом, При подаче постоянного напряжения на вход преобразователя 1 последний возбудптся, и на обмотки трансформаторов 2 и 8 поступит переменное напряжение. Одновременно с этим запитывается обмотка смещения, создающая постоянный подмагничивающий поток в сердечниках трансформатора 8, и катушка реле б, которая замыкает свои замыкающие контакты в цепях индикатора и сигнальной белой лампочки 9. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 бПрп подключении цепей обмоток управления йэу 1 и ыуг к напряжению контактной сети сра. ботает реле 7 и замкнет свои замыкающие контаты в цепях лампочки 9 и индикатора 5, тем самым вкспочая индикатор последовательно с выпрямителем 4 между кузовом машины и минусовым проводом. Напряжение на выпрямителе, согласно характеристике устрой. ства, будет приближенно равно потенциалу минусового провода, а через реле 5 потечет ток, равный току утечки.Прп увеличении потенциала минусового провода, а следовательно, и уменьшении напряхкения в контактной сети, ток в обмотках управления уменьшится. Прп этом величина подмагнпчивающего потока в сердечниках трансфорз 1 лтора 8 увеличится, та. Как магнитные потоки обмоток смещения и управления направлены встречно. Одновременно уменьшится подмагни швающий поток сердечника трансформатора 2. Все это вызовет перераспределение падений напряжений между последовательньо и параллельным элементами; а суммарное выходное напряжение увеличится,При уменьшении потенциала минусового провода, а следовательно, и увеличении напряжения в контактной сети будут происходить процессы, обратные выше описанным, а напряжение на выпрямителе также уменьшитсяТаким образом, схема устройства будет обеспечивать согласно характеристике (см. фиг. 3) вели шну напряжения на выпрямигеле, близкую к значению потенциала минусового провода во всем практическом диапазоне изменения напряжения в контактной сети (от 690 до 200 в). При появлении тока утечки, превышаю;цего допустимую величину, срабатывает реле-индикатор 5, и своим замыкающим контактом включает красную лампочку 8, предупреждая водителя троллейбуса.При наличии на троллейбусе специального преобразователя постоянного напряжения в переменное, например для ломинесцентного освещения, схема устройства для сигнализации о токе утечки значительно упрощается, так как отпадает необходимость иметь такой узел схемы, как преобразователь напряжения 1.Предмет изобретенияУстройство для сигнализации токов утечки на троллейбусе, содержащее индикатор тока утечки, включенный между кузовом машины и минусовым проводом контактной сети через компенсирующий источник постоянного напрякения, от.шчающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, указанный источник выполнен в виде однофазного трансформаторного регулятора, состоящего из двух подмагничиваемых трансформаторов, первичныс обмотки которых подключены на опорн е напряжение, обмотки управления - на напряжение контактной сети, а вторичные обмотки через выпрямитель включены в цепь индикатора,235159 Составигель Н. НестеренкоТекред Т. П, Курилко Корректор Адактор Г. А. Вербов адспвева Заказ 73211 Тираж 180 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и откоытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 пография, пр. Сапунова, 2