Способ искробезопасного дистанционного питания и устройство для его осуществления

(50 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ очника питания (ИП) линию 3 к нагрузке со взрывооПасной изобретения - повыискробезопасной еспечения искрогаэряда (ДР) 19. Для зникновения коммута ии от ист эл.эне 1 чере 4 на п кабельнуюдприятиях тмосферои. Цельение передаваемоиощности путем об шения дугового ра этого в момент во АНастичный разряд конденсаанные действия повторяют ашения ДР 19, Для осупособа датчик 2 подклюанзисторный усилитель 6 входу блокинг-генератопроизводят тора 5, Ук олного вления до ще че через тптрон 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленностиГипроуглеавтоматизация(56) Авторское свидетельство СССР В 928037, кл. Е 21 Р 9/00, 1980,Авторское свидетельство СССР Р 902148, кл. Н 02 Н 7/26, 1980,Авторское свидетельство СССР В 955349, кл. Е 21 Р 9/00, 1980. (54) СПОСОБ ИСКРОБЕЗОПАСНОГО ДИСТ ЦИОННОГО ПИТАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к системам дистанционного питания и предназначено для безопасной передачи ции, регистрируемыи датчиком 2 начала коммутации, производят частичныйразряд источника электрических разрядов, например, конденсатора 5,встречно току ДР 19. В случае сохранения последнего конденсатор 5 дозаряжают до напряжения ИП 1 за время,меньшее времени формирования мини- .мального ядра пламени. Затем вновь1305398 ра 8. Выход последнего соединен свходом эммитерного повторителя 9,соединенного с базой транзистора (Х)10 первого транзисторного ключа.Повторитель 9 осуществляет электрическую развязку между блокинг-генератором 8 и Т 10. При открытом Т 10 Изобретение относится к системам дистанционного питания, предназначен ным для безопасной передачи электрической энергии от источника питания к нагрузке на предприятиях со взрывоопасной атмосферой;Целью изобретения является повыше ние передаваемой искробезопасной мощности путем обеспечения искрога-,. шения дугового разряда при аварий- Ю ной коммутации независимо от длительности дугового разряда.На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры работы устройства,15Сущность способа искробезопасного цистанционного питания состоит в том, что в момент возникновения коммутации производят частичный разряд источника электрических зарядов, нап ример, конденсатора встречно току дугового разряда, при этом в случае сохранения последнего конденсатор дозаряжают до напряжения источника питания за время, меньшее времени формирования минимального ядра пламени, затем вновь производят частичный разряд конденсатора и указанные действия повторяют до полного гашения дугового разряда.ЗОСущность предлагаемого способапоясняется эпюрами (фиг. 2): а -величина напряжения П последовательного ключа, производящего энергетическую развязку источника питания от 35конденсатора и линии связи; б - диаграмма Бимпульсной работы управляемых вентилей быстродействующегоключа; в " временная диаграмма напряжения П на конденсаторе быстро- фдействующего ключа; г - временнаядиаграмма тока Т,1, разряда конденток разряда конденсатора 5 пропускаетТ 14 второго ключа навстречу токуДР 19. Сигналом с датчика 2 поддерживается закрытое состояние Т 16 третьего клича, что позволяет постоянно изолировать ИП 1 на время существования эл.дуги. 2 с,п. ф-лы, 2 ил. 2ч сатора быстродействующего ключа;д - ток 1 дугового разряда в линии связи; е - временная диаграмма результирующего тока 1 =Т-Т, в линии. Диаграммы построены во временных интервалах й - в.момент начала возникновения дуги в линии и С, - момент гашения дуги в линии. Время запаздывания срабатывания быстродейст. вующего ключа и время прохождения сиг нала по линии считают равными нулю,- время дозаряда конденсатора, В момент 1 возникает дуга в линии, Одновременно производят энергетическую изоляцию источника питания от конденсатора по линии (фиг. 2 а). Конденсатор, предварительно заряженный до уровня источника питания, разряжают не полностью, а до величины Б (диаграмма в). При этом ток разряда конденсатора направлен навстречу току дугового разряда, образованного разрядом емкости линии связи (диаграммы д и е). Если после первого импульса тока разряда конденсатора дуга не погасла, конденсатор дозаряжают до напряжения источника питания (диаграмма в). за время, меньшее времени формирования минимального ядра пламени, чтобы в момент доразряда конденсатора не могло сформироваться минимальное ядро пламени, приводящее к взрыву. Затем снова конденсатор разряжают не полностью (диаграмма г). Указанные действия производят до момента гашения дугового разряда.Устройство (фиг. 1) содержит источ. ник 1 питания, датчик 2 начала коммутации, кабельную линию 3 подключенную к нагрузке 4, конденсатор 5, включенный в диагональ быстродействующего ключа, выполненного в виде моста.13053Выход датчика 2 начала коммутации подключен через транзисторный усилитель 6 и оптрон 7 к входу блокинг-генератора 8, выход которого соединен с входом эмиттерного .повторителя 9.К выходу последнего подключена база транзистора 10 первого транзисторного ключа, коллектор которого подключен к положительной обкладке конденсатора 5 и одному из выводов первого 10 резистора 11, второй вывод которого подключен к катоду первого диода 12, анод которого соединен с положительным зажимом источника 1 питания, второй резистор 13 включен между минусо вым зажимом источника питания и базой транзистора 14 второго транзисторного ключа, к которой также подключен один из выводов третьего резистора 15, второй его вывод подклю чен к коллектору транзистора 14, входу датчика 2 начала коммутации и эмиттеру дополнительного транзистора 16, коллектор которого соединен с положительным зажимом источника 1 питания, а база подключена к коллектору транзистора транзисторного усилителя 6 и одному из выводов четвертого резистора 17, другой вывод которого подключен к положительному 30 зажиму источника 1 питания. Змиттер транзистора 14 соединен с отрицательной обкладкой конденсатора 5 и анодом второго диода 18, катод которого подключен к отрицательному зажиму 35 источника питания. Стрелками показано возникновение аварийного дугового разряда 19 между приводами линии 3. Устройство работает следующим 40 образом.В кабельной линии 3 по разным причинам могут возникать различные коммутации, в том числе и аварийные, образующие электРическУю дугу. Дат чик 2 начала коммутации, являясь вы 1 сокочастотным фильтром, реагирует только на аварийные коммутации. Высокочастотный сигнал, выпрямленный фильтром, поступает на базу первона чально закрытого транзистора усилителя 6, открывает фотодиод диодногооптрона 7, пропуская через него токисточника 1 питания на базу транзистора блокинг-генератора 8. Блокинггенератор начинает генерировать импульсы, которые через эмиттерныйповторитель 9 передаются на базупервого транзистора 10 моста быстро 98действуюшего ключа и транзистор 10 открывается.Эмиттерный повторитель 9 осуществляет электрическую развязку между блокинг-генератором 8 и транзистором 10. При отсутствии эмиттерного повторителя коллекторная обмотка трансформатора блокинг-генератора шунтируется диодом 12 моста, что вызывает нарушение работы блокинг-генератора, Одновременно с открыванием транзистора усилителя 6 база дополнительного транзистора 16 подключается к минусовому зажиму источника 1 питания и транзистор 16 закрывается, 1При открытом транзисторе 10 положительная обкладка конденсатора 5 подсоединяется к минусовой шине источника питания. Диод 18 закрывается и через резистор 13 и переход баэаэмиттер транзистора 14 проходит ток разряда конденсатора 5, подготавливая транзистор 14 к открыванию. Вследствие того, что положительная обкладка конденсатора 5 подключается через кабельную линию 3 и сопротивление дугового разряда 19 к коллектору транзистора 14, последний открывается, пропуская ток разряда конденсатора 5 навстречу току разряда 19 электрической дуги. Во время паузы между импульсами блокинг-генератора, когда транзистор блокинг-генератора закрыт, транзисторы 14 и 10 моста также закрываются. Конденсатор 5 начинает вновь заряжаться через диоды 12 и 18 и резистор 11 от источника 1 питания, Если в случае первого неполного разряда конденсатора дуга не погасла, датчик начала коммутации продолжает выдавать сигнал, поддерживая открытое состояние усилителя 6, и тем самым сохраняет закрытое состояние транзистора 16, что позволяет постоянно изолировать источник 1 питания на время существования электрической дуги. Работа блокинг-генератора продолжается, После паузы снова поступает второй импульс тока и в соответствии с описанным процессом по его сигналу конденсатор 5 снова начинает разряжаться на дуговой разряд, Процесс повторяется до момента полного гашения дуги, после чего датчик 2 начала коммутации перестает выдавать сигнал на базу транзистора усилителя 6. Последний возвращается в исходное закрытое состояние. Через светоди 1305398од оптрона 7 не проходит ток, Ответная часть диодного оптрона 7 в цепибазы транзистора блокинг-генератора8 закрывается и блокинг-генераторостанавливается. Транзисторы 14 и10 моста закрываются. Дополнительныйтранзистор открывается током черезрезистор 17, схема возвращается висходное состояние и на нагрузку 4начинает поступать ток от источника1 питания. Длительность импульсаблокинг-генератора выбирается такой,чтобы конденсатор мог:разрядитьсяпримерно на 303.Длительность паузымежду импульсами выбирается многоменьше времени Формирования ядрапламени.Формула изобретения1. Способ искробезопасного дистанционного питания, основанный на изоляции поврежденной линии электропередачи от источника питания в моментвозникновения аварийной коммутациии разряда предуарительно заряженногодо уровня ЭДС источника питания источника электрических зарядов встречно току дугового разряда аварийнойкоммутации, отличающийсятем, что, с целью повышения передаваемой искробезопасной,мощности путем обеспечения искрогашения дугового разряда при аварийной коммутациинезависимо от длительности дуговогоразряда, в момент возникновения коммутации производят частичный разрядисточника электрических зарядов, приэтом в случае сохранения дуговогоразряда источникэлектрических зарядов дозаряжают до уровня ЗДС источника питания за время, меньшее времени формирования минимального ядрапламени, затем вновь производят час.тичный разряд источника электрических зарядов и указанные действияпроизводят до полного гашения дугового разряда,2, Устройство искробезопасногодистанционного питания, содержащее источник питания, датчик начала коммутации, кабельную линию, нагрузку,конденсатор, быстродействующий ключ,выполненный в виде моста, в два противоположных плеча которого включены диоды, а в два других - управляемые ключевые элементы, при этоманод первого диода соединен с положительным зажимом источника питания, 10 катод второго диода соединен с отцицательным зажимом источника питания, а анод второго диода подключенк минусовой обкладке конденсатора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтов него введены блокинг-генератор,эмиттерный повторитель, диодныйоптрон, транзисторный усилитель, четыре резистора и дополнительный транзистор, причем управляемые ключевыеэлементы выполнены в виде транзисторных ключей, эмиттер транзистора первого транзисторного ключа подключенк минусовой обкладке конденсатора, 25а коллектор его - к плюсовому выводуконденсатора и одному из выводовпервого резистора, база транзисторавторого транзисторного ключа черезвторой резистор подключена к минусовому зажиму источника питания, ачерез третий резистор - к коллектору этого транзистора, эмиттеру дополнительного транзистора и датчикуначала коммутации, другой вывод первого резистора соединен с катодом З 5 первого диода, база транзистора первого транзисторного ключа подключена к выходу эмиттерного повторителя,выход датчика начала коммутации подключен к входу транзисторного усилителя, выход которого через диодныйоптрон соединен с входом блокинг-генератора, выход которого подключенк входу эмиттерного повторителя, абаза дополнительного транзистора соединена с коллектором транзисторатранзисторного усилителя и через четвертый резистор подключена к плюсовому зажиму источника питания.3305398 Цк-э,Цс,б т. 3 А фРфи 8. Г Составитель Г,Нунупаро Техред А.Кравчук дактор Л.Лангаз орректор И.Муск 32 Тирак ВНИИПИ Государс по делам 113035, Москва, каз 14 430 Поднисно венного комитета СССР зобретений и открытий -35, Раушская на 9., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул, Проектная, 4