Устройство для контроля исправности элементов при их параллельно-последовательном соединении в высоковольтном электротехническом оборудовании

(56) 1. Патент Швеции 9кл. Е 02 Н 1/18, 1973.2. Авторское свидетелпо заявке М 2943218,кл. Н 02 Н 7/10, Н 02 М технический 365915,ьство СССР1/18, 1980,ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯИСПРАВНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ИХ ПАРАЛЛЕ)1 ЬНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИВ ВЫСОКОВОЛЬТНОМ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОМОБОРУДОВАНИИ, содержащее датчикисостояния элементов по числу контролируемых элементов, первый и второйсветоводы, счетчик, первый и второйселекторы с двумя выходами, третийселектор и блок памяти с поразрядными входами, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено переключателем с входами по числу датчиков,стробирующим входом ипоразряднымиадресными входами и выходом, первымтриггером с первым и вторым входамиуправления, входом обнуления, вторымтриггером с управляющим и обнуляющим входами, первым и вторым сумматрами, первыми и вторыми входными услителями, первым и вторым выходнымиусилителями, первым и вторым фотоприемниками, первым и вторым светоизлучателями, задакщим генератором,первым и вторым ключами, кольцевымсчетчиком с управлякщим и обнуляющим входами, с выходом окончаниясчета и поразрядными выходами, счетчиком на три с входом обнуленияэлементом И, дешифратором с управляющим входом и поразрядными входами и выходами, первым и вторым элементами задержки, формирователем импульсов и блоком выдачи результата, счетчик снабжен обнуляющим входом и поразрядными выходами по числу поразрядных адресных входов переключателя, а блок памяти снабжен обнуля. кщим и разрешающим входами, причем выходы датчиков подключены к соответствующим входам переключателя, стробирующий вход которого подключен к выходу первого триггера, а поразрядные адресные входы подключены к соответствующим поразрядным выходам счетчика, выход переключателя подключен к одному входу первого сумматора, другой вход которого подключен к одному выходу первого се- ф лектора, а выход через первый выходной усилитель подключен к первому светоизлучателю, первый фотоприемник через первый входной усилитель подключен к входу счетчика и первому входу управления первого триггера, второй вход управления которого под ключен к выходу счетчика и входу пе вого селектора, другой выход которого подключен к обнуляющим входамсчетчика и первого триггера, выход эадакщего генератора подключен чере первый ключ к входу второго ключа и управляющему входу кольцевого счетч ка, управляющие входы первого и второго ключей подключены к одному выходу второго сумматора и выходу второго триггера соответственно, выход второго ключа через второй выходной усилитель подключен к второму свето- излучателю, выход окончания счета кольцевого счетчика через второй селектор подключен к другому выходу второго сумматора, одним входамэлемента И и счетчика на "три" и обнуляющему входу второго триггера, вход которого подключен к другому входу элейента И и выходу третьего селектора, вход которого подключен к управляющему входу дешифратора и через вто1 О 69 О 88 рой входной усилитель - к второмуфотоприемнику, выход второго селектора через первый элемент задержкиподключен к входу второго сумматора,обнуляющим входам кольцевого счетчика и блока памяти, выход которогоподключен к одному входу блока выдачи результата, другой вход которогоподключен к выходу формирователяимпульсов, входом подключенного квыходу и входу обнуления счетчика на,1Изобретение относится к электротехнике и может быть применено вустройствах контроля и защиты высоковольтных установок, содержащих,большое количество однотипных элементов,соединенных параллельно и последовательно, например тиристоров, конденсаторов .Известно устройСтво для контроляпоследовательно соединенных тиристоров высоковольтного вентиля, содержащее датчики на потенциал каждоготиристора, выходами подключенныечерез световоды к детекторам, блокпамяти с подключенным к нему селектором, счетчик и блоки индикации и выдачи результата Г 1Недостатком этого устройства явЛяется сложность, обусловленнаябольшим количеством световодов, соответствующим количеством детекторов и сложностью обработки информации,полученной с высокого потенциала,что снижает достоверность информации.,Наиболее близким к изобретению по,технической сущности и достигаемомуэффекту является устройство для контроля исправности элементов при ихпараллельно-последовательном соединении в высоковольтном электротехническом оборудовании, содержащее дат- ЗОчики состояния элементов по числуконтролируемых элементов, первый ивторой световоды, счетчик, первый ивторой селекторы с двумя выходами,третий селектор и блок памяти с поразрядными входами 2 1,Недостатком известного устройства является низкая надежность, обусловленная большим количеством световодов и блоков, преобразующих информацию, полученную с высокого потенциала. При наружной установке устройство предполагает использование дорогостоящих маслонаполненных световодов в специальной оболочке, усложня ющих эксплуатацию и снижающих,надежность оборудования, три" , выходу элемента И и входувторого элемента задержки, выход которого подключен к разрешакщему входу блока памяти, первый и второйсветоводы подключены между первымисветоизлучателем и фотоприемником ивторыми светоизлучателем и фотоприемником соответственно, поразрядныевходы блока памяти подключены к соответствующим поразрядным выхоцам дешифратора,2Цель изобретения - повышение надежности.11 оставленная цель достигается тем, что устройство для контроля элементов при их параллельно-последовательном соединении в высоковольтном электротехническом оборудовании, содержащее датчики состояния элементов по числу контролируемых элементов, первый и второй световоды,счетчик, первый ивторой селекторыс двумя выходами, третий селектор иблок памяти с поразрядными входами,снабжено переключателем с входами почислу датчиков, стробирующим входоми поразрядными адресными входами.ивыходом, первым триггером с первыми вторым входами управления, входомобнуления, вторым триггером с управляющим и обнуляющим входами, первым и вторым сумматорами, первыми и вторыми входными усилителями, первым и вторым выходными усилителями, первым и вторым фотоприемниками, первым ивторым светоизлучателями, задакщимгенератором, первым и вторым ключами, кольцевым счетчиком с управляющим и обнуляющим входами, с выходомокончания счета и поразрядными выходами, счетчиком на три с входомобнуления, элементом И, дешифратором с управляющим входом,и поразрядными входами и выходами, первым ивторым элементами задержки, формирователем импульсов и блоком выдачирезультата а счетчик снабжен обнуляющим входом и поразрядными выходами по числу поразрядных адресныхвходов переключателя, а блок памятиснабжен обнуляющим и разрешакщимвходами, причем выходы датчиков подключены к соответствующим входам переключателя, стробирующий вход которого подключен к выходу первого триггера, а поразрядные адресные входыподключены к соотчетствукщим поразрядным выходам счетчика, выход переключателя подключен к одному входу первого сумматора, другой входкоторого подключен к одному выходу первого селектора, а выход через первый выходной усилитель подключен к первому светоизлучателю, первый фотоприемник через первый входной усилитель подключен к входу счетчика и первому входу управления первого триггера, второй вход управления которого подключен к выходу счетчика и входу первого селектора, другой выход которого подключен к обнуляю щим входам счетчика и первого триггера, выход задающего генератора подключен через первый ключ к входу второго ключа и управлякщему входу кольцевого счетчика, управляющие входы 15 первого и второго ключей подключены к одному выходу второго сумматора и выходу второго триггера соответственно, выход второго ключа через второй выходной усилитель подключен к второму светоизлучателю, выход окончания счета кольцевого счетчика через второй селектор подключен к другому выходу второго сумматора, одним входам элемента И и счетчика на три 1 ф и обнуляющему входу второго триггера, вход которого подключен к другому входу элемента И и выходу третьего селектора, вход которого подключен к управляющему входу дешифратора и через второйвходной усилитель - к второму фотоприемнику, выход второго селектора через первый элемент задержки подключен к входу второго сумматора, обнуляющим входам кольцевого счетчика и блока 35 памяти, выход которого подключен к одному входу блока выдачи результата, другой вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, входом подключенного к выходу и вхо ду обнуления счетчика на фтри, выходу элемента И и входу второго элемента задержки, выход которого подключен к разрешакщему входу блока памяти, первый и второй световоды 45 подключены между первыми светоизлучателем и фотоприемником и вторыми светоизлучателем и Фотоприемником соответственно, поразрядные входы блока памяти подключены к соответствукщим поразрядным выходам дешифратора.На фиг. 1 представлена схема устройства для контроля исправности элементов при их параллельно-последовательном соединении в высоковольтком электротехническом оборудовании. Устройство содержит датчики 1 состояния элементов по числу контролируемых элементов, выходами подклю ченные к соответствукщим входам 2-6 по числу датчиков 7 переключателя, снабженного стробирукщим входом 8, поразрядными адресными входами. 9-14, выходом 15 подключенного к одному 65 входу двухвходового первого сумматора 16, подключенного выходом черезпервый выходной усилитель 17.к первому светоизлучателю 18, первый фотоприемник 19, подключенный через первый входной усилитель 20 к входу 21счетчика 22, первому входу 23 управления первого триггера 24, выход 25которого подключен к стробирукщему.входу 8 переключателя 7, а второйвход 26 управления подключен к выхо-.ду 27 счетчика 22 и входу 28 первого селектора 29, один выход которогоподключен к обнуляющим входам 30и 31 первого триггера 24 и счетчйка 22, а другой его выход подключенк другому входу первого сумматора 16,задакщий генератор 32, подключенныйчерез вход 33 первого ключа 34 квходу 35 второго ключа 36 и управляющему входу 37 кольцевого счетчика,38второй сумматор 39, одним выходомподключенный к управляющему входу 40первого ключа 34, а другим - к одному выходу второго селектора 41, одному входу элемента И 42, входу 43счетчика на фтри 44 и к обнуляющему входу 45 второго триггера 46,выходом подключенного к управляющему входу 47 второго ключа Зб, выходкоторого подключен через второй выходной усилитель 48 к второму светоизлучателю 49, первый элемент 50задержки, входом подключенный кдругому выходу второго селектора 41,а выходом 51 - к входу второго сумматора 39 и обнуляющим входам 52и 53 кольцевого счетчика 38 и блока54 памяти соответственно, поразрядныевходы которого 55-57 через соответствующие поразрядные выходы и входыдешифратора 58 подключены к соответствующим поразрядным выходам 59-61кольцевого счетчика 38, второй элемент 62 задержки, входом подключенный к выходу 63 элемента И 42, к выходу 64 и обнуляющему входу 65 счет-чика на фтриф 44 и к входу формирователя 66 импульса, а выходомподключенный к разрешающему входу 67блока 54 памяти, выход которогоподключен к одному входу блока 68выдачи результата, другой вход которого подключен к выходу формирователя 66 импульса, второй Фотоприемник 69 через второй входной усилитель 70 подключен к управляющемувходу 71 дешифратора 58 и через третий селектор 72 к другому входу элемента И 42 и к управлякщему входу 73второго триггера 46. Первый и второй световоды (не изображены) включаются между первыми светоизлучателем и фотоприемником и между вторыми светоизлучателем и фотоприемником соответственно. Переключатель может быть выполнен в видемультиплексора на основе интегральной микросхемы.Устройство работает следующимобразом,Команда начала опроса датчиков 1состояния элементов, устанавливае 5мых на высоком потенциале электротехнического оборудования, подаетс явторым светоизлучателем 49, находящимся на потенциале земли, черездиэлектрический второй световод и Оперный фотоприемник 19.,находящийсяна одном потенциале с датчиками состояния элементов. По этой командепроисходит поочередный опрос датчиков состояния элементов. Информация 15с датчиков состояния элементов впоследовательно временном коде передается с высокого потенциала через первые выходной усилитель 17, снетоизлучатель 18 и светодиод на вто Орой Фотоприемник 69 и через второйнходной усилитель 70 на стробирующий. вход 71 дешифратора 58, где Формируется номер (адрес) неисправногоэлемента. Номер адреса неисправного 25элемента поступает в блок 68 выдачирезультата, где он преобразуется вФорму, удобную для визуального наблюдения,Счетные световые импульсы с потенциала земли принимаются первымфотоприемником 19, преобразуются вэлектрические сигналы, усиливаютсяпервым входным усилителем 20 и поступают на. нход 21 счетчика 22 ипервый .вход 23 управления первоготриггера 24.Первый поступивший импульс переводит первый триггер 24 в состояние,при котором с его выхода подаетсясигнал на стробирующий вход 8 переключателя 7 и разрешает его работу,Одновременно импульсы поступают науправлякщий вход 21 счетчика 22 импульсов, который считает их. Импульсы счетчика 22 через поразрядные выходы поступают ка адресные входи 914 переключателя 7, переключая поочередно входы по числу датчиков 2-6на его выход 15. Таким образом производится поочередный опрос всехдатчиков 1 состояния элементов, Приналичии сигнала на выходе датчикасостояния элементов информация состояния элемента в последовательновременном коде передается через переключатель 7, первые сумматор 16, выходной усилитель 17, светоизлучатель 18 и светодиод на второй Фотоприемник 69. После опроса всех датчиков 1 состояния элемента счетчик. 22 Формирует на выходе 27 сигнал 6 Оокончания счета, который поступаетна второй управляющий вход первоготриггера 24 и переводит его в состояние, при котором с его выхода поступает сигнал на стробирующий вход 8 65 переключателя 7 н запрещает его работу Кроме этого, сигнал с выхода 27счетчика 22 поступает на первый селектор 29, который Формирует импульс, отличный по длительности отинформационных импульсов переключателя 7 н через первые сумматор 16 и/выходной усилитель 17 передается навторой Фотоприемник, Сигнал с другого выхода первого селектора 29 обнуляет счетчик 22 и первый триггер 24и этим подготавливает переключатель7 к следующему циклу опроса.Импульсы от задающего генератора 32 одновременно с пуском переключателя 7 через первые фотоприемкик19, входной усилитель 20 и первыйтриггер 24 поступают на кольцевойсчетчик 38 через первый ключ 34,цикл счета которого равен числуконтролируемых элементов, После окончания счета с выхода кольцевого счет 1 чика подается сигнал на второй селектор 41, который формирует счетаи через второй сумматор 39 поступаетна упранляющий нход 40 перного ключа 34, запрещая прохождение импульсон от задающего генератора 32.Сигнал окончания опроса элементов поступает на Один вход элементаИ 42, на другой вход которого подается сигнал со второго селектора 41.Если счетчик 22 на потенциале землии кольцевой счетчик 38 на высокомпотенциале сработали синхронно, т.е.не было дополнительных импульсов помех, тона выходе 63 элемента И 42Формируется сигнал, который черезвторой элемент 62 задержки поступает на блок 54 памяти и разрешает информации результата опроса (комеранеисправных элементов) перейти нблок 68 выдачи результата.Если счетчик 22 и кольцевой счетчик 38 сработали несинхронно, те,были импульсы помехи, то со второгоселектора 41 через первый элемент 50задержки поступает сигнал на обнуление блока 54 памяти, кольцевогосчетчика 38 и через второй сумматор39 на запирание прохождения импульсон от задающего генератора 32 навремя обнуления, Время выдержки первого элемента 50 задержки больше времени выдержки второго элемента 62задержки для того, чтобы при успешном опросе информация из блока 54памяти могла зафиксироваться в блоке 68 выдачи результата,Цикл каждого опроса запоминаетсясчетчиком на три 44, работающим от второго селектора 41, При трех- кратком неуспешном опросе на выходе счетчика ка три 44 Формируется сигнал, который обнуляет себя, и через формирователь бб импульса генерируется сигнал наличия помех, При1069088 Фие успешном опросе на выходе 63 элемента Ь 42 формируется сигнал обнуления счетчика на три 44.Определение порядкового номера элемента производится следующим образом. Импульсами от задающего ге нератора 32 производится поочередное подключение датчиков 1 состояния элементов. и счет на кольцевом счетчике 38, выход которого подключен через дешифратор 58 на вход блока 54 памяти. В момент прихода импульса с высокого потенциала о неисправности контролируемого элемента на стробирующий выход 71 дешифратора 58 на его выходе имеется число в двоичном коде, которое соответствует номеру неисправного элемента.Применение изобретения позволяет повысить надежность контроля состояния большого количества элементов электротехнического оборудования, например, тиристоров или конденсаторов, находящихся на высоком промпотенциале, а значит повысить надежность оборудования в целом путем сокращения числа световодов до двух и обеспечение надежного постоянного периодического контроля элементов оборудования.1069088Составитель Ю,Бояринов Редактор Н,Бобкова Техред В.лалекорей Корректор И.МускаЗаказ 11486/52 Тираж 672 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскав наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4