Устройство для индикации превышения током определенного уровня и времени превышения

и 894587 Союэ СоветскихСоциалистическиаРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61)м. Кл. 001% 1 И 165 Рвударстюицй ааитет ИСР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 30. 12.8 1 и технологический институт трансформа ния(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ПРЕВЫШЕНИЯ ТОКОМ ОПРЕДЕЛЕННОГО УРОВНЯ И ВРЕМЕНИ ПРЕВЫШЕНИ овьппен ения Изобретение относится к измеритель-, ной технике и может быть использовано для контроля работы силовых трансформаторов.Известно устройство для индикации превышения током определенного уровня и определенного времени превышения, содержащее трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены в цепи контролируемого тока, а вторичные нагруто жены на резисторы и выпрямители, пиковые детекторы, подключенные к выходу выпрямителей, два счетных элемента, входы которых соединены с выходами пиковых детекторов 11.Известное устройство сложно по конструкции и позволяет лишь приблизительно оценить продолжительность действия тока, превысившего определенный уровень.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для индикации превышения током определенного уровня и времени превышения, содержащее последовательно соединенные магнитоуправляемый контакт, расположенный в магнитном полепроводника с контролируемым током,:иоточник напряжения постоянного тока и пи-ковый детектор, первый и второй счетныеэлементы, подключенные к выходу пикового детектора, Первый счетный элементрегистрируют число превышений контролируемым током определенного уровня, авторой - число превышений контролируемым током определенного уровня, продолжительность которых превышает определенное время 1,2.,Недостаток известного устройства состоит в низкой точности измерения времени превышения контролируемым токомопределенного уровня, так как оно измеряет не фактическое время превьппения контролируемым током определенного уровня,а региотрйрует лишь число превышений,продолжительность которых превышаетопределенное время,Цель изобретения - п ие точностиизмерения времени превыш контролируемым током определенного уровня.894587 Поставленная цель достигается тем,что в устройство для индикации превышения током определенного уровня и времени превышения, содержащее последовательно соединенные магнитоуправляемыйконтакт, расположенный в магнитном пьле проводника с контролируемым токомисточник напряжения постоянного токаи пиковый детектор, первый счетный элемент, подключенный к выходу пикового 1 одетектора, и второй счетный элемент, дополнительно введены последовательно соединенные формирователь импульсов, счетчик импульсов и расширитель импульсов,причем вход формирователя импульсов подключен ко входу пикового детектора, авыход расширителя импульсов связан совходом второго счетного элемента,На фиг. 1 изображена электрическаясхема предлагаемого устройства, нафиг. 2 - линейные диаграммы контролируемого тока, входных и выходных ситналов функциональных блоков устройства.Устройство для индикации превышениятоком определенного уровня и временипревышения содержит магнитоуправляемыйконтакт 1 расположенный в магнитномполе проводника с контролируемым током,источник 2 напряжения постоянного токазов качестве источника питания устройства,пиковый детектор 3, вход которого черезмагнитоуправляемый контакт 1 подключен к положительному зажиму источника 2 напряжения постоянного тока, первыйсчетный элемент 4, подключенный к выходу пикового детектора 3, .второй счетный элемент 5, последовательно соединенные формирователь 6 импульсов, счетчик 7 импульсов и расширитель 8 импульсов, Вход формирователя 6 импульсов со 40единен со входом пикового детектора 3,а выход расширителя 8 импульсов связан со входом второго счетного элемента 5,Пиковый детектор. 3 содержит транзистор 9, включенный по схеме с общимколлектором, диод 10, подключенный крезистору 11, установленному в цепиэмиттэра транзистора 9, резистор 12 иконденсатор 13, подключенные к катоду 50диода 10, при этом катод диода 10 является выходом пикового детектора 3.Вход пикового детектора 3 шунтированконденсатором 14, который служит дляустранения электрических помех, возни- ыкающих на входе пикового детектора 3при замыкании и размыкании магнитоуправляемого контакта 1,4Первый счетный элемент 4 содержит транзистор 15, включенный по схеме с общим эмиттером, электромеханический счетчик 16 и резистор 17, включенные соответственно в цепь коллектора и в цепь базы транзистора 15. Второй счетный элемент 5 выполнен аналогично первому счетному элементу 4 и содержит транзистор 18, электромеханический счетчик 19 и резистор 20,Устройство работает следующим образом.Магнитоуправляемый контакт 1, рас положенный в магнитном поле проводника с контролируемым током , при значении контролируемого тока , меньшем определенного заранее заданного уровняфиг, 2, интервал 0- Ф ), нахс- дится в разомкнутом состоянии, и сигнал Ц 4 на выходе пикового детектора 3 и входе формирователя 6 импульсов отсутствует, При этом транзистор 9 пикового детектора 3 заперт, конденсатор 13 разряжен и сигнал Она выходе пикового детектора 3 также отсутствует. Соответственно отсутствуют сигнал Ц на вьпсоде счетчика 7 импульсов, сигнал 0 на выходе расширителя 8 импульсов и сигналы Ои 06. на выходах первого и второго счетных элементов 4 и 5. Транзиоторы 15 и 18 обоих счетных. элементов 4 и 5 заперты, и электромеханические счетчики 16 и 19 обесточены,При превышении контролируемыи токомопределенного заранее заданногоуровня 1 магнитоуправляемый кон-.такт 1 под действием магнитного поля,созданного контролируемым токомзамьпсается (фиг. 2, момент Ф 4). Череззамкнутый магнитоуправляемый контакт1 на вход пикового детектора 3 подается сигнал 9, в виде положительного напряг"жения источника 2 напряжения постоянноготока, под действием которого транзистор9 пикового детектора 3 отпирается иконденсатор 13 начинает заряжаться через диод 10, При этом нарастает напряжение сигнала 0 сна выходе пикового детектора 3 и входе первого счетного элемента 4. При достижении напряжениемсигнала 0 уровня О -п, равного напряжению отпирания транзистора 15 первоГосчетного элемента 4, указанный транзиотор 15 отпирается, и на электромехани:ческий счетчик 16 подается напряжение0 от источника 2 напряжения постоянного тока,1 О 4 0При последующем сницении контролируемого тока 1 ниже уровня 1 сдмагнитоуправляемый контакт 1 размыкается (фиг. 2, момент 6 й), транзистор 9 пикового детектора 3 запирается и конденсатор 13 начинает разряжаться через резистор 12, резистор 17 и переход базаэмитчер транзистора 15 первого счетного элемента 4. Емкость конденсатора 13 и сопротивление резистора 12 выбирают такими, чтобы при замыкании и последующем размыкании магнитоупрааляемого контакта 1 напряжение сигнала 0 на выходе пикового детектора 3 превышало уровень Оо в течение интервалавремени Т 4 (фиг. 2), достаточного для срабатывания электромеханического счетчика 16 первого счетного элемента 4. При . этом условии электромеханический счетчик 16 срабатывает при каждом кратковременном однократном превышении контролируемым током 1 уровня.1 Сд, и пер,вый счетный элемент 4 регистрирует число этих превышений.При превышении контролируемым током 1 уровня 1.у д сигнал 0, воз никающий на входе пикового детектора 3, имеет вид прямоугольного импульса ц (фиг. 2), длительность которого равна времени превышения контролируемым то.- ком 1 уровня 4 Д. Этот сигнал 0 в виде импульса О подается одновременно на вход формирователя 6 импульсов, а с его выхода поступает на вход счетчика 7 импульсов. Счетчик 7 импульсов . имеет определенную емкость счета, например, равную пяти единицам, поэтому при однократном импульсе О или при числе таких импульсов, меньшем емкости счетчика 7 импульсов, сигнал 0, на выходе последнего не возникает. В этом случае счетчик 7 импульсов запоминает число импульсов, поступающих на его вход. Таким образом, при однократном превышении контролируемым током уровня 1 д.д отсутствует сигнал 0 на выходе расширителя 8 импульсов и входе второго счетного элемента 5. При этом транзистор 18 второго счетного элемента 5 заперт, и электромеханический счетчик 19 обесточен. Необходимость запоминания импульса 9 в счетчике 7 импульсов обусловлена тем, что длительность импульса О и последующих импульсов б, в, г, д, е, ж может изменяться в зависимости от степени превышения контролируемым токомуровня 1 Сд . При незначительномге0 3 40 превышении длительность импульсов может быть малой и недостаточной длясрабатывания электромеханического счетчика 19 второго счетного элемента 5.Введение же в устройство только расширителя 8 импульсов не решает задачи,так как с изменением длительности импульсов изменяется и их скважность, чтовызывает нестабильность работы второгосчетного элемента 5. При контролируемом токе 4, длительно превышающем уровень 4 д 1 фиг, 2, интервал 6- +4 ), на .вход пикового детектора 3 и вход формирователя 6 импульсов поступает сигнал О в виде серии импульсов б, в, г, д, е, ж, з. Импульсы поочередно отпирают транзистор 9 пиковбго детектора 3, при этом происходит заряд конденсатора 13 через диод 10. В паузах между импульсами б, в, г, д, е, ж, з конденсатор 13 начинает разряжаться, однако при поступлении очередного импульса на вход пикового детектора 3 вновь подзаряжается. При этом напряжение сигнала 0 на выходе пикового детектора 3 и, следовательно, на входе первого счетного элемента 4 изменяется таким образом, что непрерывно превышает уровень Оов течение йнтервала времени Т.Соответственно в течение этого интервала Т транзистор 15 первого счетного элемента 4 отперт, и на электромеханический счетчик 16 подается напряжение О от источника 2 напряжения постоянного тока. В результате этого первый счетный элемент 4регистрирует импульсы б, в, г, д, е, ж, з как один импульс (длительностью Т ), указывая на единичный факт превышения контролируемым током ф уровня д РОдновременно эти же импульсы б, в, г, д, е, ж, з поступают через формирователь 6 импульсов на вход счетчика 7 импульсов, при этом после поступления пятого (считая и импульс а) импульса д счетчик 7 импульсов оказывается заполненным и на его выходе возникает сигнал 0, в виде импульса напряжения.Этот импульс подается на вход расширителя 8 импульсов, который увеличивает его длительность, в результате чего на выходе расширителя 8 импульсов и входе второго счетного элемента 5 возникает сигнал 0 длительностью, равной Т(фиг. 2), достаточной для срабатывания электромеханического счетчика 19 вто рого счетного элемента 5 и регистрации7 89факта поступления сигнала О указаннымвторым счещым элементом 5,Последующие импульсы е, ж, э запоминаются счетчиком 7 импульсов, припоступлении очередных двух импульсовна выходе счетчика 7 импульсов вновьвозникает сигйал Об, который регистрируется вторым счетным элементом 5.Указанный процесс повторяется по мерепоступления на вход счетчика новых импульсов, возникающих при повторныхпревышениях контролируемым токомуровня 1 С 1 Д. При этом каждый импульс несет информацию о 1 одном превышении контролируемым током 4 уровня 1 цф в течение одного периода частоты контролируемого тока 1, Если вторымсчетным элементом 5 зарегистрировано1, отдельных сигналов О, то при емкости счетчика 7 импульсов, равной, например, пяти единицам, число периодовчастоты контролируемого тока 1, в течение которых указанный ток превышаетуровень 1 ОД, равно 5 .И,Преимущество предлагаемого устройства заключается в повьппенной точнооти определения суммарного времнни длительного превьпцения контролируемымтоком определенного уровни, так как онопозволяет зарегистрировать длительностькаждого превыщенияя, Использование устройства, например, для контроля сверхеоков, воздействующих при коротких замыканиях на силовой трансформатор, позволяет накопить статистические данные,,которые необходимы для решения задачэлектродинамической стойкости трансформаторов при проектировании, а также дляустановления наиболее целесообразныхмежремонтных сроков при эксплуатации. 4587 8Поэтому повьппенная точность определения суммарного времени превыщения контра лируемого током, воздействующим на силовой трансформатор, определенного уровня дает возможность точнее решить укаэанные задачи и повысить надежность работы силовых трансформаторов. 1 О Формула изобретения Устройство для индикации превышениятоком определенного уровня и времени превышения, содержащее последовательно соединенные магнитоуправляемый контакт, 15расположенный в магнитном поле проводника с контролируемым током, источник напряжении постоянного тока и пиковый детектор, первый счетный элемент, подключенный к выходу пикового детектора, и второй счетный элемент, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения времени превьпдения током определенного уровня, в него дополнительно введены последовательно соедйненные формирователь импульсов, счетчик импульсов и расширитель импульсов, причем вход формирователя импульсов под ключен ко входу пикового детектора, а выход расширителя импульсов связан со входом второго счетного элемента. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США3775675,кл, 601 К 19/16, 324-51, опублик. 1973. 2. Патент США3789293,кл. 601 Й 19/16, 324-51, опублик,1974 (прототип),894587 оставите Редактор 1 ихее Техред иал ППП "Патен", г. Ужгород., ул,ая,аказ 11478/72 Тираж 7 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, С. ВейскийАч Корректор М. Варош 5 Подпискомитета СССРоткрытийаушская наб., д. 4/