БЛОК-СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА ДЛЯ ВАКУУМНЫХ КОНТАКТОРОВ

Полезная модель относится к области электротехники и может использоваться в процессе производства вакуумных контакторов.
Известна блок-схема электрическая стенда для испытаний коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкость (Патент RU №2262118, опубликовано: 10.10.2005 г.). Блок-схема содержит испытуемый коммутационный аппарат, вспомогательный коммутационный аппарат, трехфазный автотрансформатор, нагрузку, контрольно-задающий блок и другие элементы управления.
Недостатками известного устройства являются низкая производительность стенда и недостаточно полная и достоверная информация о выработке ресурса испытуемого аппарата.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности, принятой за прототип, является блок-схема электрическая испытательного стенда (Патент RU №2344432, опубликовано: 20.01.2009 г.), содержащая вспомогательный коммутационный аппарат 1, трехфазный автотрансформатор 2, испытуемые коммутационные аппараты 3, 4, 5, нагрузку 6, датчик тока 7, блок режима испытания 8, ключи 9, 10, 11, 12, блоки контроля и счета импульсов 13, 14, 15, программируемый контрольно-задающий блок 16 и сигнальное устройство 17 (см. Фиг.1).
Блок-схема испытательного стенда рассчитана на одновременное испытание нескольких коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкость в режимах «включение-отключение» или «включение - изменение параметров - отключение».
Недостатком устройства-прототипа является неполная информация о выработке ресурса испытуемого аппарата при испытании на коммутационную износостойкость вакуумных контакторов.
Контакты вакуумных контакторов, кроме присущих обычным контакторам отказов типа «незамыкание» и «неразмыкание», могут давать дополнительно еще и отказы вида «возрастание тока среза». Суть этого вида отказов заключается в том, что при размыкании цепи их контактами, работающими в вакуумных камерах, ток не спадает плавно до нуля, а обрывается («срезается») еще до достижения нулевого значения. Срез тока создает перенапряжения, пропорциональные квадрату тока среза, и для ограничения этих перенапряжений значение тока среза нормируется в пределах от 1,5 до 4 А для контакторов на разные номинальные токи. Малые величины тока среза обеспечиваются введением легкоплавких присадок к материалу контактов вакуумных контакторов. Однако, в процессе работы контактов эти присадки постепенно улетучиваются, что приводит к возрастанию тока среза до недопустимых значений. Следовательно, при испытании на коммутационную износостойкость вакуумных контакторов необходимо постоянно контролировать величину тока среза, поскольку возрастание его сверх допустимого является одним из признаков выработки ресурса контактора.
Техническим результатом предложенной полезной модели является расширение функциональных возможностей испытательного стенда коммутационных аппаратов, обеспечивающих получение наиболее полной и достоверной информации о признаках выработки ресурса контактора, включающих контроль величины тока среза в процессе испытания вакуумных контакторов.
Технический результат достигается тем, что в блок-схеме электрической испытательного стенда для вакуумных контакторов, содержащей вспомогательный коммутационный аппарат и трехфазный автотрансформатор, объединенные силовые входы которых соединены с фазами сети переменного тока, а выходы с силовыми входами испытуемых коммутационных аппаратов, выходы которых соединены с входом датчика тока, силовой выход которого соединен с входом нагрузки, блоки контроля и счета импульсов, объединенные первые входы которых соединены через датчик тока и ключ с входом блока режима испытания, выход которого соединен с управляющим входом вспомогательного коммутационного аппарата, программируемый контрольно-задающий блок, выходы которого через ключи соединены со вторыми входами блоков контроля и счета импульсов и с входами испытуемых коммутационных аппаратов, а другой выход соединен с входом сигнального устройства, объединенные выходы блоков контроля и счета импульсов соединены с входом программируемого контрольно-задающего блока, к датчику тока дополнительно подсоединен блок контроля тока среза, выход которого соединен с дополнительно введенным входом программируемого контрольно-задающего блока.
Сущность полезной модели заключается в том, что за счет введения блока контроля тока среза в устройство обеспечивается постоянный контроль величины тока в процессе испытания таких контакторов и учет присущего вакуумным контакторам дополнительного вида отказов - «возрастание тока среза».
На Фиг.2 приведена заявляемая электрическая блок-схема испытательного стенда, в которой приняты следующие обозначения:
1 - вспомогательный коммутационный аппарат,
2 - трехфазный автотрансформатор,
3, 4, 5 - испытуемые коммутационные аппараты (ИКА),
6 - нагрузка,
7 - датчик тока,
8 - блок режима испытания,
9, 10, 11, 12 - ключи,
13, 14, 15 - блоки контроля и счета импульсов (БКСИ),
16 - программируемый контрольно-задающий блок,
17 - сигнальное устройство,
18 - блок контроля тока среза.
Заявляемая блок-схема содержит вспомогательный коммутационный аппарат 1 и трехфазный автотрансформатор 2, объединенные силовые входы которых, соединены с фазами сети переменного тока, а объединенные силовые выходы предназначены для присоединения к ним силовых входов испытуемых коммутационных аппаратов 3, 4, 5, нагрузку 6, датчик тока 7, силовой вход которого соединен с объединенными силовыми выходами испытуемых коммутационных аппаратов 3, 4, 5 (ИКА), а силовой его выход соединен с входом нагрузки 6. Схема содержит также блок режима испытания 8, вход которого через ключ 9 соединяется с первым измерительным выходом датчика тока 7, а выход присоединен к управляющему входу вспомогательного коммутационного аппарата 1, и программируемый контрольно-задающий блок 16, первый выход которого присоединен к входу сигнального устройства 17.
В схеме имеются также блоки контроля и счета импульсов 13, 14, 15 (БКСИ), количеством которых определяется возможное число одновременно испытываемых на данном стенде ИКА 3, 4, 5, и блок контроля тока среза 18.
Второй и последующие выходы программируемого контрольно-задающего блока 16 через один из ключей 10, 11, 12 соединяются с первым входом одного из БКСИ 13, 14, 15 и управляющим входом соответствующего ИКА 3, 4, 5. Второй измерительный выход датчика тока 7 присоединен к объединенным вторым входам БКСИ 13, 14, 15 и к входу блока контроля тока среза 18. Объединенные выходы БКСИ 13, 14, 15 присоединены к первому входу программируемого контрольно-задающего блока 16, выход блока контроля тока среза 18 присоединен ко второму входу программируемого контрольно-задающего блока 16.
Блок-схема работает следующим образом.
При испытании в режиме «включение-отключение» ключ 9 разомкнут, блок режима испытания 8 отключен, вспомогательный коммутационный аппарат 1 находится постоянно во включенном состоянии. Программируемый контрольно-задающий блок 16 через свои выходы и замкнутые ключи 10, 11, 12 подает команды на включение и отключение поочередно всех ИКА 3, 4, 5. Допустимое число последних ограничено соотношением продолжительностей включенного состояния каждого из ИКА 3, 4, 5 и его бестоковой паузы, время которой в несколько раз (от 3 до 30) больше времени включенного состояния; конкретное их число для данного стенда определяется количеством имеющихся в схеме БКСИ 13, 14, 15. Поскольку включения и отключения всех последующих ИКА 3, 4, 5 осуществляются в период бестоковой паузы первого испытуемого коммутационного аппарата, общее время испытания всей группы ИКА 3, 4, 5 не превышает времени испытания одного из ИКА.
При выдаче очередной команды на включение соответствующего ИКА, она поступает также и на первый вход соответствующего БКСИ при этом ИКА включается и в нагрузку 6 через датчик тока 7 начинает поступать ток. Сигнал об этом со второго измерительного выхода датчика тока 7 поступает на второй вход указанного БКСИ. При снятии команды на включение ИКА 3, 4, 5 последний отключается, ток через датчик тока 7 в нагрузку 6 перестает протекать, и сигнал со второго выхода датчика тока 7 на второй вход БКСИ 13, 14, 15 также не поступает. После каждого снятия команды на включение ИКА 3, 4, 5 счетчик БКСИ 13, 14, 15 увеличивает свое показание на 1.
Если в результате выработки ресурса одного из ИКА 3, 4, 5 его контакты не замыкаются при поступлении очередной команды на включение, то ток через датчик тока 7 не протекает, или же, если контакты этого ИКА не размыкаются (в результате их приваривания) при снятии команды на включение, то ток через датчик тока 7 продолжает протекать. В обоих случаях происходит рассогласование между сигналами, поступающими на входы соответствующего БКСИ, в результате последний со своего выхода посылает на первый вход программируемого контрольно-задающего блока 16 сигнал о неисправности ИКА, под действием которого программируемый контрольно-задающий блок 16 прекращает вырабатывать команды на включение и отключение ИКА и включает сигнальное устройство 17.
При протекании тока через датчик тока 7 информация о величине этого тока поступает и на вход блока контроля тока среза 18, который постоянно ее отслеживает и сохраняет в своей памяти. В момент прекращения протекания тока блок контроля тока среза 18 производит сравнение последнего записанного в памяти значения тока с заложенной в его память предельно допустимой для ИКА 3, 4, 5 величиной тока среза. Если указанное последнее значение тока превышает предельно допустимую его величину, блок контроля тока среза 18 посылает на второй вход программируемого контрольно-задающего блока 16 сигнал о неисправности ИКА, под действием которого программируемый контрольно-задающий блок 16 прекращает вырабатывать команды на включение и отключение ИКА и включает сигнальное устройство 17.
Оператор стенда, восприняв сигнал устройства 17, размыкает ключ в цепи управления отказавшего ИКА и запускает программируемый контрольно-задающий блок 16 на продолжение испытаний остальных ИКА.
При испытании в режиме «включение - изменение параметров - отключение» ключ 9 замкнут, и на вход блок режима испытания 8 с первого выхода датчика тока 7 поступает информация о наличии или отсутствии тока в нагрузке 6. При включении очередного ИКА по команде программируемый контрольно-задающий блок 16, через датчик тока 7 начинает протекать ток; блок режима испытания 8, получив информацию об этом, через заданный промежуток времени посылает на управляющий вход вспомогательного коммутационного аппарата 1 команду на его отключение. После отключения вспомогательного коммутационного аппарата 1 напряжение на его силовом выходе снижается до величины вторичного напряжения автотрансформатора 2, и соответственно уменьшается ток в силовой цепи ИКА. После отключения данного ИКА ток в силовой цепи прекращается, информация об этом поступает на вход блока режима испытания 8, и последний с небольшой задержкой включает вспомогательный коммутационный аппарат 1, подготавливая тем самым схему к включению следующего ИКА. В остальном, работа всех элементов схемы осуществляется аналогично описанному выше для испытания в режиме «включение-отключение».
Проводившиеся экспериментальные проверки работы заявленной электрической блок-схемы испытательного стенда для вакуумных контакторов подтвердили ее работоспособность и высокую эффективность.