УСТРОЙСТВО ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ КОНТАКТНЫХ ПРОВОДОВ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам токовой защиты, реагирующее на недопустимое увеличение энергии протекающего тока в контактном проводе, приводящее к его разрушению, и может быть использована для токовой защиты контактных проводов электрического транспорта при аварийных перегрузках.
Известны устройства токовой защиты контактных проводов от перегрева содержащее предохранительное устройство, взаимодействующее с током контактного провода (см. Политехнический словарь, под редакцией И.И.Артоболевского, М. 1977 г. стр.423 и стр.424).
Наиболее близким является устройства токовой защиты контактных проводов от перегрева содержащее взаимодействующее с током контактного провода предохранительное устройство, состоящее из рамки с обмоткой, магнитопровода, подвижных и неподвижных контактов (см. Политехнический словарь, под редакцией И.И.Артоболевского, М. 1977 г. стр.424).
Общими недостатками известных устройств токовой защиты контактных проводов является то, что они ненадежны в работе, так как реагируют только на максимальные нагрузочные токи и не учитывают энергии полученной контактным проводом при протекании изменяющегося нагрузочного тока в течение времени, что приводит к перегреву провода и к его разрушению.
В основу полезной модели положена задача создания устройства токовой защиты контактных проводов с высокой надежностью в работе на основе учета энергии электрического тока, протекающего в проводе.
Поставленная задача решается тем, что устройство токовой защиты контактных проводов, содержащее предохранительное устройство, взаимодействующее с током контактного провода, согласно полезной модели предохранительное устройство выполнено в виде взаимодействующего с током контактного провода датчика тока, связанного с программируемым процессором, взаимодействующим с фидерным автоматом для отключения контактного провода.
Сущность полезной модели поясняется функциональной схемой предлагаемого устройства
Устройство токовой защиты контактных проводов содержит датчик тока 4, надеваемый на шину 3, питающую контактный провод 1 через фидерный автомат 2 от агрегата питания 5, и взаимодействующий с током питающей шины 3, который связан с программируемым процессором 6.
Предлагаемое устройство работает следующим образом
Ток, проходящий в шине 3 и контактном проводе 1, создает магнитное поле, пропорциональное величине протекающего тока, на которое реагирует датчик тока 4 и вырабатывает выходное напряжение, уровень которого пропорционален току в питающей шине 3 и контактном проводе 1.
Программируемый процессор 6 измеряет выходное напряжение датчика тока 4 и интерпретирует его в величину протекающего тока в питающей шине 3.
Для контактного провода допускаются длительный ток, при котором не происходит его нагревание сверх допустимой температуры и кратковременный ток, время протекания которого и величина его ограничены (М.В.Тарнижевский, Д.К.Томлянович Проектирование устройств
электрообеспечения трамвая и троллейбуса, М. Транспорт. 1986 г., с.103). Там же приводятся характеристики допустимого времени действия тока в контактных проводах различных типов от его величины.
1
1
Процессор 6 измеряет ток в шине 3 через интервалы времени Δτ. Интервалы Δτ выбираются достаточно малыми по сравнению с реальной
1
1
скоростью изменения тока в проводе, например Δτ=0,02 сек., после каждого пятого измерения вычисляется эффективное значение тока 1эф за интервал времени 5Δτ=Δτ.
i
1
2
Если ток в шине превышает длительно допустимый ток контактного провода, например 600 А, процессор производит вычисление ΔW=Iэф·Δτ - нормированного кванта энергии за время Δτ для тока, превышающего длительно допустимый ток.
Затем процессор 6 производит сложение квантов энергии ΔW; и по достижении суммы квантов, равной допустимой рассеиваемой энергии Wдoп в проводе, вырабатывает управляющий сигнал 7 для аварийного отключения контактного провода 1 от агрегата питания 5 фидерным автоматом 2.
n
n
После аварийного отключения или уменьшения тока в контактном проводе до уровня длительно допустимого тока или ниже процессор 6 производит вычитание из накопленного значения энергии W вычитание квантов энергии ΔW через те же временные промежутки Δτ и через некоторое время, зависящее от величины ΔW, накопленное в сумматоре процессора 6 значение энергии W может достигнуть нулевого значения.
Вычитание накопленной энергии в течение некоторого времени, соответствует естественному охлаждению контактного провода 1, когда происходит уменьшение накопленной в контактном проводе 1 тепловой энергии.
Последующее включение контактного провода 1 к агрегату питания 5 осуществляется в ручную оператором после устранения аварийной ситуации. Если включение происходит до полного обнуления сумматора энергии процессора 6, т.е. до полного охлаждения провода, то последующее суммирование энергии начинается от остатка, имеющегося в счетчике энергии.
i
n
Предлагаемый способ защиты контактного провода позволяет учесть реальную характеристику контактного провода по допустимой энергии рассеивания в проводе в зависимости от его типа и степени износа путем изменения значения допустимой энергии Wдоп, до которого производится суммирование квантов энергии ΔW, также позволяет учесть реальные условия охлаждения контактного провода путем изменения величины вычитаемого кванта энергии ΔW, т.е. позволяет устанавливать адаптированную к реальным условиям защиту контактного провода.