УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно устройствам диагностики состояния электрооборудования. Данное устройство может быть использовано в асинхронных электроприводах различных машин, агрегатов и поточных линий.
Известно устройство контроля сопротивления изоляции и тока утечки в электроустановках (Патент RU 2229764, опубл. 27.05.2004 г.) содержащее генератор сети с измерительной цепью, исполнительным элементом, исполнительным органом, включенным последовательно с нагрузкой, и индикацией нормального и аварийного состояний. Измерительная цепь выполнена в виде датчика тока нулевой последовательности, выход которого подключен ко входу первого выпрямителя, положительный выход которого соединен с одним выводом емкостного фильтра в виде конденсатора и управляющим электродом тиристора, отрицательный выход первого выпрямителя - с другим выводом емкостного фильтра, с катодом упомянутого тиристора и отрицательным выходом второго выпрямителя, положительный выход которого подключен к аноду тиристора, вход второго выпрямителя подключен параллельно первому индикатору узла индикации нормального и аварийного состояний, соединенному со вторым индикатором, другой вывод которого подключен к нулевому проходу, параллельно первому индикатору включены два замыкающих контакта первого и второго реле, входящих в исполнительный элемент, обмотка первого реле через диод подключена одним выводом к параллельно включенному конденсатору, другим через первый ограничительный резистор - к одной из фаз сети после контакта магнитного пускателя, включенного последовательно с автоматом, образующих исполнительный орган, к точке соединения анода диода и параллельно соединенных замыкающих контактов первого и второго реле подключена одним выводом кнопка сброса, другой вывод которой подключен к пазе сети между контактами автомата и магнитного пускателя, обмотка второго реле подключена одним выводом к точке соединения замыкающих контактов первого и второго реле и первого и второго индикаторов, другим - к нулевому проводу, между нулевым проводом и упомянутым фазным включены последовательно второй ограничительный резистор и кнопка включения тестового контроля, обмотка магнитного пускателя подключена к линейному напряжению между контактами автомата и пускателя через второй размыкающий контакт второго реле.
Существенным недостатком данного устройства является низкая точность и невысокая надежность.
Наиболее близким но технической сущности к предлагаемой полезной модели является система диагностирования электроконтактных сбоев и прогнозирования пожаров (патент RU 76150, опубл. 10.09.2008 г.) содержащая электрическую силовую линию, подключенные к ней электроустановки и устройство контроля, включающее блок измерения, блок формирования частотного спектра, выход которого связан с блоком накопления через последовательно соединенные блоки усиления и выпрямления, причем выход блока накопления соединен со входом блока сравнения, первый выход которого связан с исполнительным органом отключения эл. сети через блок формирования команды, а вход блока накопления через блок задержки соединен со вторым выходом блока сравнения, дополнительно введены блоки приема и передачи данных но электрической сети, цифро-аналоговый преобразователь, аналого-цифровые преобразователи, входы которых связаны с трансформаторами тока, подключенными к силовым цепям каждой электроустановки, а выходы - с блоками передачи данных по электрической сети, выход цифро-аналогового преобразователя соединен со входом мультиплексора, а вход - с выходом блока приема данных по электрической сети, вход которого связан с электрической силовой линией.
Недостатками данного устройства являются низкие надежность и помехоустойчивость, невысокая точность, кроме того, устройство неустойчиво к перенапряжениям.
Задачей предлагаемой полезной модели являемся повышение надежности, помехоустойчивости, точности измерения, а также повышение устойчивости устройства к перенапряжениям.
Для достижения поставленной задачи, в устройство контроля состояния электрооборудования введены коммутационный аппарат, микроконтроллер со встроенным АЦП, шина сигнала, шина питания, два трансформатора тока жидкокристаллический индикатор, причем силовая электрическая линия соединяется с первым входом блока измерений, причем первый выход блока измерений соединен со входом коммутационного аппарата. Выход коммутационного аппарата подключен к входу трансформатора тока. Выход трансформатора тока соединен с первым входом трансформатора тока. Первый выход трансформатора тока соединен с первым входом электроустановки. Кроме того, второй выход блока измерений соединен со вторым входом трансформатора тока, а второй выход трансформатора тока соединен со вторым входом электроустановки. Далее, первый вход микроконтроллера со встроенным АЦП подключен ко второму выходу трансформатора тока, а второй вход микроконтроллера со встроенным АЦП соединен с третьим выходом трансформатора тока. Микроконтроллер со встроенным АЦП через шину сигнала соединен с первым входом микроконтроллерного блока, причем, с третий выход блока измерений тоже соединен посредством шины сигнала с первым входом микроконтроллерного блока. Микроконтроллерный блок соединен вторым своим входом с блоком управления. Первый выход микроконтроллерного блока соединен с жидкокристаллическим индикатором, а второй выход микроконтроллерного блока соединен с блоком накопления. Далее блок питания через шину питания соединен с третьим входом микроконтроллерного блока, а также, с третьим входом блока измерения и с третьим входом микроконтроллера со встроенным АЦП.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом. На фиг.1 представлена блок-схема устройства контроля состояния электрооборудования, а на фиг.2, представлена конструкция и расположения трансформаторов тока, применяемых в данном устройстве.
Силовая электрическая линия 1 соединяется с первым входом блока измерений 2, причем первый выход блока измерений 2 соединен со входом коммутационного аппарата 3. выход коммутационного аппарата 3 подключен ко входу первого трансформатора тока 4, представляющего собой фильтр тока нулевой последовательности, имеющий сердечник из ферритового кольца. Выход первого трансформатора тока 4 соединен с первым входом второго трансформатора тока 5, представляющего собой фильтр токов симметричных составляющих, имеющий сердечник из ферритового кольца. Первый выход трансформатора тока 5 соединен с первым входом электроустановки 6. Кроме того, второй выход блока измерений 2 соединен со вторым входом трансформатора тока 5, а второй выход трансформатора тока 5 соединен со вторым входом электроустановки 6. Далее, первый вход микроконтроллера со встроенным АЦП 7 подключен ко второму выходу трансформатора тока 4, а второй вход микроконтроллера со встроенным АЦП 7 соединен с третьим выходом трансформатора тока 5. Микроконтроллер со встроенным АЦП 7 через шину сигнала 8 соединен с первым входом микроконтроллерного блока 9, причем, третий выход блока измерений 2 тоже связан посредством шины сигнала 8 с первым входом микроконтроллерного блока 9. Микроконтроллерный блок 9 соединен вторым своим входом с блоком управления 10. Первый выход микроконтроллерного блока 9 связан с жидкокристаллическим индикатором 11, а второй выход микроконтроллерного блока 9 соединен с блоком накопления 12. Далее блок питания 13 через шину питания 14 соединен с третьим входом микроконтроллерного блока 9, а также, с третьим входом блока измерения 2 и с третьим входом микроконтроллера со встроенным АЦП 7.
Устройство работает следующим образом
Электрический ток протекает по электрической силовой линии 1 через блок измерений 2. Блок измерений 2, с помощью трех делителей напряжения, включенных на фазные напряжения, измеряет фазные напряжения и в случае возникновения несимметрии напряжений, формирует сигнал в цифровом виде, в котором содержатся параметры такого ненормального режима электропитания установки. Далее электрический ток проходит через коммутационный аппарат 3 представляющий собой магнитный пускатель, и поступает на вход первого трансформатора тока 4, в котором происходит алгебраическое сложение токов и выделение третьей гармонической составляющей тока нулевой последовательности, фиг.2. С выхода первого трансформатора тока 4, электрический ток поступает на вход второго трансформатора тока 5, представляющего собой фильтр токов симметричных составляющих, фиг.2. В случае возникновения искрения соединений электрической силовой линии 1, частичных пробоев ее изоляции и изоляции электроустановки 6, а также в случае больших интервалов времени между коммутациями силовых контактов коммутационного аппарата 3 и величины их дребезга, по электрической силовой линии 1 протекает высокочастотный электрический ток, который наводиться во вторичной обмотке второго трансформаторе тока 5. Далее сигнал с первого трансформатора тока 4, второго трансформатора тока 5 поступает на аналоговый вход микроконтроллера со встроенным АЦП 7 где сигнал обрабатывается и формируется в цифровом виде. Цифровые сигналы с выходов блока измерений 2 и микроконтроллера со встроенным АЦП 7, через шину сигнала 8 поступают на вход микроконтроллерного блока 9. Микроконтроллерный блок 9 получает сигналы от шины сигнала 8 и блока управления 10, обрабатывает их, и выдает формализованное решение на жидкокристаллический дисплей 11, а также на и блок накопления 12. Блок питания 13 снабжает блоки устройства постоянным электрическим током посредством шины питания 14.