УСТРОЙСТВО ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

УСТРОЙСТВО ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЛЕЙ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
Область техники
Нолезная модель относится к устройствам защиты, срабатывающей при отклонении электрических параметров от нормального значения и предназначено для использования в электрооборудовании железнодорожных пассажирских вагонов.
Уровень техники
Известно устройство дифференциальной защиты высоковольтных нагревателей пассажирских вагонов 1, содержащее однопроводную высоковольтную магистраль, корпус вагона, контактор, группу высоковольтных нагревателей, включенную последовательно с замыкающим контактом контактора и датчиком разбаланса токов на входе и выходе высоковольтных нагревателей вагонамежду однопроводной
высоковольтной магистралью и корпусом вагона. В качестве датчика разбаланса токов использовано двухобмоточное дифференциальное герконовое реле, первая обмотка которого включена между однопроводной высоковольтной магистралью и замыкающим контактом контактора, вторая обмотка дифференциального герконового реле включена между корпусом вагона и вторым выводом группы высоковольтных нагревателей вагона. Выход исполнительного элемента (геркона) дифференциального герконового реле соединен с входом промежуточного исполнительного устройства, которое подключено к оперативной цепи питания через последовательно соединенную с ним обмотку контактора.
Недостатком известного устройства 1 является то, что обмотки дифференциального герконового реле имеют открытые выводы для подключения к ним высоковольтного питания, поэтому при использовании дифференциального герконового реле в электрооборудовании вагона в определенных климатических условиях, когда на поверхности оборудования появляется конденсат, происходит замыкание между выводами, что служит причиной выхода дифференциального герконового реле из строя. Кроме этого, дифференциальные герконовые реле имеют недостаточную чувствительность срабатывания по разбалансу токов и значительный разброс
Н 01 Н 83/00 Н 02 Н 3/00 В 60 L 3/04
уставки срабатывания, что в совокупности снижает надежность работы устройства в целом.
Сущность полезной модели
В основу настоящей полезной модели поставлена задача создания устройства токовой защиты высоковольтных потребителей пассажирского вагона, конструкция которого обеспечивает повышение надежности работы устройства в целом.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве токовой защиты высоковольтных потребителей пассажирского вагона, содержащем однопроводную высоковольтную магистраль, корпус вагона, контактор, группу высоковольтных потребителей вагона, вход которых подключен через замыкающий контакт контактора к однопроводной высоковольтной магистрали, а выход - к корпусу вагона, датчик разбаланса токов на входе и выходе высоковольтных потребителей вагона, исполнительное устройство, которое включено последовательно с обмоткой контактора в оперативную цепь питания, согласно полезной модели в качестве датчика разбаланса токов и спользован датчик тока на основе эффекта Холла с гальванической развязкой между первичной (силовой) и вторичной (измерительной) цепями типа LT с блоком питания, причем через проходное отверстие датчика тока пропущены как проводник, расположенный между замыкающим контактом контактора и входом высоковольтных потребителей, так и проводник между выходом высоковольтных потребителей и корпусом вагона, при этом токи в обоих проводниках направлены встречно относительно друг друга, а вход блока питания подключен к оперативной цепи питания вагона.
Использование в качестве датчика разбаланса токов датчика тока на основе эффекта Холла с гальванической развязкой первичной (силовой) и вторичной (измерительной) цепей позволяет исключить открытые высоковольтные выводы датчика разбаланса токов и увеличить чувствительность срабатывания и стабильность токовой защиты. Все это приводит к повышению надежности работы устройства в целом, снижает потери высоковольтных нагревателей и повышает пожаробезопасность пассажирских вагонов.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства. Позициями на фиг.1 обозначены:
3- высоковольтные потребители;
4- контактор;
4.1- обмотка контактора 4;
4.2- контакт контактора 4;
5- датчик разбаланса токов (датчик тока на основе эффекта Холла);
6- блок питания;
7- исполнительное устройство;
8- оперативная цепь питания.
9- проходное отверстие; 10, 11 - проводники;
Лучший вариант осуществления
Устройство токовой защиты высоковольтных потребителей пассажирского вагона содержит однопроводную высоковольтную магистраль 1, корпус 2 вагона, высоковольтные потребители 3 вагона. Вход высоковольтных потребителей 3 вагона через замыкающий контакт 4.2 контактора 4 подключен к однопроводной высоковольтной магистрали 1, а выход подключен к корпусу 2 вагона. В качестве датчика разбаланса токов 5 использован датчик тока на основе эффекта Холла с гальванической развязкой между первичной (силовой) и вторичной (измерительной) цепями типа LT с подключенным к входу его вторичной цепи блоком питания 6. Выход датчика разбаланса токов 5 подключен к входу исполнительного устройства 7, которое с последовательно соединенной с ним обмоткой 4.1 контактора 4 подключено к оперативной цепи питания 8, к последней также подключен вход блока питания 6. Через проходное отверстии 9 первичной цепи датчика разбаланса токов 5 пропущены как проводник 10, соединяющий вход высоковольтных потребителей 3 вагона с замыкающим контактом 4.2 контактора 4, так и проводник 11, соединяющий выход высоковольтных потребителей 3 вагона с корпусом 2, при этом токи в проводниках 10 и 11 направлены встречно относительно друг друга.
Работа устройства
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии исполнительное устройство 7 замкнуто и при подаче напряжения в оперативную цепь питания 8 обмотка 4.1 контактора 4 оказывается подключенной о оперативной цепи питания 8. Контактор 4, сработав, замыкает контакт 4.2 и высоковольтные потребители 3 вагона оказываются включенными между однопроводной высоковольтной магистралью 1 и корпусом 2 вагона. При этом, токи в проводниках 10 и И равны по величине, а благодаря их встречной направленности в проходном
отверстии 9 первичной цепи, магнитные поля, создаваемые токами в проводниках 10 и 11 взаимно уравновешивают друг друга и результирующее магнитное поле в первичной цепи отсутствует. Так как магнитное поле в первичной цепи отсутствует, то компенсирующее магнитное поле вторичной цепи также отсутствует, поэтому нет и компенсирующего тока на выходе датчика разбаланса токов 5 и исполнительное устройство 7 продолжает оставаться в исходном состоянии. В случае пробоя на корпус 2 вагона одного из элементов высоковольтных потребителей 3 вагона, например в т. А на фиг. 1, ток в проводнике 11 становится равным нулю, а в проводнике 10 возрастает. Соответственно изменяются и магнитные поля, создаваемые в первичной цепи токами в проводниках 10 и 11 возникает результирующее магнитное поле, которое в свою очередь вызовет появление компенсирующего магнитного поля во вторичной цепи, создаваемого компенсирующим током о блока питания 6. Компенсирующий ток, протекая по выходной цепи датчика разбаланса токов 5, вызовет срабатывание исполнительного устройства 7, которое в свою очередь разорвет подачу напряжения от оперативной цепи питания 8 к обмотке 4.1 контактора 4. Контактор 4, отключивщись, своим контактом 4.1 отключит высоковольтные потребители 3 вагона от однопроводной высоковольтной магистрали 1, обеспечив тем самым их защиту.
Из рассмотренного видно, что использование в качестве датчика разбаланса токов датчика тока на основе эффекта Холла с гальванической развязкой первичной (силовой) и вторичной (измерительной) цепей типа LT позволяет исключить открытые высоковольтные выводы датчика разбаланса токов и увеличить чувствительность срабатывания и стабильность токовой защиты. Все это ведет к повышению надежности работы устройства в целом, снижает потери высоковольтных нагревателей и повышает пожаробезопасность пассажирских вагонов.
Промышленная применимость
Проведены успешные испытания полезной модели, готовится серийное внедрение.
Источники информации
1. «Устройство дифференциальной защиты высоковольтных нагревателей вагона. Свидетельство РФ № 3058 на полезную модель, МПК П 01 П 83/14, 1996 год, прототип.