УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ КОММУТАТОРОМ

Область техники
Полезная модель относится к устройствам для оптического управления коммутаторами, например, высоковольтными тиристорными коммутаторами.
Уровень техники
Известно устройство оптического управления высоковольтным тиристорным коммутатором, содержащее импульсный излучатель в виде оптического квантового генератора (ОКГ) и светоделитель с двумя выводами, первый из которых оптически сопряжен, по меньшей мере, с одним управляющим входом коммутатора, а второй - с индикатором выходной мощности излучателя [авт.свид. СССР №955165 по кл. МПК G 08 C 23/00, 1982 г.].
В известном устройстве импульсный излучатель работает в режиме максимальной выходной мощности. По мере выработки его ресурса величина мощности излучения снижается и при ее падении до величины 1.05-1,1 от критической мощности (т.е. минимальной мощности, необходимой для надежного управления коммутатором) индикатор указывает на необходимость замены излучателя.
Недостаток известного устройства - его пониженная надежность из-за постоянной эксплуатации излучателя в режиме максимальной выходной мощности.
Сущность полезной модели
Задача полезной модели - повысить надежность устройства.
Предметом полезной модели является устройство оптического управления высоковольтным коммутатором, содержащее импульсный излучатель, питаемый от стабилизатора мощности, снабженного оптическим входом,
и светоделитель, установленный на выходе импульсного излучателя, при этом первый вывод светоделителя оптически сопряжен, по меньшей мере, с одним управляющим входом высоковольтного коммутатора, а второй вывод светоделителя - с оптическим входом стабилизатора мощности.
Это позволяет увеличить срок службы излучателя и, тем самым, повысить надежность устройства.
Полезная модель имеет уточнения и развития, направленные на повышение удобства эксплуатации устройства, которые состоят в том, что:
- стабилизатор мощности содержит ключ и сглаживающий фильтр в цепи электропитания импульсного излучателя, управляющую схему и подключенный к ее входу пороговый детектор, установленный на оптическом входе стабилизатора мощности;
- стабилизатор мощности снабжен входом установки значения стабилизируемой мощности импульсного излучателя;
- стабилизируемая мощность импульсного излучателя фиксирована в пределах 1,1-1,3 от критической мощности оптического запуска высоковольтного коммутатора;
- стабилизатор мощности снабжен индикатором исчерпания диапазона стабилизации;
- светоделитель снабжен третьим выводом, предназначенным для контроля выходной мощности импульсного излучателя;
- на третьем выводе светоделителя установлен дополнительно введенный пороговый детектор, выход которого подключен к индикатору снижения выходной мощности излучателя до уровня в диапазоне 1,05-1,1 от критической мощности оптического запуска высоковольтного коммутатора;
- стабилизатор мощности выполнен с возможностью контроля импульсов запуска импульсного излучателя и перехода при их отсутствии в режим выдачи максимального напряжения электропитания.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 представлена блок-схема, иллюстрирующая пример выполнения полезной модели с учетом ее развития. Блок-схема содержит:
- оптически управляемый высоковольтный коммутатор 1, например высоковольтный тиристорный коммутатор, с управляющими входами 2, 3 и 4;
- импульсный излучатель 5, например, в виде ОКГ, питаемый от стабилизатора 6 мощности, снабженного оптическим входом 7;
- светоделитель 8, установленный на выходе 9 излучателя 5 и имеющий первый (основной) вывод 10 и второй вывод 11.
Вывод 10 через делитель 12 оптически сопряжен с входами 2,3 и 4 коммутатора 1, а вывод 11-с оптическим входом 7 стабилизатора 6.
Стабилизатор 6 выполнен на основе широтно-импульсной модуляции цепи 13 электропитания излучателя 5. Стабилизатор 6 содержит ключ 14 и сглаживающий фильтр 15 в цепи 13, управляющую схему 16 и подключенный к ее входу пороговый детектор 17 мощности излучения, установленный на оптическом входе 7 стабилизатора 6.
Стабилизатор б снабжен входом 18 установки (например, по интерфейсу RS-485) значения стабилизируемой мощности излучателя.
Стабилизатор 6 снабжен индикатором 19, сигнализирующим об исчерпании диапазона стабилизации.
Светоделитель 8 снабжен третьим выводом 20, предназначенным для контроля выходной мощности излучателя 5.
На выводе 20 светоделителя 8 установлен пороговый детектор 21 излучения. Выход детектора 21 подключен к индикатору 22.
Стабилизатор 6 выполнен с возможностью контроля наличия импульсов запуска излучателя 5 с помощью таймера 23 и перехода при их отсутствии в режим выдачи максимального напряжения электропитания.
Устройство работает следующим образом.
На вход 24 излучателя 5 поступают импульсы запуска, в соответствии с которыми он излучает световые импульсы, поступающие через выход 9 на светоделитель 8. Основную часть мощности излучаемого импульса светоделитель 8 передает на вывод 10, откуда мощность излучения равномерно распределяется делителем 12 на управляющие входы 2-4 коммутатора 1
(представляющие собой, например, входы оптического запуска последовательно включенных тиристоров, образующих высоковольтный коммутатор 1). Кроме того, светоделитель 8 передает световые импульсы на выводы 11 и 20, между которыми распределяется оставшаяся мощность излучения.
От вывода 11 светоделителя 8 излучение поступает на вход 7 стабилизатора 6, где оно воздействует на пороговый детектор 17. Схема 16 проверяет срабатывание детектора 17 (т.е. превышение мощностью излучения, поступающего на вход 7, установленного порога детектора 17) после поступления импульса запуска на вход 24. В случае срабатывания детектора 17 схема 16 уменьшает длительность импульсов, открывающих ключ 14, а в противном случае увеличивает ее. Пульсации широтно-модулированного напряжения устраняются фильтром 15, в результате чего в цепь 13 поступает сглаженное напряжение электропитания излучателя 5, плавно регулируемое стабилизатором 6 так, чтобы мощность излучения на входе 7 соответствовала порогу детектора 17, установленному по входу 18.
Стабилизатор 6 снабжен индикатором 19, сигнализирующим о том, что ключ 14 постоянно замкнут. Такое состояние ключа 14 означает, что стабилизатор 6 исчерпал весь диапазон регулирования напряжения электропитания излучателя 5 для стабилизации его выходной мощности на уровне, установленном порогом детектора 17. Уровень стабилизации выходной мощности излучателя составляет 1,1-1,3 от критической мощности оптического запуска коммутатора. Сигнал индикатора 19 заранее предупреждает обслуживающий персонал о снижении мощности излучателя 5 (например, в результате его старения) до величины, близкой к критической и дает возможность подготовить его замену.
Через вывод 20 часть излучаемой мощности поступает на детектор 21, порог которого устанавливается так, чтобы сигнализировать с помощью индикатора 22 о снижении выходной мощности излучателя 5 до контрольной величины, равной 1,05-1,1 от критической мощности оптического запуска коммутатора (т.е. мощности излучения, при которой коммутатор 1 перестает запускаться, хотя бы по одному из управляющих входов 2, 3, 4.) Сигнал индикатора 22 требует от обслуживающего персонала неотложной замены излучателя 5.
Стабилизатор 6 контролирует с помощью таймера 23 наличие импульсов запуска излучателя 5 на входе 24 и при их отсутствии устанавливает максимальное напряжение в цепи 13 (режим, в котором ключ 14 постоянно замкнут, а индикатор 19 заблокирован). Это устраняет возможность попадания стабилизатора 6 в случайное состояние в начале работы устройства.
Как видно из изложенного, совокупность признаков основного пункта формулы полезной модели позволяет обеспечить работу излучателя 5 в течение всего срока службы с пониженной выходной мощностью. Благодаря этому увеличивается срок службы излучателя 5 и, следовательно, надежность устройства оптического управления в целом. Развитие полезной модели предусматривает минимизацию выходной мощности излучателя 5 до уровня 1,1-1,3 от критической мощности оптического запуска, что существенно меньше начальной (до старения ОКГ) выходной мощности излучателя 5 при максимально допустимой величине питания.