АВТОМАТИЧЕСКАЯ ДРЕНАЖНАЯ УСТАНОВКА С НАКОПИТЕЛЕМ ЭНЕРГИИ
AUTOMATIC DRAIN INSTALLATION WITH ENERGY SUPPLY

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты подземных сооружений от блуждающих токов, вызываемых рельсовым электротранспортом.
Известна усиленная дренажная установка, представляющая собой источник постоянного тока, включенный между защищаемым сооружением и средней точкой дроссель-трансформатора. Кроме функции отвода тока в одном направлении, обеспечиваемой через выпрямительное устройство, эффект защиты усиливается действием источника постоянного тока. При малых значениях дренажного тока, когда не обеспечивается минимальный защитный потенциал сооружения, в дренажную цепь включается дополнительный источник, который обеспечивает поддержание потенциала «подземное сооружение - земля» в заданных пределах. (АС 842680 СССР, МКИ C23F 13/00. Усиленное электродренажное устройство для защиты подземных металлических сооружений от коррозии, вызываемой блуждающими токами / Левин В.М., Тарнижевский М.В., Ломанович В.А. и др. // Открытия. Изобретения. 1963).
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является автоматическая дренажная установка, содержащая дренажную цепь из последовательно соединенных предохранителя, рубильника, шунта с измерительным прибором и силового коммутатора, электрод сравнения, блок управления, состоящий из первого источника опорного напряжения, генератора тактовых импульсов, формирователя пилообразного напряжения, усилителя сигнала ошибки, сравнивающего устройства, первого компаратора, счетного триггера, первой и второй схем совпадения, схемы «ИЛИ», выпрямительный мост, источник постоянного тока, схему измерения, состоящую из второго и третьего компараторов и второго источника опорного напряжения, причем одна диагональ выпрямительного моста включена между рельсом и защищаемым сооружением через дренажную цепь, защищаемое сооружение подключено к неинвертирующему входу второго компаратора, к инвертирующему входу третьего компаратора и к первому входу сравнивающего устройства, первый выход второго источника опорного напряжения подключен к инвертирующему входу второго компаратора, второй выход второго источника опорного напряжения подключен к неинвертирующему входу третьего компаратора, выход электрода сравнения подключен к общему проводу схемы измерения и блока управления автоматической дренажной установки, выход второго компаратора подключен к управляющему входу источника постоянного тока, выходы источника постоянного тока включены во вторую диагональ выпрямительного моста, выход третьего компаратора подключен к третьим входам первой и второй схем совпадения блока управления силовым коммутатором (Свидетельство на полезную модель №20759. Автоматическая дренажная установка / Кандаев В.А., Свешникова Н.Ю., Кандаев А.В.).
Недостатками существующих установок является отсутствие возможности накопления электрической энергии для поддержания потенциала подземного сооружения в защитном диапазоне, а также необходимость установки дополнительного источника постоянного тока.
Задача изобретения - обеспечение возможности накопления электрической энергии для поддержания потенциала подземного сооружения в защитном диапазоне, а также отсутствие необходимости установки дополнительного источника постоянного тока.
Поставленная задача достигается тем, что в автоматическую дренажную установку с накопителем энергии, содержащую дренажную цепь из последовательно соединенных предохранителя, рубильника, шунта с измерительным прибором и силового коммутатора, электрод сравнения, блок управления, добавлены два преобразователя, накопитель энергии, три коммутатора, причем подземное сооружение подключается к дренажной цепи через первый коммутатор, первый преобразователь и второй коммутатор, накопитель энергии подключен к выходу первого преобразователя, вход второго преобразователя соединен через третий коммутатор с накопителем энергии, один выход второго преобразователя через первый коммутатор подключается к подземному сооружению, другой выход второго преобразователя через второй коммутатор подключается к дренажной цепи, входы блока управления подключены к подземному сооружению и электроду сравнения, сигналы с блока управлении подаются на три коммутатора, второй преобразователь и силовой коммутатор.
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой автоматической дренажной установки с накопителем энергии.
Автоматическая дренажная установка с накопителем энергии содержит предохранитель 1, рубильник 2, шунт 3 с измерительным прибором 4, силовой коммутатор 5, электрод сравнения 6, блок управления 7, первый преобразователь 8, накопитель энергии 9, второй преобразователь 10, первый коммутатор 11, второй коммутатор 12 и третий коммутатор 13. На чертеже обозначены: 14 - подземное сооружение, 15 - средняя точка дроссель-трансформатора.
Автоматическая дренажная установка с накопителем энергии работает следующим образом.
Потенциал «подземное сооружение - земля», определенный относительно электрода сравнения 6, подается на вход блока управления 7.
Если значение потенциала «подземное сооружение - земля» меньше максимально допустимого защитного потенциала в соответствии с ГОСТ 9.602-2005 (ГОСТ 9.602-2005. Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии), первый и второй коммутаторы 11 и 12 находятся в положении 1, третий коммутатор 13 выключен, на выходе блока управления 7 формируются импульсы, длительность которых тем меньше, чем больше потенциал «сооружение - земля». За время импульса коммутатор 5 находится во включенном состоянии и происходит отвод блуждающих токов с подземного сооружения к средней точке дроссель-трансформатора, при этом происходит накопление энергии в накопителе энергии 9, подключенном к первому преобразователю 8. Во время паузы коммутатор 5 выключен, цепь разрывается.
Если потенциал «подземное сооружение - земля» становится больше максимально допустимого защитного потенциала в соответствии с ГОСТ 9.602-2005 (подземное сооружение переходит в зону недозащиты), первый и второй коммутаторы 11 и 12 находятся в положении 2, третий коммутатор 13 включен, сигнал с блока управления 7 подается на второй преобразователь 10, задавая необходимые значения электрических величин на выходе второго преобразователя 10. Накопитель энергии 9 отдает накопленную энергию через замкнутый третий коммутатор 13 и второй преобразователь 10 в дренажную цепь. Прохождение тока по цепи «подземное сооружение 14 - первый коммутатор 11 - второй преобразователь 10 - второй коммутатор 12 - силовой коммутатор 5 - шунт 3 - рубильник 2 - предохранитель 1 - средняя точка дроссель-трансформатора 15» создает необходимую величину установленного защитного потенциала.
Защита дренажного устройства от перегрузок осуществляется при помощи предохранителя 1, установленного в дренажной цепи.
Величина дренажного тока определяется при помощи измерительного прибора 4 с шунтом 3.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности накопления электрической энергии для поддержания потенциала подземного сооружения в защитном диапазоне, а также отсутствие необходимости установки дополнительного источника постоянного тока.