Мобильное устройство контроля реле 8Э123М в нестационарных условиях при периодических испытаниях
MOBILE DEVICE FOR MONITORING 8E123M RELAY IN NON-STATIONARY CONDITIONS DURING PERIODIC TESTS

Область применения
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам контроля параметров реле и может быть использовано для измерения и контроля параметров электромагнитных реле 8Э123М в нестационарных условиях при периодических испытаниях с использованием разных переносных измерительных приборов.
Уровень техники
Периодические испытания реле имеют большое число разных испытаний (электрические, механические, температурные, климатические и др.), которые проводят с использованием разного испытательного оборудования (климатические камеры: тепла, холода, влажности, вакуумные; вибрационный и ударный стенды; центрифуга и др.), которое общего назначения, территориально находится в разных местах и используется для испытания различных изделий. Поэтому при испытании конкретного изделия, в частности реле, приходится использовать свои измерительные схемы, приспособления и приборы. Испытываемое электромагнитное реле 8Э123М (фиг. 1) [Интернет. Файл «Реле 8Э123М - смотрите картинки»] имеет 6 электрических выводов, к которым приходится подключать различные переносные измерительные приборы непосредственно в месте проведения периодических испытаний реле.
Известно устройство (пульт) [Пульт контроля реле при испытаниях на механические воздействия. Паспорт и инструкция по эксплуатации. ТАИК. 923.00.00Э3] для контроля параметров трех реле. Этот пульт разработан специально только для контроля работоспособности, измерения напряжения срабатывания и возврата реле при механических испытаниях и конструктивно не позволяет измерять другие параметры реле, которые нужно измерять по Техническим условиям (ТУ) на реле 8Э123М [Технические условия 16-647.037-86. Реле электромагнитное 8Э123М] в нестационарных условиях при периодических испытаниях, например, сопротивление катушки и изоляции, время срабатывания и возврата реле и др.
Известно устройство (пульт) [Черкасов Ю.Н. Периодические испытания реле. Учебное пособие. Издание первое. М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2009, с. 108] для контроля параметров четырех реле (фиг. 2). Этот пульт разработан для контроля параметров четырех реле также при их механических испытаниях. Он имеет те же недостатки, что и пульт для трех реле.
Известно устройство (пульт) [Черкасов Ю.Н. Заявка на изобретение №2017100048/07(000068) от 09.01.2017 г. Устройство контроля электромагнитных реле при испытании на вибростенде и ударном стенде] для контроля десяти реле (фиг 3). Этот пульт разработан для контроля параметров десяти реле также при их механических испытаниях. Он имеет те же недостатки, что и пульт для трех реле.
Известно устройство [Черкасов Ю.Н. Периодические испытания реле. Издание второе, переработанное и дополненное / Под ред. П.В. Малышева. -М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2010, с. 38, рис. 29] для измерения параметров реле (фиг 4). Оно позволяет измерять работоспособность реле, сопротивление катушки, но имеет те же недостатки, что и пульт для трех реле.
Известно специализированное устройство [Установка для проверки надежности контактирования реле. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ЕЖИА. 441341.017 ТО] для проверки только работоспособности реле (фиг. 5). Оно конструктивно не позволяет измерять другие параметры реле.
Известно переносное устройство контроля параметров реле в нестационарных условиях [Черкасов Ю.Н. Периодические испытания реле. Издание второе, переработанное и дополненное / Под ред. П.В. Малышева. -М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2010, с. 42-49] (фиг. 6), позволяющее контролировать и измерять все параметры реле, которые нужно измерять по ТУ в нестационарных условиях при периодических испытаниях. Устройство содержит два переносных источника постоянного тока SPS-3610, измерительные провода, сигнальную лампочку, включенную в цепь последовательно с контактами реле. На одном конце измерительных проводов зажимы типа «Крокодил», которые, при измерениях параметров реле, закрепляют на выводах реле. «Крокодилы» не обеспечивают жесткой фиксации измерительных проводов на выводах реле и в месте соприкосновения «Крокодила» и вывода реле образуется переходное сопротивление соединения, вследствие чего происходит искажение измерения на величину переходного сопротивления, которое измерить невозможно и которое зависит от степени прижимания «Крокодила» к выводу реле. Например, при измерении сопротивления катушки результат измерения будет больше и равен сумме сопротивления катушки и переходного сопротивления соединения, т.е. измерение будет недостоверным, при измерения тока через катушку он также будет больше из-за дополнительного переходного сопротивления соединения «Крокодила» и вывода реле, т.е. опять измерение будет недостоверным.
Кроме этого, подсоединение «Крокодилов» к выводам реле требует определенного навыка, большой осторожности, что не только очень неудобно, но и опасно, поскольку «Крокодилы» могут касаться друг друга из-за малого расстояния между выводами реле, что приведет к короткому замыканию и могут сгореть измерительные приборы, а все измерения параметров реле приходится повторять сначала, на что приходится неоправданно тратить дополнительное время и измерения получаются ненадежными.
Несмотря на эти существенные недостатки это устройство позволяет измерять все нужные по ТУ параметры реле в нестационарных условиях и используется при периодических испытаниях реле 8Э123М.
Проведены патентные исследования изобретений и полезных моделей Российской Федерации, стран СНГ и зарубежных стран по классам МПК: G01М 7/00, G01М 7/02, G01М 7/06, G01R 35/00 с 1994 г. по настоящее время.
Известно устройство для контроля электромагнитных реле [Патент РФ 2073269 от 10.02.1997 г.), которое используется в системах автоматики вагонов для диагностического контроля объектов, содержащих большое число реле. Это устройство специализированное и не может быть применено для контроля реле 8Э123М при периодических испытаниях.
Известен стенд для регулировки и контроля параметров реле [Патент РФ 2469343 от 10.12.2012 г.], позволяющий измерять напряжение и время притяжения и отпускания якоря, переходное сопротивление контактов. Кроме этого, стенд позволяет регулировать зазор и контактное нажатие контактов, которые не нужно измерять при периодических испытаниях реле 8Э123М. Хотя в патенте указано, что стенд является мобильным, но он громоздкий для периодических испытаний реле 8Э123М и конструктивно не позволяет измерять все нужные по ТУ параметры реле.
При проведении анализа уровня техники по изобретениям и полезным моделям не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными существенным признакам заявленного изобретения. При проведении анализа уровня техники по научно-техническим источникам обнаружен один аналог - переносное устройство контроля параметров реле в нестационарных условиях [Черкасов Ю.Н. Периодические испытания реле. Издание второе, переработанное и дополненное / Под ред. П.В. Малышева. -М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2010, с. 42-49], совокупность признаков которого наиболее близка к совокупности существенных признаков заявленного технического решения, которое и было принято за прототип.
Раскрытие изобретения
Цель изобретения - повышение достоверности и надежности, упрощение, уменьшение времени и повышение безопасности измерения параметров реле 8Э123М в нестационарных условиях при периодических испытаниях.
Поставленная цель достигается заявленным мобильным устройством контроля реле 8Э123М, содержащим два переносных источника постоянного тока SPS-3610, измерительные провода, сигнальную лампочку, включенную в цепь последовательно с контактами реле, причем дополнительно введен пульт, содержащий на передней панели плату с 6 пружинными клеммами-гнездами лепесткового типа для установки реле, 6 однополюсных розеток для подключения источников постоянного тока и разных измерительных приборов, тумблер, функциональную цветную маркировку элементов передней панели пульта, на боковой грани ручку для переноски, при этом сигнальная лампочка помещена на переднюю панель пульта, на концах измерительных проводов припаяны однополюсные вилки, реле вставляются в плату и надежно фиксируются за счет пружинных клемм-гнезд, вилки вставляются в розетки и надежно фиксируются за счет специально предназначенной для подключения конструкции вилки и розетки. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью существенных признаков, является повышение достоверности и надежности измерения за счет жесткой фиксации реле в плате посредством пружинных клемм-гнезд в плате и безопасности подключения измерительных приборов посредством жесткой фиксации вилок проводов в однополюсных розетках пульта, существенное упрощение, уменьшение времени измерения параметров реле, надежность и простота конструкции, удобство при переноске, малогабаритность и малый вес пульта.
К защите патентом Российской Федерации предлагается техническое решение - мобильное устройство контроля реле 8Э123М в нестационарных условиях при периодических испытаниях.
Краткое описание чертежей
На фигуре 1 показано электромагнитное реле 8Э123М, для контроля параметров которого в нестационарных условиях и разработано заявленное устройство.
На фигуре 2 показан пульт для контроля работоспособности, измерения напряжения срабатывания и возврата четырех реле при механических испытаниях.
На фигуре 3 показан пульт для контроля работоспособности, измерения напряжения срабатывания и возврата десяти реле при механических испытаниях.
На фигуре 4 показано устройство контроля работоспособности, измерения напряжения срабатывания и возврата, сопротивления катушки реле.
На фигуре 5 показано специализированное устройство контроля работоспособности реле.
На фигуре 6 показан прототип - переносное устройство контроля параметров реле в нестационарных условиях. Здесь:
1 - испытываемое реле 8Э123М;
2 - источники постоянного тока SPS-3610;
3 - измерительные провода;
4 - сигнальная лампочка;
5 - зажим типа «Крокодил».
На фигуре 7 показано заявленное мобильное устройство контроля параметров реле 8Э123М. Здесь:
1 - реле 8Э123М;
2 - плата для установки реле;
3 - пульт;
4 - источники постоянного тока SPS-3610;
5 - тумблер;
6 - сигнальная лампочка;
5 - однополюсные розетки для подключения источников постоянного
тока и разных измерительных приборов;
6 - однополюсные вилки;
7 - измерительные провода;
8 - однополюсные розетки;
9 - однополюсные вилки;
10 - ручка для переноски пульта.
На фигуре 8 показан пульт в заявленном устройстве контроля реле.
Здесь:
1 - пульт;
2 - плата для установки реле 8Э123М;
3 - однополюсные розетки для подключения источников постоянного
тока и измерительных приборов;
4 - сигнальная лампочка;
5 - тумблер;
6 - функциональная цветная маркировка;
На фигуре 9 показана электрическая схема пульта в заявленном устройстве контроля реле 8Э123М.
На фигуре 10 показана схема соединения элементов устройства при проверке работоспособности, напряжения срабатывания и возврата реле.
На фигуре 11 показано подключение миллисекундомера Ф-209 к пульту проверки реле при измерении времени срабатывания и возврата реле.
На фигуре 12 показана схема соединения элементов устройства при измерении срабатывания и времени возврата контактов 21-41, а на фигуре 13 - контактов 22-42 реле.
На фигуре 14 приведена таблица последовательности прикладывания щупов измерительных приборов мегаомметра АМ-2002 (при измерении сопротивления изоляции реле) и установки GRT-705 (при проверке электрической прочности изоляции).
На фигуре 15 показано подключение мультиметра АРРА-109 при измерении сопротивления катушки реле.
На фигуре 16 показано подключение мегаомметра АМ-2002 при измерении сопротивления изоляции реле.
На фигуре 17 показано подключение установки GRT-705 при проверке электрической прочности изоляции.
Осуществление изобретения
Заявленное устройство контроля реле 8Э123М (фиг. 7) содержит пульт контроля реле, источники постоянного тока (один или два, в зависимости от испытания), измерительные провода с однополюсными вилками. Устройство, разработано, изготовлено и используется для контроля реле 8Э123М при их периодических испытаниях:
- для проверки факта срабатывания (замыкания контактов);
- для проверки работоспособности;
- для измерения напряжения срабатывания и возврата, как самостоятельное испытание реле;
- для измерения напряжения срабатывания и возврата, а также для проверки работоспособности после испытаний реле на вибростенде и ударном стенде;
- для измерения напряжения срабатывания и возврата, а также для проверки работоспособности после испытаний реле на центрифуге;
- для измерения напряжения срабатывания и возврата после термоциклирования реле;
- для измерения напряжения срабатывания и возврата после испытания реле на влагоустойчивость;
- для оперативного измерения напряжения срабатывания и возврата, а также для проверки работоспособности отдельного реле при возникновении нештатной ситуации;
- для измерения времени срабатывания;
- для измерения времени возврата;
- для измерения сопротивления катушки;
- для измерения сопротивления изоляции;
- для проверки электрической прочности изоляции;
Электрическая схема пульта показана на фиг. 9. В верхней части пульта расположено шесть однополюсных клемм-гнезд для подключения переносных источников постоянного тока SPS-3610 и измерительных приборов. Каждая клемма соответствует определенному выводу реле, поэтому клеммы пульта пронумерованы так же, как номера выводов реле -слева направо: 21, 41, 1, 2, 22, 42. Клеммы пульта соединены проводниками с соответствующими лепестковыми клеммами платы, которые пронумерованы так же, как номера выводов реле: вверху 2, 22, 42; внизу 21, 41, 1. Клеммы платы 21, 42, сигнальная лампочка Л и контакты тумблера соединены проводниками последовательно.
Устройство работает следующим образом. Следует отметить, что при разных испытаниях реле схема устройства будет различная. Реле вставляют в плату пульта при всех испытаниях.
Работа устройства при проверке работоспособности реле (фиг. 10).
Реле устанавливают в плату, переносные источники постоянного тока SPS-3610 №1 и №2 подключают к клеммам пульта измерительными проводами так, как показано на фиг 10. Источник №1 подключают к однополюсным розеткам пульта 1,2 (к катушке реле), источник №2 - к однополюсным розеткам пульта 41, 22 (к выводам реле 41, 22). Тумблер включают (ставят в верхнее положение). На источнике №2 устанавливают напряжение 24 В. Увеличивают напряжение источника SPS-3610 №1 до срабатывания реле. Замкнутся его контакты 21-41 и 22-42 и создается последовательная цепь - плюс источника 3610 №2, замкнутые контакты 22-42, замкнутые контакты тумблера, лампочка Л, замкнутые контакты 21-41, минус источника 3610 №2, поэтому лампочка Л загорится, что свидетельствует о срабатывании реле. Увеличивают напряжение источника SPS-3610 №1 до 32 В и выдерживают реле в этом состоянии 3-5 секунд, сигнальная лампочка Л не должна гаснуть, что свидетельствует о том, что оба контакта реле остаются замкнутыми. При уменьшении напряжения SPS-3610 №1 реле отпустит, разомкнутся его контакты и погаснет сигнальная лампочка Л. Следовательно, реле работоспособно.
Работа устройства при измерении напряжения срабатывания и возврата реле (фиг. 10)
Работа схемы аналогичная, как и при проверке работоспособности реле, только после загорания сигнальной лампочки Л прекращают увеличивать напряжение источника SPS-3610 №1, снимают показание вольтметра этого источника - это будет напряжение срабатывания испытываемого реле и сравнивают это значение с требованиями ТУ. Затем уменьшают напряжение SPS-3610 №1 до погасания лампочки Л. В момент погасания лампочки Л снимают показание вольтметра на источнике SPS-3610 №1 - это будет напряжение возврата испытываемого реле и сравнивают это значение с требованиями ТУ.
Работа устройства при измерении времени срабатывания и возврата реле для контактов 21-41.
Время срабатывания и возврата измеряют электронным миллисекундомером Ф-209 (фиг. 11), который подключают к пульту так, как показано на фиг. 12. В этом случае используют один источник SPS-3610, который подключают к прибору Ф-209. Тумблер на пульте выключают. Клеммы 7 и 8 прибора Ф-209 подключают к клеммам 21-41 пульта. Время измеряют по инструкции прибора Ф-209.
Работа устройства при измерении времени срабатывания и возврата реле для контактов 22-42.
В этом случае собирают схему так, как показано на фиг. 13. Клеммы 7 и 8 прибора Ф-209 подключают к клеммам 22-42 пульта. Технология измерения такая же, как для контактов 21-41.
Работа устройства при измерении сопротивления катушки реле, сопротивления изоляции, проверке электрической прочности изоляции.
Работа устройства при этих измерениях одинаковая. При этом тумблер на пульте выключен, а к клеммам пульта подключают разные измерительные приборы. Измерения проводят по инструкции для подключенного прибора. При этом щупы измерительного прибора вставляют в соответствующие однополюсные розетки пульта. Так при измерении сопротивления катушки реле щупы прибора вставляют в гнезда 1 и 2 пульта, при измерении сопротивления изоляции и электрической прочности изоляции реле щупы прибора вставляют в гнезда пульта, как указано в таблице (фиг. 14).
Сопротивление катушки реле измеряют мультиметром АРРА-109 (фиг. 15) или вольтметром В7-53/1, сопротивление изоляции - мегаомметром АМ-2002 (фиг. 16), электрическую прочность изоляции - установкой GRT-705 (фиг. 17).
Принципиальное техническое отличие заявленного устройства от прототипа состоит во введении в устройство нового элемента - пульта, в повышении достоверности и надежности измерения за счет жесткой фиксации реле в плате посредством пружинных клемм-гнезд в плате и безопасности подключения измерительных приборов посредством жесткой фиксации вилок проводов в однополюсных розетках пульта, существенном упрощении, уменьшении времени измерения параметров реле, замене неудобных зажимов типа «Крокодил» удобными и надежными однополюсными вилками и удобно, быстро и надежно крепить реле.