Устройство учета времени наработки электрооборудования

Полезная модель относится к области электроэнергетического оборудования, в частности к устройствам контроля и регистрации рабочего и нерабочего времени работы электрооборудования за счет измерения переменного магнитного поля и индикации наличия тока.
Наиболее близким к заявленному является устройство контроля состояния и учета времени наработки электроэнергетического оборудования, включающее часы реального времени и блок управления, выходы которых соединены с микроконтроллером, соединенным с блоком индикации, запоминающим устройством и блоком вывода информации (патент. № 2534704 на изобретение (РФ), МПК G01R 19/00. Способ контроля состояния и учета времени наработки электроэнергетического оборудования и устройство для его реализации / В.Г. Бартенев (РФ). - №2013113662/28; Заявлено 27.03.2013; Опубл. 10.12.2014. Бюл. № 34). При этом блок измерений включает в себя три датчика тока для измерения величины тока на каждой из фаз, потребляемого электрическим оборудованием, и три датчика напряжения для измерения входных сетевых напряжений на каждой из фаз.
К недостаткам известного устройства можно отнести необходимость измерения тока и напряжения в питающем электрооборудование кабеле, что требует вмешательства в систему электроснабжения оборудования путем установки в рассечку жил питающего кабеля измерительного шунта или иного оборудования для подключения датчиков тока и напряжения. Установка дополнительного измерительного шунта или иного оборудования в ряде случаев может быть затруднительной в силу отсутствия места для установки или отсутствия технической возможности рассечки жил кабеля.
Предлагаемое устройство позволяет устранить указанные выше недостатки.
Целью полезной модели является расширение возможностей контроля и регистрации рабочего и нерабочего времени работы электрооборудования за счет применения бесконтактного метода контроля переменного магнитного поля, индуцируемого током в кабеле, питающем электрооборудование.
Указанная цель достигается тем, что в заявленном устройстве учета времени наработки электрооборудования, содержащем блок измерений, часы реального времени и блок управления, выходы которых соединены с микроконтроллером, соединенным с блоком индикации, запоминающим устройством и блоком вывода информации, упомянутый блок измерений выполнен в виде последовательно соединенных датчика переменного магнитного поля, блока усиления и фильтрации, компаратора, детектора переменного напряжения и блока сравнения, при этом компаратор и блок сравнения связаны с источником опорного напряжения, выход компаратора соединен со световым индикатором, а выход блока сравнения соединен с входом микроконтроллера.
На фигуре представлена схема предлагаемого устройства.
Устройство учета времени наработки электрооборудования содержит блок измерений 1, часы реального времени 2 и блок управления 3, выходы которых соединены с микроконтроллером 4, соединенным с блоком индикации 5, запоминающим устройством 6 и блоком вывода информации 7. Блок измерений 1 выполнен в виде последовательно соединенных датчика переменного магнитного поля 8, блока усиления и фильтрации 9, компаратора 10, детектора переменного напряжения 11 и блока сравнения 12, при этом компаратор и блок сравнения связаны с источником опорного напряжения 14, выход компаратора соединен со световым индикатором 13, а выход блока сравнения соединен с входом микроконтроллера.
Устройство работает следующим образом.
Датчик переменного магнитного поля 8 реализован на основе кольцевого магнитопровода из магнитомягкого ферромагнитного материала, имеющего разрыв с магнитодиэлектрической вставкой. На магнитопроводе намотана сигнальная обмотка, выводы которой подключены к входу блока усиления и фильтрации 9. Магнитопровод датчика располагается возле контролируемого кабеля таким образом, чтобы разрыв магнитопровода находился в непосредственной близости от одной из его токоведущих жил. Переменное магнитное поле, являющееся суперпозицией магнитных полей всех токоведущих жил кабеля, через магнитодиэлектрическую вставку проникает внутрь магнитопровода датчика и создает на выводах его обмотки ЭДС, пропорциональную абсолютному значению протекающего тока, которая поступает на вход усилительного тракта. Наличие переменного магнитного поля определенной амплитуды свидетельствует о наличии тока в питающем кабеле и, следовательно, включенном состоянии электрооборудования. Блок усиления и фильтрации 9 усиливает сигнал датчика и ограничивает его частотный диапазон посредством полосового фильтра (например, четвертого порядка), настроенного на частоту промышленной сети. Усиленный сигнал поступает на вход компаратора 10, где производится его сравнение с величиной напряжения, формируемого источником опорного напряжения 14, в результате чего на выходе компаратора формируется последовательность импульсов, скважность которых пропорциональна амплитуде анализируемого тока. Импульсы подают на световой индикатор 13, яркость свечения которого пропорциональна величине скважности, что позволяет обеспечивать точную настройку расположения датчика относительно кабеля. Детектор переменного напряжения 11 преобразует импульсы с выхода компаратора 10 в постоянное напряжение, величина которого пропорциональна амплитуде анализируемого тока. Это напряжение поступает на вход блока сравнения 12, который, сравнивая его с величиной опорного напряжения источника 14, формирует двоичный цифровой сигнал наличия тока в кабеле, поступающий на вход микроконтроллера 4. Перечисленные выше электронные компоненты 8-14 формируют блок измерений 1. Блок управления 3 содержит набор кнопок и переключателей, предназначенных для управления микроконтроллером и коррекции показаний часов реального времени 2. Постоянная времени детектора 11 имеет значение 1-2 с, что позволяет надежно фильтровать импульсные помехи от электрооборудования, расположенного в непосредственной близости от устройства. Анализируя сигнал наличия тока в кабеле и используя информацию часов реального времени 2, микроконтроллер производит учет времени работы электрооборудования, результаты которого сохраняются в запоминающем устройстве 6, выводятся на экран блока индикации 5 и могут быть переданы за пределы устройства с помощью блока вывода информации 7.
Предлагаемое устройство планируется использовать на предприятиях при учете времени наработки электрооборудования с целью продления ресурса. Технико-экономический эффект от использования устройства учета времени наработки электрооборудования заключается в расширении возможностей контроля и регистрации рабочего и нерабочего времени работы электрооборудования за счет применения бесконтактного метода контроля переменного магнитного поля, индуцируемого током в кабеле, питающем электрооборудование.