УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НАГРУЗОК СИСТЕМЫ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относятся к электротехнике, и может быть использована для контроля состояния автоматических выключателей нагрузок системы бесперебойного питания постоянного тока.
пор
пор
Известное устройство для контроля выключателей нагрузок, принятое в качестве прототипа, содержит шунт в цепи выключателя и индикатор на выходе, а также делитель напряжения, включенный параллельно контактам выключателя и микропроцессорную систему записи и обработки информации. Это устройство обеспечивает текущий контроль за остаточным ресурсом выключателей по износу контактов, а также графоаналитическую информацию о протекании каждого состоявшегося процесса отключения. Для этого в течение всего времени работы выключателя проводится запись текущих значений тока, проходящего через выключатель, и напряжения на его контактах, но на каждый текущий момент времени t сохраняют запись только за предшествующие T1c и так продолжают до тех пор, пока напряжение на контактах выключателя не превысит некоторого порогового значения U, при условии, что ток, проходящий через выключатель, также не ниже порогового I, после чего запись за предшествующие T1c полностью сохраняют, но дополнительно записывают значения тока, прошедшего через выключатель, и напряжение на его контактах Т2 с и эту информацию также сохраняют, далее вычисляют остаточный ресурс выключателя по износу контактов, после чего процесс записи начинают вновь, т.е. опять переходят к записи и сохранению информации за время T1c и продолжают до тех пор, пока не будет завершена запись М процессов, после чего меняют носитель записанной информации. Для визуального контроля за ходом любого из М записанных процессов отключения выключателя записанную информацию обрабатывают на ПЭМ и представляют в виде графика процесса отключения, в котором за время T1c воспроизводится предаварийный процесс и часть процесса отключения до размыкания контактов выключателя, а в течение времени Т2 - оставшуюся часть
аварийного процесса до погасания дуги и часть послеаварийного процесса (RU93011320, B61L 3/04, 27.08.95).
Недостатком известного устройства является его относительная сложность, обусловленная наличием средств, которые помимо контроля состояния выключателей нагрузок осуществляют в течение всего времени работы выключателя запись текущих значений тока, проходящего через выключатель, и напряжения на его контактах, а также на каждый текущий момент времени сохраняют запись.
Технический результат полезной модели заключается в создании простого и надежного устройства контроля состояния автоматических выключателей нагрузок для систем бесперебойного питания постоянного тока.
Технический результат достигается тем, что в устройство для контроля состояния автоматических выключателей нагрузок системы бесперебойного питания постоянного тока содержащем делитель напряжения, вход которого предназначен для подключения к контактам выключателя, согласно предложению введены транзисторный ключевой элемент, оптоэлектронная пара, светодиод которой подключен к источнику питания через последовательно соединенные резистор и силовую цепь транзисторного ключевого элемента, к управляющему входу которого подключены параллельно соединенные конденсатор и одно из плеч делителя напряжения, к среднему выводу которого подключены первые выводы дополнительных резисторов, вторые выводы которых служат для подключения к контактам соответствующих выключателей, соединенным с нагрузками, выход фототранзистора оптоэлектронной пары является выходом устройства.
Техническое решение с вышеперечисленной совокупностью признаков позволяет с помощью простых и надежных средств осуществлять контроль состояния автоматических выключателей нагрузок.
На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для контроля состояния автоматических выключателей нагрузок системы бесперебойного питания постоянного тока.
Устройство для контроля состояния автоматических выключателей нагрузок системы бесперебойного питания постоянного тока содержит состоящий из резисторов 1 и 2 делитель напряжения, вход которого предназначен для
подключения к контактам выключателя 3, транзисторный ключевой элемент 4, оптоэлектронная пара 5, светодиод которой подключен к источнику питания через последовательно соединенные резистор 6 и силовую цепь транзисторного ключевого элемента 4, к управляющему входу которого подключены параллельно соединенные конденсатор 7 и резистор 1 делителя напряжения, к среднему выводу делителя напряжения (к точке соединения резисторов 1 и 2) подключены первые выводы дополнительных резисторов, вторые выводы которых служат для подключения к контактам соответствующих автоматических выключателей, соединенным с нагрузками (на чертеже показан один дополнительный резистор 8, соединенный с делителем напряжения и автоматическим выключателем 9), выход фототранзистора оптоэлектронной пары является выходом устройства.
Устройство для контроля состояния автоматических выключателей нагрузок системы бесперебойного питания постоянного тока работает следующим образом.
Транзисторный ключевой элемент 4, выполняющий функции ключа, подключает к источнику питания или отключает от него оптоэлектронную пару 5, обеспечивая тем самым протекание или прерывание тока через светодиод оптоэлектронной пары 5. Протекание тока через светодиод оптоэлектронной пары 5 (открытое состояние транзисторного ключевого элемента 4) вызывает появление сигнала на выходе фототранзистора оптоэлектронной пары 5, что соответствует выдаче контрольного (аварийного) сигнала во внешнюю цепь.
Применительно к состоянию автоматического выключателя 3 (9) и наличию подключенной нагрузки возможны четыре варианта:
№п/п
Состояние выключателя 3
Наличие нагрузки 10
Состояние транзистора 4
1
вкл.
Есть
Закрыт
2
откл.
Нет
Закрыт
3
вкл.
Нет
Закрыт
4
откл.
Есть
Открыт
Транзисторный ключевой элемент 4 открыт только в одном случае, когда нагрузка 10 подключена, но автоматический выключатель 3 отключен, поскольку только в этом случае ток, протекающий через сопротивления нагрузки и делителя напряжения, создает на резисторе 1 напряжение смещения, под действием которого транзисторный ключевой элемент 4 переходит в отрытое состояние.
Во всех остальных случаях транзисторный ключевой элемент 4 закрыт, поскольку при отсутствии нагрузки 10 и включенном или выключенном автоматическом выключателе 3 прерывается указанный выше ток через резистор 1, что приводит к снятию напряжения смещения, отсутствие которого переводит транзисторный ключевой элемент 4 в закрытое состояние. При наличии нагрузки 10 и включенном автоматическом выключателе 3 ток через резистор 1 шунтируется выключателем 3, что также приводит к снятию напряжения смещения и переводу транзисторного ключевого элемента 4 в закрытое состояние.
Конденсатор 7 исключает влияние импульсных помех на состояние транзистора 4 и снижает вероятность выдачи ложного контрольного (аварийного) сигнала во внешнюю цепь.
Описанный выше алгоритм работы устройства контроля обеспечивает требуемую функциональность полезной модели т.к., в системе бесперебойного питания постоянного тока необходимо контролировать санкционированное положение выключателя 3 (9) нагрузки 10 (11) только при ее наличии. При отсутствии нагрузки положение автоматического выключателя не влияет на функциональные свойства полезной модели и выдача аварийного сигнала нецелесообразна. При наличии нагрузки и включенном состоянии автоматического выключателя предлагаемое устройство контроля выполняет свою функцию и соответственно выдача аварийного сигнала не происходит.
Устройство контроля было испытано в диапазоне напряжений нагрузки от 20 В до 75 В. Устройство может быть легко реализовано как для схемы нагрузки с «общим минусом», так и для схемы нагрузки с «общим плюсом», причем устройство может быть рассчитано и для иного диапазона напряжений на нагрузке.