УСТРОЙСТВО БЛОКИРОВКИ ЦЕПИ ПИТАНИЯ, ВСТРАИВАЕМОЙ В ОБОРУДОВАНИЕ
BLOCKING DEVICE OF POWER CIRCUIT BUILT INTO EQUIPMENT

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах автоматической защиты электрических линий, встраиваемых в стойки, каркасы, корпуса и т.д. технических систем, оборудования и т.п.и срабатывающих в случае недопустимых отклонений от нормальных рабочих режимов, в частности для предотвращения возможности включения в случае, если в результате этого включения могут возникнуть нежелательные электрические режимы или опасные последствия для обслуживающего персонала.
Одной из основных задач, стоящих в рассматриваемой области техники, является обеспечение надежной защиты электрических линий от ошибочного или любого другого несанкционированного включения с помощью блокирующих устройств.
Наиболее близким по технической сущности и назначению к заявляемому изобретению является устройство блокировки включения цепи питания, встраиваемой в радиоэлектронное оборудование, в частности, блок питания (патент RU 2007008, публик. от 30.01.1994 г.), содержащее схему отключения цепи питания с коммутирующим элементом и его схемой управления, разъемом цепи питания, контакты обеих ответных частей которого соединены перемычками, при этом контакты одной из частей разъема соединены адресной перемычкой, а контакты другой - блокирующей. Схема отключения выполнена с разрывом электрической цепи и включает в себя схему запрета включения коммутирующего элемента. При разомкнутости цепи схемы запрета включения коммутирующего элемента, сигнал запрета включения не проходит и управление коммутирующим элементом осуществляется соответствующим сигналом схемы управления коммутирующим элементом, причем это состояние цепи схемы запрета имеет место при правильной состыковке ответных частей разъема друг с другом без совпадения перемычек ответных частей. Устройство блокировки предотвращает выход из строя оборудования при некорректном подключении его к источнику питания.
Однако, при использовании оборудования повышенной опасности, размещаемого во вскрываемых корпусах или помещениях, например, высоковольтного или взрывоопасного оборудования, такой уровень защиты недостаточен, необходимо исключить с высокой надежностью несанкционированное срабатывания оборудования. Недостатком известного решения является то, что оно не защищает оборудование от срабатывания, например, при попадании электрических сигналов от посторонних источников питания в его цепь, находящуюся в разомкнутом состоянии, когда к ней имеется доступ, например, при техническом обслуживании.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение возможности и области применения путем повышения надежности блокировки и, тем самым, уровня защищенности цепи питания оборудования.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве блокировки цепи питания, встраиваемой в оборудование, содержащем схему отключения цепи питания с коммутирующим элементом и разъемом, контакты которого соединены перемычками, схема отключения выполнена без разрыва в виде дополнительного контура цепи питания, при этом коммутирующий элемент имеет силовую связь с отстыковываемой частью оборудования, обеспечивая разрыв цепи питания при отстыковке его частей друг от друга, причем разъем дополнительно снабжен контактами-имитаторами, выполненными на обеих ответных частях разъема и соединенными перемычками, имитирующими участки цепи питания.
Один контакт одной из ответных частей разъема может быть оснащен упругим токопроводящим элементом, один конец которого закреплен в разъеме, а другой замыкает цепь питания, с возможностью его перемещения с размыканием и шунтированием цепи при отсоединении ответных частей разъема друг от друга.
В схему отключения цепи питания может быть дополнительно последовательно подключен, по крайней мере, один коммутирующий элемент, при этом участок цепи питания, соединяющий коммутирующие элементы друг с другом, выполнен цельным и непротяженным или составным и протяженным до разъема, с замыканием перемычкой, выполненной между контактами его ответной части.
Выполнение схемы отключения без разрыва оказывает минимальное влияние на работоспособность собранного оборудования и обеспечивает длительный гарантийный срок эксплуатации.
Выполнение схемы отключения в виде дополнительного контура цепи питания, позволяет обеспечить оборудованию, в котором она размещена и которое является вскрываемым, длительный гарантийный срок эксплуатации без применения сложных кодовых устройств, и, в тоже время, обеспечить при вскрытии оборудования автоматическую блокировку цепи питания путем ее разрыва.
Силовая связь коммутирующего элемента с отстыковываемой частью оборудования необходима для обеспечения мгновенного изменения состояния коммутирующего элемента и разрыва цепи питания при разборке оборудования с отстыковкой его частей друг от друга, что позволяет защитить оборудование от возможных ошибочных включений и позволяет безопасно осуществлять техническое обслуживание. Размыкаемый при разборке оборудования дополнительный контур является первым уровнем блокировки заявляемого устройства.
Выполнение разъема с дополнительными контактами-имитаторами, соединенными перемычками, имитирующими участки цепи питания, позволяет усилить степень защиты цепи питания путем дополнительной защиты оборудования от намеренного включения, если будет иметь место тестирование контактов разъема и поиск рабочей пары. А чтобы сопротивление замкнутой цепи пар контактов - имитаторов было равно сопротивлению цепи, замеряемому между рабочей парой, для этого контакты-имитаторы замыкаются перемычками с эквивалентным сопротивлением.
Оснащение, по крайней мере, одного контакта одной из ответных частей разъема упругим токопроводящим элементом, замыкающим цепь питания, с возможностью его перемещения и размыкания цепи и шунтирования ее на корпус при отсоединении ответных частей разъема друг от друга, необходимо для дополнительной защиты цепи питания оборудования.
Т.о. предусмотренные в разъеме элементы: размыкающие, шунтирующие и имитирующие цепь питания при его расстыковки, являются вторым уровнем блокировки заявляемого устройства.
Подключение в цепь питания дополнительно последовательно, по крайней мере, еще одного коммутирующего элемента, при котором участок цепи питания, соединяющий коммутирующие элементы друг с другом выполняют цельным и непротяженным или составным и протяженным до разъема, с замыканием перемычкой, выполненной между контактами его ответной части, позволяет обеспечить множественный разрыв цепи питания, повышающий требования к плотности сборочного стыка оборудования для обеспечения замкнутости цепи питания и гарантирующий защиту цепи питания. Это повышает надежность размыкания при неполном вскрытии оборудования.
На фиг.1 изображен один из вариантов электрической схемы и схемы силовых связей устройства блокировки цепи питания включателя высоковольтного оборудования, например, ускорителя.
Полезная нагрузка 1 цепи питания в виде привода электромагнитного включателя условно изображена активным сопротивлением. Полезная нагрузка 1, ответные части 2, 3 разъема, коммутирующие элементы 4 и источник питания 5 размещены в стационарной части 6 оборудования и закрыты его отстыковываемой частью 7.
В ответной части 2 разъема размещено восемь переключающих коммутирующих элементов (ПКЭ), каждый из которых состоит из контакта 8, упругого элемента 9, шунтирующего контакта 10 на корпусе разъема и контакта 11.
Контакты 11 двух из ПКЭ, которые являются рабочими, соединены с входами полезной нагрузки 1.
Контакты 11 остальных ПКЭ, которые являются имитирующими, в определенном порядке попарно замкнуты имитирующими перемычками 12, 13 и рабочей перемычкой 14.
Перемычки 12 и 13 содержат имитирующие сопротивления 15 и 16.
В ответной части 3 разъема размещено восемь контактов 17 и восемь выступов 18.
Одна пара контактов 17 замкнута имитирующей перемычкой 19.
Схема отключения 20 в виде дополнительного контура соединяет ответную часть 3 разъема с коммутирующими элементами 4 и источником питания 5.
Отстыковываемая часть 7 оборудования имеет выступы 21.
Устройство блокировки цепи питания, встраиваемой в оборудование работает следующим образом.
В собранном оборудовании встроенное в стационарную часть 6 оборудования устройство блокировки цепи питания с состыкованными ответными частями 2 и 3 разъема соединяет управляемый источник питания 5 и полезную нагрузку 1 и не препятствует подаче питания в полезную нагрузку.
При вскрытии со снятием отстыковываемой части 7 оборудования каждый из выступов 21 прекращает силовое взаимодействие с выключателем соответствующего коммутирующего элемента 4, который размыкает схему отключения 20 цепи питания, предотвращая несанкционированное срабатывание полезной нагрузки от источника питания 5.
При дальнейшей расстыковке ответной части 3 и ответной части 2 разъема выступы 18 прекращают силовое взаимодействие с упругими элементами 9, которые размыкают участок цепи между контактами 8 и 11, но замыкают на корпус участок цепи от контактов 8 посредством шунтирующих контактов 10. При этом, несмотря на открывшийся доступ к контактам 8, случайный электрический заряд, например, от переносимого источника питания, не может попасть в цепь защищаемой полезной нагрузки 1 и стечет на корпус. Тем самым предотвращается несанкционированное срабатывание полезной нагрузки от постороннего источника питания.
В случае попытки намеренного несанкционированного подключения полезной нагрузки к постороннему источнику питания посредством подачи электрического заряда в рабочие контакты ответной части 2 разъема этому препятствует с определенной вероятностью наличие множества имитирующих контактов рядом с двумя рабочими. С этой же целью пары имитирующих контактов зашунтированы перемычками 12 и 13, содержащими сопротивления 15 и 16, которые имитируют сопротивление полезной нагрузки, что препятствует поиску рабочих контактов путем тестирования. Для этого же в ответной части 3 пара контактов 17 шунтируется перемычкой 19.
Попытке намеренного несанкционированного восстановления схемы отключения 20 препятствует выполнение ее участков между коммутирующими элементами составными и протяженными до состыкованного разъема, в котором они соединены перемычкой 14.
Перемычки 12, 13, 14, 19 могут устанавливаться в ответные части разъема при изготовлении, если корпус разъема выполняется невскрываемым, или быть съемными для изменения их положения при необходимости. Порядок выбора рабочих контактов и установки перемычек может быть индивидуальным в каждом разъеме, что также повышает защищенность оборудования.
Таким образом заявляемое устройство простое в обращении, надежное, не содержит электронных устройств, обеспечивает многоуровневую защиту цепи питания вскрытого оборудования и позволяет предотвратить опасное для обслуживающего персонала срабатывание оборудования во время проведения, например, технического обслуживания.