ПАНЕЛЬ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике, в частности к устройствам электроснабжения железных дорог, и может быть использована в качестве панели распределительной, предназначенной для распределения переменного тока по нагрузкам, изоляции источников от земли, включения ламп светофоров и маршрутных указателей на различные режимы питания, управления импульсным режимом питания нагрузок, грозозащиты нагрузок и контроля изоляции основных нагрузок от земли.
Известна панель распределительных щитов серии ЩО 70, состоящая из корпуса, изготовленного из гнутых профилей и листовой стали, соединенных между собой болтами, установленными внутри панели коммутационными и защитными аппаратами, при этом в панели применены модернизированные автоматические выключатели, разъединители для безопасности обслуживания трансформатора тока (см. свидетельство РФ на полезную модель №11405, МПК Н 02 В 15/00, опубл. 16.09.1999 г.).
Недостатком известной панели является возможность искажения формы выходного напряжения при неравномерной загрузке фаз фидеров однофазными нагрузками в условиях управления устройствами железнодорожной автоматики и телемеханики для распределения источников питания по различным нагрузкам. Это приведет к подаче неверных сигналов на устройства автоматики и их некорректной работе. Кроме того, в известной панели отсутствуют средства, отключающие контролируемые объекты при превышении допустимой температуры нагрева тепловыделяющих элементов (потенциально пожароопасных), например, силовых трансформаторов.
Известен также щит распределительный низковольтный типа ЩРН, состоящий из корпуса, выполненного из листовой стали, двери, закрытой замком, внутри щита имеются коммутационные аппараты, при этом пониженное силовым трансформатором напряжение подается на шины автоматического выключателя типа ВА, панель учета с фотореле ФР-75, счетчики CAЧУ-U672, резистор ПЗ-75, пускатель магнитный (см. свидетельство РФ на полезную модель №10292, МПК Н 02 В 15/00, опубл. 16.06.1999 г.).
Однако недостатком известного щита распределительного также является возможность искажения формы выходного напряжения при неравномерной загрузке фаз фидеров однофазными нагрузками устройств железнодорожной автоматики и
телемеханики, что приведет к снижению надежности электроснабжения устройств железнодорожной автоматики из-за вероятности подачи неверных сигналов на устройства автоматики. Из-за отсутствия у известного распределительного щита средств, отключающих контролируемые объекты при превышении допустимой температуры нагрева тепловыделяющих элементов, возможен перегрев, например, силовых трансформаторов.
Наиболее близким аналогом к предложенному техническому решению является известная панель распределительная ПР1-ЭЦК, а также ПР1-ЭЦК1, состоящая из корпуса, выполненного в виде металлического шкафа с двухсторонним обслуживанием, с передней и задней стороны закрытого двухстворчатыми дверями, а в нижней части - съемными щитами, при этом внутри панели размещены силовые трехфазные трансформаторы мощность 4,5 кВ·А, реле, предохранители, трансформаторы питания, приборы питания, коммутационные и защитные аппараты, причем первичные и вторичные обмотки силовых трехфазных трансформаторов соединены по схеме "звезда-звезда" (Y/Y) (см. книгу Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн. 2. - 3-е изд. - М.: НПФ "Планета", 2000, с.848-855).
Недостатком известных панелей является то, что при неравномерной нагрузке фаз однофазными нагрузками железнодорожной автоматики и телемеханики возможно искажение формы напряжения на выходе трехфазных силовых трансформаторов, что приведет к подаче неверных сигналов на устройства автоматики и их некорректной работе, снижая надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики. Кроме того, оперативное определение вышедшего из строя предохранителя (нарушение работы конкретной цепи) по выступающему механическому стержню, выдвинутому пружиной при перегорании плавкой вставки, при большом количестве предохранителей затруднено. Фактически поиск осуществляется внутри панели в помещении, заполненном оборудованием, и слабоосвещенным местом поиска, что снижает потребительские качества известной панели. Так как у известных панелей отсутствуют средства, отключающие контролируемые объекты при превышении допустимой температуры нагрева тепловыделяющих элементов, возможен перегрев, например, трансформаторов питания. Это также снижает надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение надежности электроснабжения устройств железнодорожной автоматики и потребительских свойств панели.
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является уменьшение искажения формы выходного напряжения при неравномерной загрузке фаз фидеров однофазными нагрузками железнодорожной автоматики и телемеханики, а также уменьшение времени определения вышедшей из строя цепи и обеспечение отключения контролируемых объектов при превышении их допустимой температуры нагрева.
Поставленная задача решается тем, что в панели распределительной, состоящей из корпуса, при этом внутри корпуса установлены силовые трехфазные трансформаторы, реле, предохранители, трансформаторы питания, приборы питания, коммутационные и защитные аппараты, согласно полезной модели, первичные и вторичные обмотки силовых трехфазных трансформаторов соединены по схеме "треугольник-звезда", при этом между первичными и вторичными обмотками силовых трехфазных трансформаторов расположена однослойная заземляемая на корпус обмотка, дополнительно введена индивидуальная световая индикация перегорания плавкой вставки предохранителя, причем, по меньшей мере, на одном из трансформаторов питания установлен термоограничитель, включенный последовательно с его первичной обмоткой.
В частном варианте реализации панели распределительной в качестве индивидуальной световой индикации используются светодиоды, каждый из которых подключен последовательно с цепью каждого предохранителя. При этом светодиоды установлены на плате, расположенной горизонтально над предохранителями.
Панель комплектуется токовыми клещами-мультиметром AC/DC. На дне корпуса панели распределительной установлены оцинкованные угольники для обеспечения заземления корпусов силовых трехфазных трансформаторов.
Выполнение первичных и вторичных обмоток силовых трехфазных трансформаторов (мощностью 4.5 кВ·А) с соединением по схеме "треугольник-звезда" (Δ/Y) позволяет уменьшить искажение формы напряжения и приводит к более равномерной загрузке фаз фидеров при неравномерной нагрузке фаз однофазными нагрузками железнодорожной автоматики и телемеханики. Выполнение между первичными и вторичными обмотками силовых трехфазных трансформаторов однослойной заземляемой на корпус обмотки устраняет передачу импульсного напряжения с первичных обмоток трехфазных трансформаторов на вторичные обмотки (т.е. устраняется продольная помеха). Это повышает надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.
Введение в панель индивидуальной световой индикации, срабатывающей при перегорании плавкой вставки предохранителя, позволяет быстро распознать сработавший предохранитель и повысить оперативность поиска вышедшей из строя (неисправной) цепи, что повышает потребительские свойства панели.
Введение в панель дополнительного контроля температуры с помощью термоограничителя, установленного, по крайней мере, на одном из трансформаторов питания и включенного последовательно с его первичной обмоткой, допускающего возможность периодической поверки и определения температурной точки, позволяет обеспечить однозначность отключения опасных объектов при превышении их допустимой температуры нагрева, что дополнительно повышает надежность панели.
Кроме того, для повышения надежности панели распределительной за счет усиления пожаробезопасности она комплектуется токовыми клещами-мультиметром AC/DC, что позволяет исключить установку измерительных трансформаторов тока и амперметра.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен пример выполнения панели распределительной с открытыми двухстворчатыми дверями, вид спереди; на фиг.2 - электрическая схема, показывающая соединение первичных и вторичных обмоток силовых трехфазных трансформаторов по схеме "треугольник-звезда", между которыми расположены однослойные заземляемые на корпус обмотки; на фиг.3 - электрическая схема, показывающая соединение термоограничителя с первичной обмоткой трансформатора питания.
Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - шкаф; 2 - двухстворчатые двери; 3 - силовые трехфазные трансформаторы; 4 - реле; 5 - предохранители; 6 - трансформаторы питания; 7 - приборы питания; 8 - коммутационные аппараты; 9 - защитные аппараты; 10 - однослойная заземляемая на корпус обмотка, расположенная между первичными и вторичными обмотками силовых трехфазных трансформаторов 3; 11 - угольники, расположенные на дне корпуса панели; 12 - световая индикация перегорания плавких вставок предохранителей 5; 13 - термоограничители.
Панель распределительная состоит из корпуса, выполненного в виде металлического шкафа 1 с двухсторонним обслуживанием, с передней и задней стороны закрытого двухстворчатыми дверями 2 и в нижней части - съемными щитами. Внутри корпуса 1 размещены силовые трехфазные трансформаторы 3, реле 4, предохранители 5, трансформаторы питания 6, приборы питания 7, коммутационные 8 и защитные 9 аппараты (фиг.1).
Первичные и вторичные обмотки силовых трехфазных трансформаторов 3 соединены по схеме "треугольник-звезда", при этом между первичными и вторичными обмотками силовых трехфазных трансформаторов 3 выполнена однослойная заземляемая на корпус обмотка 10 (фиг.2).
На дне корпуса панели распределительной установлены оцинкованные угольники 11 для обеспечения заземления корпусов силовых трехфазных трансформаторов 3.
В панели распределительной установлена индивидуальная световая индикация 12, срабатывающая при перегорании плавкой вставки предохранителя 5 (фиг.1). В качестве световой индикации 12 используются светодиоды, каждый из которых подключен последовательно с цепью каждого предохранителя 5. Светодиоды установлены на плате, расположенной горизонтально над предохранителями 5. В качестве светодиодов могут быть использованы, например, отечественные светодиоды серии КИПД-66.
Последовательно с первичными обмотками трансформаторов питания 6 включены термоограничители 13 (фиг.3), допускающие возможность периодической поверки и определения температурной точки. В качестве термоограничителей 13 могут быть использованы, например, известные термоограничители типа ТК-32, чувствительные к температуре, которые размыкают цепь при достижении заданного значения температуры автоматического отключения цепи. Исходное состояние термоограничителя возвращается нажатием кнопки. Температура отключения фиксирована в диапазоне от 50 до 220°С.
Панель распределительная комплектуется токовыми клещами-мультиметром AC/DC, например, типа АРРА-30 (-30R) (изготовитель компания АРРА Technology Corporation, Тайвань), которые имеют следующие пределы измерений: постоянный ток 10 ма...300 А (40/300 А), переменный ток 10 мА...300 А (40/300 А), постоянное напряжение 0.1 мВ...600 В (400 мВ/4/40/400/600 В), переменное напряжение 0.1 мВ...600 В (400 мВ/4/40/400/600 В), сопротивление 0,1 Ом...40 Мом (400 Ом/4/40/400 кОм/4/40 Мом). Это повышает надежность панели, усиливая пожаробезопасность, и позволяет исключить установку измерительных трансформаторов тока и амперметра.
Возможен вариант выполнения панелей распределительных, электропитание которых осуществляется: от источника трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжениями 380/220 В, с допускаемыми отклонениями линейного напряжения в пределах от 342 до 418 В; от источника постоянного тока напряжением 24 В с допускаемыми отклонениями в пределах от 21,6 до 28,6 В; от источника постоянного тока
напряжением 6 В с допускаемыми отклонениями в пределах от 5,8 до 6,6 В. Ток, потребляемый панелью распределительной от сети трехфазного переменного тока, в каждой фазе, не более 23 А. Габаритные размеры панели распределительной, мм - 2300×500×900. Масса панели, не более 390 кг.
Панель распределительная используется следующим образом.
В обычном рабочем состоянии двухстворчатые двери 2 с передней и задней стороны панели распределительной закрыты. Управление установленным внутри панели оборудованием, а также контроль состояния оборудования и выполняемых им функций осуществляется с помощью аппаратуры управления и/или защиты и сигнализации, размещенных на передней двухстворчатой двери.
При неравномерной нагрузке фаз однофазными нагрузками железнодорожной автоматики и телемеханики за счет выполнения первичных и вторичных обмоток силовых трехфазных трансформаторов 3 с соединением по схеме "треугольник-звезда" (Δ/Y) уменьшается искажение формы напряжения, что приводит к более равномерной загрузке фаз фидеров.
Однослойная заземляемая на корпус обмотка 10, расположенная между первичными и вторичными обмотками силовых трехфазных трансформаторов 3, устраняет передачу импульсного напряжения с первичных обмоток трехфазных трансформаторов 3 на вторичные обмотки. Это повышает надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.
При отсутствии коротких замыканий в контролируемых предохранителями 5 цепях работает индивидуальная световая индикация 12, т.е. горящие светодиоды (светодиод излучает кванты света при протекании через него прямого тока) указывают на наличие напряжения в контролируемых цепях и целостность плавких вставок предохранителей 5. При коротком замыкании в какой-либо цепи перегорает плавкая вставка предохранителя 5, при этом цепь отключается и через светодиод прекращает протекать ток. По отключенному светодиоду оперативный персонал визуально может быстро определить, в какой цепи перегорела плавкая вставка предохранителя 5.
Термоограничители 13 под воздействием установленной температуры нагрева разрывают цепь (первичную обмотку трансформаторов питания 6), тем самым, предотвращая перегрев обмоток трансформаторов питания 6 и обеспечивая противопожарную безопасность панели распределительной. Кроме того, термоограничителями 13 осуществляется периодическая поверка и определение температурной точки нагрева внутри панели, которые размыкают цепь при достижении заданного значения
температуры автоматического отключения цепи, например, термоограничителем типа ТК-32, температура отключения которого фиксирована в диапазоне от 50 до 220°С.
Таким образом, использование предложенной панели распределительной обеспечивает улучшение условий эксплуатации устройств железнодорожной автоматики, т.е. упрощение процесса выполнения работ, связанных с обслуживанием и ремонтом оборудования, повышение безопасности обслуживания, что в свою очередь повышает надежность электроснабжения устройств железнодорожной автоматики.