СИСТЕМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫХ СБОЕВ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОЖАРОВ

Полезная модель относится к области электропожарной безопасности и электроэнергетики, а именно к устройствам диагностики электроконтактных сбоев и предупреждения пожаров.
Известны устройства (Патент РФ 2159468, кл. G 08 В 17/06, 25/10), содержащие электрическую силовую линию, датчик тока и формирователь сигнала отключения.
Существенными недостатками таких устройств являются низкая надежность работы в случае возникновения одновременных электрических сбоев в нескольких электроустановках, а также невозможность оперативного определения их локальных мест расположения.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности работы системы в случае возникновения одновременных электрических сбоев в двух и более электроустановках, а также возможность оперативного определения локальных сбоев в конкретной электроустановке.
Такой технический результат достигается тем, система диагностирования электроконтактных сбоев и прогнозирования пожаров, содержащая электрическую силовую линию, подключенные к ней электроустановки и устройство контроля, включающее блок измерения, блок формирования частотного спектра, выход которого связан с блоком накопления через последовательно соединенные блоки усиления и выпрямления, причем выход блока накопления соединен со входом блока сравнения, первый выход которого связан с исполнительным органом отключения эл. сети через блок формирования команды, а вход блока накопления через блок задержки соединен со вторым выходом блока сравнения,
при этом дополнительно введены мультиплексор, приемный блок, передающие узлы, связанные с трансформаторами тока, подключенными к силовым цепям
каждой электроустановки, причем вход блока формирования частотного спектра связан с выходом мультиплексора, первый вход которого соединен с блоком управления, второй с выходом блока измерения, а третий - с выходом приемного блока.
На фиг.1 представлена структурная схема системы контроля.
Она содержит:
электрическую силовую линию 1; блок 2 измерения суммарного тока; электроустановки 3; передающие узлы 4; блок 5 управления; мультиплексор 6; приемный блок 7; блок формирования 8 частотного спектра; блок 9 усиления; блок 10 выпрямления; блок 11 накопления; блок 12 задержки; блок 13 сравнения; блок 14 формирования команды; исполнительный орган отключения эл. сети 15.
Устройство 16 контроля с помощью блока 2 измерения тока, выполненного например в виде трансформатора тока, подключено к одному из прововодов силовой линии 1.
Система работает следующим образом. При исправном состоянии электрической силовой линии 1 в силовой цепи каждой электроустановки протекает электрический ток величина которого равна току нагрузки соответствующей электроустановки. При этом ЭДС, наведенные во обмотках трансформаторов тока, поступают на вход соответствующих передающего узлов 4, после чего передаются по радиоканалу. По командам блока 5 управления, мультиплексор 6 поочередно подключает сигналы приемного блока 7 ко входу блока 8 формирования сигнала частотного спектра, настроенного, например, на частоты силовой линии 1. Таким образом, сигнал, частота которого равна частоте питающей сети, практически полностью отфильтровывается и на входе блока 9 усиления (независимо от величины тока нагрузки при отсутствии электрических сбоев) уровень сигнала всегда близок к нулю. Поэтому, на выходе, после блоков 10 выпрямления и 11
накопления появится сигнал с постоянной составляющей, величина которого близка к логическому нулю.
При возникновении же неисправности, связанной с образованием искрения и соответствующим увеличением переходного сопротивления, в силовой линии 1 появится высокочастотная составляющая электрического тока (второй и(или) более высоких гармоник), накладывающаяся на ток нагрузки соответствующей электроустановки. На вторичных обмотках трансформатора тока и блока 2 измерения наводится ЭДС высокочастотного спектра, (например второй и более высоких гармоник), поступающий на вход блока 9 усиления. Усиленный сигнал выпрямляется в блоке 10 и поступает затем в блок 11 накопления. В блоке 11 накопление импульсов осуществляется по командам с блока 12 задержки, который включается в работу по первому поступившему импульсу, достигшему значения первого уровня срабатывания компаратора блока 13 сравнения, и
формирует продолжительность накопления (интегрирования) последующих импульсов. При этом уровень накопленного сигнала определяется интенсивностью и величиной поступающих в блок 10 импульсов.
В устройстве предусмотрена схема исключения ложного формирования сигнала (команды) при поступлении на промежутке τ отдельных импульсов, не представляющих пожарной опасности. Так, если между соседними импульсами образовался интервал, превышающий величину времени разряда интегрирующего элемента (например, конденсатора С) блока 10, то в этом случае с блока 13 сравнения на блок 12 задержки выдается команда на прекращение задержки. При этом сигнал на выходе блока 11 накопления имеет нулевой уровень, что означает приведение устройства 5 в исходное состояние и готовность его к следующему циклу работы
3
3
пож
Расчет времени τ, с одной стороны, проводят с учетом исключения за время контроля возможности перерастания пожароопасной ситуации в пожар (τ<τ).
3
1
2
2
С другой стороны, расчет времени τ проводят с учетом исключения возможности ложного формирования сигнала о пожароопасной ситуации при проведении в случайный момент времени штатной операции по включению (отключению) нагрузки или ее части. В этом случае в электрической сети возникает переходной процесс продолжительностью τ, сопровождающийся появлением на входе блока 11 накопления одиночного высокочастотного импульса, накапливаемого блоком 11 в течение времени (3-5)τ (τ - постоянная заряда интегрирующего элемента блока накопления).
3
1
τ≫τ
Таким образом,
пож
где τ - минимально возможное время от начала возникновения пожароопасной ситуации до возникновения пожара;
1
τ - время переходного процесса коммутационного элемента электрической сети (электроустановки), имеющего максимальную продолжительность (практически для всех элементов может быть принято равным, например, одной секунде).
2
2
заряда
τ - постоянная времени накопления импульсов (заряда конденсатора С), поступающих с блока 10 выпрямления. (τ=(3-5)RС)
- постоянная времени разряда интегрирующего элемента (например, конденсатора С) блока 11 при отсутствии на его входе сигнала
1
R - сопротивление настройки разрядной кривой блока 12;
заряда
R - сопротивление настройки зарядной кривой блока 11;
вx
R - входное сопротивление компаратора блока 13.
Блок 13 сравнения может включать в себя несколько компараторов, которые с помощью блока 15 формируют сигналы, предупреждающие о возникновении соответствующей степени пожароопасной ситуации. Соответствующий сигнал поступает на схему исполнительного органа 16 для включения соответствующего, например, светового и(или) звукового сигнала, сигнализирующих о номере конкретной ЭУ. Компаратор верхнего уровня формирует команду на отключение от электрической сети электроустановки ЭУ и выдает ее на исполнительный орган 15.
Система позволяет повысить надежность работы в случае возникновения одновременных электрических сбоев в двух и более электроустановках, а также оперативно определить такие сбои в конкретной электроустановке.