Устройство для обнаружения неисправности двухпроводной электрической цепи постоянного тока

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТИ ДВУХПРОВОДНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, двухсекционный шаговый искатель, соответствующие контакты поля которого соединены с соответствующими клеммами для подключения выводов плюсовой шины контролируемой цепи, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения вида повреждения и номера поврежденного участка контролируемой цепи,в него введены блок индикации места неисправности ,первый,второй,третий,четвертый кнопочные выключатели с замыкающим контактом, блок дешифрации и индинации вида неисправности , а в шаговый искатель введена третья секция, причем первый, второй и третий резисторы соединены в звезду, общий вывод которой соединён с корпусным зажимом и с первым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности, один из выводов первого резистора соединен с выводом щетки первой секции шаговрго искателя и через первый .кнопочный выключатель с замыкающим (контактом с одним из выводов третьего резистора, который соединен с клеммой для подключения плюсового зажима контролируемой цепи и с входом блока индикации места неисправности, с одним из выводов четвертого резистора , другой вывод которого соединен с вторым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности, и с одним из выводов пятого резистора, другой вывод которого соединен с клеммой для подключения минусового зажима контролируемой цепи, с выводом щетки второй секции шагового искателя , которая через второй кнопочный вь1ключатель с замыкающим контактом соединена с одним из выводов резистора и с выводом щетки третьей секции шагового искателя, соответствующие (Л контакты поля которого соединены с соответствукадими клеммами для подклю чения выводов минусовой шины контролируемой цепи, соответствующие выходы блока индикации места неисправности соединены с соответствующими контактами поля второй секции шагового искателя, вход блока индикации места неисправности соединен с треть4 им входом блока дешифрации и индикации вида неисправности и с одним из выводов катушки привода шагового искателя , другой вывод которого соединен с четвертым входом блока дешиф30 рации и индикации вида неисправносЮо ти и через третий кнопочный выключатель с замыкающим контактом - с пятым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности, который через четвертый кнопочный выключатель соединен с выводом щетки второй секции шагового искателя. 2, устройство по п. 1, отличающеес я тем, что блок дешифрации и индикации вида неисправности выполнен в виде трехфазнсЗй электрической машины, статорные обмотки которой расположены под углом 120° причем первая и вторай статорные обмот

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) 3(51) G 01 R 31 02

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ (21 ) 3328541/18-21 (22) 05.08.81 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) Б,П.Клименко, Я.С.Шейнин и В.В.Артеменко (71) Локомотивное депо станции Лозовая Южной ордена Ленина железной дороги (53) 621.317.333(088.8) (56) 1. Тепловоз ТЭП-60, Руководство по эксплуатации и обслуживанию. Инструкция, изд., Транспорт, 1971.

2, Авторское свидетельство СССР

М.345453, кл. G 01 R 31/02, 1969 (прототип) . (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУ)((Е-.

НИЯ HEHCIIPABHOCTH ДВУХПРОВОДНОЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, двухсек. ционный шаговый искатель, соответствующие контакты поля которого соединены с соответствующими клеммами для подключения выводов плюсовой шины контролируемой цепи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения возможности определения вида повреждения и номера поврежденного участка контролируемой цепи, в него введены блок индикации места неисправности,первый, второй, третий,четвертый кнопочные выключатели с замыкающим контактом, блок дешифрации и инди кации вида неисправности, а в шаговый искатель введена. третья секция, причем первый, второй и третий резисторы соединены в звезду, общий вывод которой соединен с корпусным зажимом и с первым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности, один из выводов первого резистора соединен с выводом щетки первой секции шагового искателя и через первый куопочный выключатель с замыкающим контактом — с одним из выводов третьего резистора,l который соединен с клеммой для подключения плюсового за- жима контролируемой цепи и с входом блока индикации места неисправности, с одним иэ выводов четвертого резистора, другой вывод которого соединен с вторым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности, и с одним иэ выводов пятого резистора, другой вывод которого соединеи с клеммой для подключения минусового зажима контролируемой цепи, с выводом щетки второй секции шагового искателя, которая через второй кнопочный выключатель с замыкающим контактом соединена с одним из выводов резистора и с выводом щетки третьей секции Я шагового искателя, соответствующие контакты поля которого соединены с ф/) соответствующими клеммами для подклю чения выводов минусовой шины контро- С лируемой цепи, соответствующие выходы блока индикации места неисправ- ности соединены с соответствующими контактами поля второй секции шагового искателя, вход блока индикации места неисправности соединен с треть им входом блока дешифрации и индикации вида неисправности и с одним из выводов катушки привода шагового искателя, другой вывод которого соединен с четвертым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности и через третий кнопочный выключатель с замыкающим контактом — с пятым вхо дом блока дешифрации и индикации вида неисправности, который через четвертый кнопочный выключатель соединен с выводом щетки второй секции ша-,.Ь гового искателя.

2. =тройство по и. 1, о т л и ч а ю m е е с я тем, что блок дешифрации и индикации вида неисправности выполнен в виде трехфазный электрической машины, статорные обмотки которой расположены под углом 120 причем первая и вторая статорные обмот1046 б88 ки соединены параллельно и согласно и соединены с первым и вторым входами блока дешифрации и индикаций вида неисправности,. один из нынодон третьей статорной обмотки соединен с третьим входом блока дешифрации и индикации вида неисправнОсти, другой вывод третьей статорной обмотки соединен с пятым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности и через замыкающий контакт с четвертым входам

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для обнаружения неисправ ности в цепях постоянного тока, содержащих блокировки, выключатели и 5 т.д., изолированные от корпуса аппарата, например, тепловоза, Как известно, характерными неисправностями для тепловозов являются обрыв плюсовой цепи, пробы изоляции плюсрных цепей на корпусе тепловоза, обрыв минусовой цепи, пробой изоляции минусовой цепи на корпус тепловоза, короткое замыкание между плюсовой и минусовой цепями. 15

Возникновение какой-либо из перечисленных неисправностей нарушает работу тепловоза и может привести к вго остановке н пути с целью отыскания места неисправности и ее устранения.

Известно устройство для контроля неисправности электрической цепи постоянного тока, содержащее сигнальные лампы и тумблеры, расположенные н высоковольтной камере (1), Недостатком этого устройства является то, что показывая наличие пробоя изоляции на корпус тепловоза, устройство не указывает места появления неисправности и не фиксирует такую неисправность как обрыв цепи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому янляется устройство для контроля исправности электрической цепи по сопротивлению изоляции, содержащее источник испытательного напряжения, измерительную схему и коммутатор на шаговом искателе, к контактам одного иэ полей которого подсоединяются резисторы, входящие н измвритвльную схему устройства, нторые выводы указанных резисторов соединены с контактами второго поля шагового искателя и до" полнительными резисторами, подсоеди- 4 ненными к отрицательному выводу источника испытательного напряжения, блока дешифрации и ° индикации нида неисправности, явнополюсный ротор электрической машины выполнен н виде ,постоянного магнита, на оси ротора находятся кулачконый механизм, роликконтакт которого механически соединен с замыкающим контактом, индикаторная стрелка с информационной шкалой о состоянии контролируемой цепи закреплена на оси ротора.

I положительный вывод которого соединен со щеткой второго поля шагового искателя (2).

Недостаток этого устройства в том, что оно, измеряя ток утечки, не может определять место и нид неисправности, Цель изобретвния — расширение функциональных нозможностей за счет обеспечения воэможности определения вида повреждения и номера поврежденного участка контролируемой цепи.

Эта цель достигается тем, что B устройство, содержащее первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, днухсекционный шагоный искатель, соответствующие контакты поля которого соединены с соответствующими клеммами для подключения нынодов плюсовой шины контролируемой цепи, введены блок индикации места неисправности, первый, второй третий и четвертый снопочные выключатели с замыкакщим сонтактом, блок дешифрации и индикации вида неисправности, а в шаговый искатель введена третья секция, причем первый, второй и третий резисторы соединены н звезду, общий вид которой соединен с корпусным зажимом и с первым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности, один из выводов первого резистора соединен с выводом щетки первой секции шагового искателя и через первый кнопочный выключатель с замыкающим контактом — с одним из выводов третьего резистора, который соединен с клеммой для подключения плюсового зажима контролируемой цепи и с входом блока индикации места неисправности, с одним из выводов четвертого резистора, другой вывод которого соединен с вторым входом блока дешифрации и .индикации вида неисправности и с одним из выводов пятого резистора, äðóгой вывод которого соединен с клеммой .для подключения минусоного зажи;ма контролируемой цепи, с выводом

1046688 щетки второй секции шагового искателя, которая через второй кнопочный выключатель с замыкающим контактом соединена с одним из выводов резисто ра и с выводом щетки третьей секции шагового искателя, соответствующие контакты поля которого соединены с соответствующими клеммами для подключения выводов минусовой шины контролируемой цвпи, соответствующие выходы блока индикации места неиспраннос- 10 ти соединены с соответствующими контактами поля второй секции шагового искателя, .вход блока индикации места неисправности соединен с третьим входом блока дешифратора и индикации вн.—. 5 да неисправности и с одним из выводов катушки привода шагового искателя, другой вывод которого соединен с -четвертым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности и через третий кнопочный- выключатель с замыкающим контактом - с пятым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности, который через четвертый кнопочный выключатель соединен с щеткой второй секции шагового .искателя.

Кроме того, блок дешифрации и индикации нида неисправности выполнен в виде трехфазной электрической машины, статорные обмотки которой расположены под углом 120, первая и. вторая статорные обмотки соединены параллельно и согласно и подключены к первому и второму входам блока дешифрации и индикации вида неисправ- Ç5 ности, один из выводов третьей статорной обмотки соединен с третьим . входом блока дешифрации и индикации вида неисправности, другой вынод третьей статорной обмотки соединен 4О с пятым входом блока дешифрации и индикации вида неисправности и через замыкающий контакт с четвертым нходом блока дешифрации и индикации вида неиспранности, явнополюсный ротор 45 электрической машины выполнен в виде постоянного магнита, на оси ротора находится кулачконый механизм, ролик-контакт которого механически соединен с замыкающим контактом, индикаторная стрелка с информационной шкалой о состоянии контролируемой цепи закреплена на оси ротора, На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — 9 - эквивалентные электрические схемы, поясняющие работу устройства при различных видах неисправности объекта контроля.

Устройство содержит соответственно первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы 1, 2, 3, 4 и 5. бО

Первый, второй и третий ре зисторы

1-3 первыми выводами соединены в звезду,общий вывод которой соединен с корпусным зажимом и с первым входом лоха дешифрации и индикации вида 65 неисправности. Четвертый и пятый резисторы 4 и 5 образуют делитель, включенный между клеммами для подключения плюсового и минусового зажимов контролируемой сети.

Устройство содержит перный, вто- . рой, третий, четвертый кнопочные выключатели 6 - 9 с размыкающими контактами.

Вывод первого резистора 1 соединен с выводом резистора 3 через кнопочный выключатель 6 с замыкающим контактом. Второй кнопочный выключатель 7 с размыкающим контактом соединен с клеммой для подключения минусового зажима.

Устройство содержит шаговый искатель, состоящий соответственно иэ трех секций 10 — 12 и блок 13 индикации места неисправности, блок 14

1 дешифрации и индикации вида неисправности, который содержит трехзвенную электрическую машину 15 с первой, второй и третьей статорными обмотками 16 — 18. Статорные обмотки 16 — 18 электрической машины 15 сдвинуты на о

120. Причем обмотки 16 и 17 включены параллельно и согласно. Явнополюсный ротор 19 электрической машины выполнен в виде постоянного магнита, на оси ротора 19 закреплены индикаторная стрелка 20 с информационной шка" лой 21, а также кулачковый.механизм, состоящий из кулачка 22 и роликаконтакта 23, который механически сое-. динен с замыкающим контактом 24. Шаговый искатель, содержащий три секции 10 — 12, содержит также катушку

25 привода, один вывод которой сое динен с входом блока 13 индикации места неисправности и клеммой для подключения плюсового зажима контролируемой цепи> другой вывод катушки

25 привода шагового искателя через последоватвльно соединенные кнопочные выключатели 8 я 9 с раэмыкающими контактами соединен с выводом щетки второй секции 11 шагового искателя. Указанный вывод катушки 25 привода шагового искателя соединен также через замыкающий контакт 24 блока 14 с цепью, соединяющей кнопочные выключатели 8 и 9. Соответствующие выходы блока 13 индикации места неисправности соединены с соответствующими контактами поля второй секции 11 шагового искателя. Второй вывод первого резистора 1 соединен с выводом щетки первой секции 10 шагового искателя. второй вывод второго резистора 2 соединен с выводом щетки третьей секции 12 шагового искателя и через кнопочный выключатель 7 — с клеммой для подключения минусового зажима контролируемой цепи. Общий в л од делителя, выполненного на рези .торах 4 и 5, соединен с вторым входо., пока 14 де1046688 шифрации и индикации вида неисправности, С указанным входом блока 14 соединен также вывод обмотки 16 элект. рической машины, а другой вывод указанной машины соединен с корпусным зажимом. Для пояснения работы устройства на схеме изображен также участок контролируемой цепи тепловоза, содержащий контакты 26 — 28 элементов блокировки, обмотку контактора 29 и контакты 30 кнопочного выклю- 1О чателя, соединенного с плюсовым 31 и минусовым 32 зажимами для подключения источника питания тепловоза (не показан).

Для регулирования магнитного пото-15 ка при настройке магнитопровод статора электрической машины 15 содержит регулируемые поперечные воздушные зазоры, Устройство работает следующим образом.

Включается кнопочный выключатель

9, который подает питание через ролик-контакт 23 кулачкового механизма на катушку 25 привода шагового искателя. Шаговый искатель многократно обходит проверяемую цепь во время набора и сброса контроллера машиниста, замыкающего и размыкающего контакты элементов блокировки 26 — 28 в проверяемой цепи.

Если цепь исправна (фиг. 2), то через контакты полей первой и третьей секций 10 и 12 на резисторы подается напряжение питания, контакты

36 — 28 элементов блокировки и контакты 30 выключателя в этом случае замкнуты. При этом в общей точке звезды, составленной из резисторов

1 — 3, появится положительный потенциал относительно потенциала, снимае-40 мого с делителя (резисторы 4 и 5).

Магнитные поля обмотки 16 и 17 электрической машины уравновешиваются магнитным полем обмотки 18. Ротор 19 при этом установится в некоторое на- 15 чальное состояние и индикаторная стрелка 20 соответственно покажет на информационной шкала 21 на исправность контролируемой цепи.

Блок 13 индикации места неисправ. ности перечисляет при этом номера ,проверяемых цапай.

Если в плюсовой шине контролируемой цепи произошел обрыв (фиг. 3), питания на резистор 1 нв поступает, в общей точке звезды (резисторы 1-3) устанавливается потенциал, равный потенциалу делителя (реэисторы 4 и 5). На входа статорных обмоток 16 и 17 напряжение отсутствует, поэтому ротор 19 повернется и установится в соответстЬующее положение, взаимодействуя только со статорной обмоткой 18. Кулачковый механизм разомкнет контакт 24 и обесточит катушку 25 привода шагового искателя. - 65

Индикаторная стрелка 20, повернувшись вместе с ротором 19 на соответствующий угол, укажет по шкале 21 на наличие обрыва в контролируемой цепи. Блок 13 индикации места неисправности укажет при этом номер провода, оставшегося без питания.

Если шаговый искатель при обрыве плюсовой шины контролируемой цепи остановится на участке, в цепь которого включен потребитель (например, обмотка контактора 29), то резистор

1 соединяется с минусовой шиной конт- ролируемой цепи (фиг. 4). Тогда на звезде (резисторы 1-3) произойдет перераспределение тока и на обмотки

16 и 17 поступит небольшое отрицательное напряжение по отношению к делителю (резисторы 4 и 5). Ротор 19 повернется при.этом на соответствующий угол и индикаторная стрелка 20 также покажет на шкале 21 наличие обрыва в контролируемой цепи.

При обрыве минусовой шины контролируемой цепи (фиг. 5) работа устрой ства происходит аналогичным образом.

Только блок 13 индикации места неисправности укажет номер провода минусовой шкалы контролируемой цепи, именхцей повреждение.

При коротком замыкании плюсовой шины контролируемой цепи на корпус (фиг. 6) в общей точке звезды положительный потенциал резко возрастает до напряжения питания, а на общей точке делителя (резисторы 4 и 5) остается прежним.

Ротор 19 электрической машины установится между обмотками 16 и 17 развернувшись на 90.

Шаговый искатель в этом положении остановится и блоки 13 и 14 выдадут i соответствующую информацию о повреж- . дении, При короткОм замыкании В минусовой шине контролируемой цепи на корпус (фиг. 7) в общей точке звезды (резисторы 1-3) и соответственно на обмотках 1.6 и 17 будет иметь место полный минусовой потенциал. Ротор

19 повернется на 90 в противоположную сторону, шаговый искатель остановится. Блок 14 дешифратора цепи и индикации вида неисправности укажет на наличие короткого замыкания в минусовой шине контролируемой цепи, а блок 13 укажет номер провода, имеющего данную неисправность.

При отыскании короткого замыкания машинист медленно перемещает контроллер, давая отключиться блокировкам, разделяя тем самым контролируемую цепь на отдельные участки.

При коротком замыкании в минусовой и плюсовой шинах контролируемой цепи (фиг„ 8) перегорают предохранители в контролируемой цепи (на фиг.1

1046688 не показаны), н цепи обесточиваются. ,Для поиска данной неисправности поочередно включают выключатели 6 и 7.

B месте короткого замыкания напряжение на блок 14 подается через резисторы 1 и 2, так как зти цепи соедине- 5 ны через короткое замыкание. Это вызовет соответствующее перемещение ротора 19 и ротор 14 покажет обрыв цепи. Так как. контакт 24 при этом будет разомкнут, то нажатием выклю- 10

t чателя 8 можно перемещать шаговый искатель на одну позицию, проверяя вык.лючателями 6 и 7 одновременно обе шины контролируемой цепи (плюсовую и.минусовую). 15

Обрыв в плюсовой и минусовой шинах контролируемой цепи одновременно (фиг. 9) проверяется так же, как и в режиме обесточивания шины вследствие перегорания предохранителя. . 20

Обрыв и короткое замыкание на корпус в одной из шин проверяется, как и обрыв плюсовой или минусовой шин, с той разницей, что после проверки ряда цепей шаговый искатель остановит; ся на яервой попавшейся ему неисправности, Для нахождения второй неисправности необходимо нажать выключатель 8, шаговый искатель проверит при этом оставшиеся исправные цепи и остановится на второй неисправности.

При отыскании обрыва и короткого замыкания рукоятку контроллера машйниста необходимо по позициям медленно набрать и сбросить, чтобы контакты элементов блокировки могли быть в разных положениях, соединяя цепь для отыскания обрыва и разрывая на участки при отыскании короткого эаьыкания.

Устройство отыскивает практически любое число неисправностей в любом сочетании цепей.

Предлагаемое устройство позволяет отыскивать место. возникшей неисправности, указывать вид неисправности, а также номер провода с неисправностью такой сложной двухпроводной электрической цепи, какой является электрическая цепь тепловоза.

1046688

1046688

1 +

1

I.

1 !

3

Составитель Е.Береэев

Редактор A.Ôðîëîâà Техред A.Ач Корректор С. Шекмар

Закаэ 7723/44 Тираж 710 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, Ул.Проектная, 4