Искробезопасная система дистанционного питания

 

Изобретение относится к безопасной передаче электрической энергии от источника к нагрузке по длинным линиям связи и может быть использовано для работы во взрывоопасной атмосфере угольных шахт и на предприятиях нефтехимической промети . Цель изобретения - увеличение искробезопасной мощности путем выравнивания амплитуды и длительности начальных токов разряда конденсатора и линии связи. Система содержит источник 1 питания, блок 2 защиты, датчик 3 начала аварийной комму

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 F 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

+@9es и®57Ю- y g .-,(„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4759618/03 (22) 20.11,89 (46) 07.10,91. Бюл. N 37 (71) Государствен н ый и роектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности (72) Э.К.Добрунов (53) 621.311.69(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

%1437509, кл. Е 21 F 9/00, 1988.

Авторское свидетельство СССР

N 955349, кл. Е 21 F 9/00, 1980. Ю 1682598 А1 (54) ИСКРОБЕЗОПАСНАЯ СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к безопасной передаче электрической энергии от источника к нагрузке по длинным линиям связи и может быть использовано для работы во взрывоопасной атмосфере угольных шахт и на предприятиях нефтехимической промсти, Цель изобретения — увеличение искробезопасной мощности путем выравнивания амплитуды и длительности начальных токов разряда конденсатора и линии связи. Система содержит источник 1 питания, блок 2 защиты, датчик 3 начала аварийной комму1682598 тации, линию 4 связи, нагрузку 5, конденсатор 6, диоды 7 и 8, тиристоры 9 и 10 и резисторы 11 — 15. Дополнительно в систему введены стабилитрон 16, оптрон 17, диоды

18 и 19, тиристоры 20 и 21 и конденсатор

22. Источник 1 питания через блок 2 защиты подключен к первому выводу нагрузки

5 и через датчик 3 начала аварийной коммутации — к второму выводу нагрузки 5.

Между катодами диода 1 и тиристора 9 включен конденсатор 6, Между диодом 7 и

Изобретение относится к безопасной передаче электрической энергии от источника питания к нагрузке по длинным линиям связи и может быть использовано дпя работы во взрывоопасной атмосфере угольных шахт и на предприятиях нефтехимической промышленности.

Целью изобретения является увеличение искробезопасной мощности путем выравнивания амплитуды и длительности начальных токов разряда конденсатора и линии связи, На фиг.1 изображена предлагаемая система; на фиг.2 — графики начальных токов разрядов конденсатора и линии и их длительностей в момент возникновения разряда.

Система содержит источник 1, блок 2 защиты, датчик 3 начала аварийной коммутации, линию 4 связи, нагрузку 5, конденсатор 6, диоды 7 и 8, тиристоры 9 и 10, резисторы 11 — 15, стабилитрон 16, оптрон

17, два дополнительных диода 18 и 19, два дополнительных тиристора 20 и 21 и дополнительный конденсатор 22.

Датчик 3 начала аварийной коммутации включен последовательно с нагрузкой 5 и связан с входом блока 2 искрозащиты. Диоды 7 и 8 и тиристоры 9 и 10 соединены в виде мостового инвертора, два противоположных плеча которого выполнены на диодах 7 и 8, а два других плеча — на тиристорах 9 и 10. Между катодами диода

7 и тиристора 9 включен конденсатор 6, К катоду тиристора 9 подключен анод дисда

8, катоды тиристора 10 и диода 8 соединеиы с отрицательным выводом источника 1 питания, а управляющие электроды тиристоров 9 и 10 соединены с выходом датчика 3 начала аварийной коммутации. Катод диода 7 через резистор 11, переход катод— анод стабилитрона 16 и через резистор 12 соединен с анодом тиристора 10, катод тиристором 10 включены два дополнительных тиристора 20 и 21, соединенные через оптрон 17. Система позволяет при возникновении замыкания электрического разряда в начале линии 4 связи уравнять начальные токи разрядов конденсатора 22 и распределенной емкости пинии и длительности их разрядов. В результате повышается эффективность искрогашения по всей длине линии 4 связи. 2 ил. диода 7 через резистор 13, переход анод-катод дополнительного тиристора 20 и переход анод — катод светодиода оптрона 17 соединен с анодом тиристора 10. Управляю5 щий электрод тиристора 20 подключен к аноду стабилитрона 16, а катод дополнительного тиристора 20 подключен через переходы анод — катод дополнительных диодов 18 и 19 к аноду тиристора 10. Катод

10 диода 7 через резистор 14 и переход анод— катод фототиристора аптрона 17 подключен к аноду тиристора 10. Катод диода 7 через переход анод — катод дополнительного тиристора 21 подключен к аноду ти15 ристора 10, а управляющий электрод дополнительного тиристора 21 подключен к аноду фотодиода оптрона 17 и через резистор 15 к своему катоду, Дополнительный конденсатор22 подключен параллель20 но резистору 15, блок искрозащиты включен последовательно с нагрузкой между положительным выводом источника 1 питания и анодом диода 7, анод тиристора 9 включен в линию 4 связи между анодом ди25 ода 7 и нагрузкой 5, стабилитрон 16 выбран с опорным напряжением, много меньшим напряжения источника 1 питания.

Система работает следующим образом.

30 При передаче энергии от источника 1 питания к нагрузке 5 в нормальном режиме работы в распределенной вдоль кабельной линии связи емкости запасается электрическая энергия. Источник 1 пита35 ния через диоды 7 и 8 заряжает конденсатор 6 до величины выходного напряжения источника 1 питания, Тиристоры 9 и 10 и дополнительные тиристоры 20 и 21 находятся в закрытых состояниях. Дополнительный

40 конденсатор 22 разряжен. Ток стабилитрона 16 устанавливается резистором 11, равным его минимальному току пробоя при открытых основных тиристорах 9 и 10 и

1682598 закрытом блоке 2 искрозащиты при коротком замыкании в начале линии. связи.

При возникновении аварийной коммутации на конце линии 4 связи датчик 3 начала аварийной коммутации вырабатывает 5 сигналы, производящие запирание блока 2 искрозащиты, который изолирует источник

1 питания от конденсатора 6 и линии 4 связи и одновременно производит включение тиристоров 9 и 10. 10

Конденсатор 6 разряжается по цепи; управляющий электрод тиристора 20, положительная обкладка конденсатора 6, резистор

11 стабилитрон 16, резистор 12, второй тиристор 10, первый тиристор 9, отрицательная обкладка конденсатора 6. Падение напряжения на резисторе 12 по величине и полярности достаточно для включения дополнительного тиристора 20. В результате этого тиристор 10 пропускает ток разряда конденсатора 6 по цепи: конденсатор 6, резистор 13, тиристор 20, дополнительные диоды 18 и 19, тиристор 10, тиристор 9. В этом случае происходит выравнивание начального тока разряда линии 4 связи и тока разряда конденсатора 6, а также выравнивание длительностей их разрядов, что обеспечивает быстрое и устойчивое гашение разряда, а следовательно, и увеличение искробезопасной мощности системы.

Прямое падение напряжения на дополнительных диодах 18 и 19 обеспечивает устойчивое напряжение на светодиоде оптрона 17 на протяжении всего времени разряда конденсатора 6. Начальное напряжение на дополнительном конденсаторе 22 равно нулю, что исключает ложное срабатывание дополнительного тиристора 21 при колебаниях напряжения питания.

Уровень напряжения заряда дополнительного конденсатора 22 ограничивается малой величиной сопротивления открытого фототиристора 17, что также исключает возможность включения второго дополнительного тиристора 21 при открытых основных тиристорах 9 и 10. При величине тока разряда конденсатора 6, меньшей величины тока удержания основных тиристоров 9 и 10 и дополнительного тиристора 20 в отрытых состояниях, последние закрываются, блок 2 искрозащиты открывается, конденсатор 6 вновь заряжается через основные диоды 7 и 8 нагрузка 5 получает питание через линию 4 связи. Система возвращается в исходное рабочее состояние.

При возникновении разряда замыкания на участке линии 4 связи, описанные процессы повторяются, но в этом случае после открывания основных тиристоров 9 и 10 ток разряда конденсатора 6 по цепи

50 управлениядополнительноготиристора20: резистор 11, стабилитрон 16, резистор 12, открытые основные тиристоры 9 и 10 меньше минимального тока пробоя стабилитрона 16. Последний остается в закрытом состоянии, обеспечивая надежное эапирание тиристора 20.

Оптрон 17 также находится в устойчивом закрытом состоянии. В этом случае ток разряда конденсатора 6, протекающий по цепи управления дополнительного тиристора 21; положительная обкладка конденсатора 6, резистора 14, резистор 15, тиристор 10, участок линии 4, тиристор 9, отрицательная обкладка конденсатора 6, обеспечивает заряд дополнительного конденсатора 22 до уровня напряжения тиристора 21 и образования цепи тока разряда конденсатора 6 для гашения разряда: положительная обкладка конденсатора 6, тиристор 21, тиристор 10 и тиристор 9 и отрицательная обкладка конденсатора 6. В этом случае также происходит выравнивание начальных токов разрядов линии 4 связи и конденсатора 6.

При уменьшении тока разряда конденсатора 6 до величины, меньшей тока удержания основных тиристоров 9 и 10 и дополнительного тиристора 21 в открытых состояниях, последние закрываются, блок

2 искрозащиты открывается. Конденсатор

6 заряжается. Система возвращается в исходное рабочее состояние.

Формула изобретения

Искробезопасная система дистанционного питания, содержащая источник питания, положительный вывод которого подключен к первому входу блока защиты, а отрицательный — к первому входу датчика аварийной коммутации, второй вход которого через линию связи соединен с первым выходом нагрузки, второй вывод которой через линию связи подключен к анодам первого диода и первого тиристора, катоды которых подсоединены соответственно к первому и второму выводам конденсатора, катод первого тиристора через согласно включенный диод подключен к отрицательному выводу источника питания, а катод второго тиристора подключен к отрицательному выводу источника питания, а катод второго тиристора подключен к отрицательному выводу источника питания непосредственно, а управляющие электроды первого и второго тиристоров подключены к выходу датчика аварийной коммутации, отличающаяся тем, что, с целью увеличения искробезопасной мощности путем выравнивания амплитуды и длительности начальных токов разряда

1682598

Составитель IB,Славников

Редактор Е,Савина Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3393 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 конденсатора и линии связи, система снабжена пятью резисторами, стабилитроном, оптроном, дополнительными конденсатором, двумя диодами и двумя тиристорами, катод первого из которых подключен к аноду светодиода оптрона, а катоды фотодиода и светодиода оптрона, первые выводы первого и второго резисторов, катод первого дополнительного диода и первый вывод дополнительного конденсатора объединены и подключены к аноду второго тиристора, причем первые выводы третьего, четвертого и пятого резисторов и анод второго дополнительного тиристора также объединены и подключены к катоду первого диода, а второй вывод третьего резистора подключен к катоду стабилитрона, анод которого подключен к второму выводу первого резистора и к управляющему электроду первого дополнительного тиристора, катод которо5 го через согласно включенный второй дополнительный диод подключен к аноду первого дополнительного диода, а второй вывод пятого резистора подключен к аноду фотодиода, второму выводу дополни10 тельного конденсатора и второму выводу второго резистора и к управляющему электроду второго дополнительного тиристора, а выход датчика начала аварии подключен к второму входу блока эащи15 ты, выход которого подключен к аноду первого диода.