Способ контроля контактных соединений электротехнических устройств

 

Использование: в электротехнике, в частности, при контроле коммутирующих устройств и мест контактных соединений участков шинопроводов. Сущность: осуществляют контроль изменения механического и/или термического состояния контактного соединения по воздаваемой на нем разности потенциалов, контролируемую разность потенциалов снимают с замкнутого контактного соединения и сравнивают с заданным опорным стабилизированным напряжением, меньшим допустимого для контролируемого контактного соединения падения напряжения, сравнение контролируемой разности потенциалов с опорным напряжением осуществляют с задержкой относительно момента замыкания силового контакта контактора или момента включения участка шинопровода и прекращают с опережением относительно момента размыкания силового контакта или отключения участка шинопровода, при превышении контролируемой разностью потенциалов опорного напряжения формируют сигнал запуска исполнительного элемента для включения цепей сигнализации. Изобретение обеспечивает предотвращение аварийных ситуаций из-за выхода из строя контакторов, увеличение срока их службы, а также исключение выхода из строя контактных соединений шинопроводов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно, к контролю коммутирующих устройств, преимущественно промышленных контакторов, рассчитанных на большие токи и предназначенных для включения двигателей, агрегатов, а также может быть использовано для контроля мест соединений участков шинопроводов промышленных предприятий, электростанций, подстанций.

Известен способ контроля нагрева электрического контактного соединения путем нанесения на него термоиндикатора, например термокраски, изменяющего свой цвет под воздействием высокой температуры (см. авт. свид. СССР N 435570, кл. Н 01 Н 71/06, 1974 г.). Недостатком данного известного способа является необходимость постоянного визуального наблюдения состояния контакта и отсутствие возможности дистанционного контроля.

Известен способ обнаружения неисправностей электрических схем, основанный на измерении появляющейся в местах потери контакта разности потенциалов, запоминании мест повреждения и индикации (см. авт. свид. СССР N 613270, кл. G 01 Р 31/00, 1976 г.). Недостатком такого способа является сложность его реализации, поскольку в этом случае требуется совместный монтаж средств контроля с основной схемой, а также невозможность использования для контроля силовых контактов контакторов, ввиду предназначенности данного способа для контроля слаботочных схем. Кроме того, собственно контроль в данном случае состоит в фиксации одного из двух состояний наличия или отсутствия разности потенциалов, поскольку неисправностью здесь является релейное изменение указанного электрического параметра точек схемы. Ввиду этого подобное техническое решение не позволяет осуществить требуемый контроль силовых контактов, при котором необходимо фиксировать в качестве неисправного состояния постепенное изменение напряжения в пределах 0,01 0,05% от номинального.

Из известных способов наиболее близким к заявленному является способ контроля контактных соединений электротехнических устройств, при котором контролируют разность потенциалов на замкнутом контактном соединении, регистрируют отклонение контролируемой величины от заданного порогового значения и формируют сигнал запуска исполнительного элемента для включения цепей сигнализации при превышении контролируемой разностью потенциалов заданного порогового значения (авт. свид. СССР N 1229853, кл. Н 01 Н 49/00, 1986).

Недостатком этого способа является то, что также не обеспечивает решения задачи контроля в процессе эксплуатации контактных соединений, например, контакторов или участков шинопроводов, когда контролируемые величины изменяются постепенно на очень незначительную величину. Такое изменение, не зафиксированное своевременно, может привести к выходу из строя мощных дорогостоящих контакторов и к аварийной ситуации, что особенно в условиях ответственных, непрерывно действующих производств (металлургических, химических, ядерных) может иметь критические последствия.

Задачей, решаемой изобретением, является контроль контактных соединений электротехнических устройств, преимущественно силовых контактов мощных промышленных контакторов, а также мест контактных соединений участков шинопроводов, состоящий в регистрации изменений в процессе эксплуатации состояния механических узлов, состояния контактных поверхностей, усилий нажатия контактных и болтовых соединений. Оперативная регистрация в процессе эксплуатации электротехнических устройств ухудшения этих состояний позволит своевременно получить информацию о необходимости проведения профилактических работ и предотвратить выход из строя устройства.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в предотвращении аварийных ситуаций из-за выхода из строя контакторов, увеличение срока их службы, а также исключение выхода из строя контактных соединений шинопроводов.

Указанный технический результат в способе контроля контактных соединений электротехнических устройств, при котором контролируют разность потенциалов на замкнутом контактном соединении, регистрируют отклонение контролируемой величины от заданного порогового значения и формируют сигнал запуска исполнительного элемента для включения цепей сигнализации при превышении контролируемой разностью потенциалов заданного порогового значения, достигается тем, что в качестве заданного порогового значения используют опорное стабилизированное напряжение, меньшее падения напряжения, допустимого для контролируемого контактного соединения сравнение контролируемой разности потенциалов с опорным стабилизированным напряжением осуществляют с задержкой относительно момента замыкания контактного соединения, а сигнал запуска исполнительного элемента формируют при превышении контролируемой разностью потенциалов опорного стабилизированного напряжения.

Кроме того, при контроле нескольких однотипных контактных соединений, работающих совместно, разности потенциалов, снимаемые с контролируемых контактных соединений, можно одновременно сравнивать с общим опорным напряжением и при превышении его какой-либо из контролируемых разностей потенциалов осуществлять запуск общего исполнительного элемента. В при периодическом контроле множества однотипных контактных соединений можно осуществлять последовательное сравнение контролируемых разностей потенциалов, снимаемых через заданные интервалы времени с контролируемых контактных соединений, с общим стабилизированным опорным напряжением, синхронно с последовательным сравнением через те же интервалы времени осуществлять переключение соответствующих контролируемым контактным соединениям цепей сигнализации, включаемых сигналами, сформированными в результате превышения соответствующими контролируемыми разностями потенциалов общего опорного стабилизированного напряжения.

При этом цепи сигнализации могут быть в исходном состоянии блокированы от включения и переводятся в рабочее состояние внешним управляющим сигналом, подаваемым с заданной периодичностью.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена принципиальная схема возможного варианта реализации заявленного способа для случая контроля силового контакта контактора, где 1 контролируемый силовой контакт или участок шинопровода (показан пунктиром); 2 переменный резистор, с которого снимается опорное напряжение, стабилизированное стабилитроном 3; 4 схема сравнения, выполненная на транзисторе; 5 тиристор, включающий исполнительное реле 6, контакты которого включают цепи сигнализации и/или защиты (на чертеже не показаны); 7 блокировочный контакт контактора замыкающийся позже и размыкающийся раньше силового контакта 1, или релейный элемент, включаемый аналогично блокировочному контакту с помощью дополнительной электронной схемы (на чертеже не показана); 8 дополнительное сопротивление; 9 диоды в цепях источника опорного напряжения и тиристора (показаны пунктиром), необходимые для работы в цепях переменного тока; 10 - кабели или шины, идущие к нагрузке.

Контроль силового контакта осуществляется следующим образом; При замыкании силового контакта 1 образующееся на нем падение напряжения, величина которого зависит от механических и термических свойств контакта 1, подается через блокировочный контакт 7 сна один из, входов схемы сравнения 4, к другому входу которой приложено опорное напряжение с переменного резистора 2. Величина опорного напряжения может в процессе эксплуатации регулироваться, изменяя чувствительность схемы. Принципиально важным моментом является задержка замыкания блокировочного контакта 7 относительно момента замыкания силового контакта 1. Эта задержка обусловлена механической связью обоих контактов, один из которых силовой, имеющий значительный ход нажатия (20 30 мм), а следовательно, существенную инерционность срабатывания (до десятков мсек), а другой слаботочный, быстродействующий. Благодаря этому схема контроля не попадает под прямое рабочее напряжение основной электрической цепи 10. То же самое обеспечивается при обратном процессе (отключении), когда блокировочный контакт 7, рвущий малые токи, разомкнется раньше силового контакта 1, срабатывание которого запаздывает из-за необходимости гашения возникающей при этом дуги.

Когда в процессе эксплуатации оборудования разность потенциалов на контролируемом контактном соединении по каким-либо причинам увеличится (например, вследствие подгорания, уменьшения нажатия или превышения тока) и превысит опорное напряжение, на выходе схемы сравнения 4 будет сформирован сигнал, включающий исполнительный блок на тиристоре 5 и реле 6, что приведет к срабатыванию схем сигнализации и/или защиты, т.е. к индикации наличия дефекта контактного соединения.

При контроле мест контактных соединений шинопроводов контролируемыйпотенциал снимается с участков шин или кабелей, имеющих болтовые или сварные контактные соединения.

При необходимости контроля нескольких однотипных контактных соединений, работающих совместно, разности потенциалов, снимаемые с контролируемых силовых контактов или участков шинопроводов (таких, как 1 на чертеже), сравниваются в соответствующих им схемах сравнения с общим опорным стабилизированным напряжением с последующим формированием сигнала, запускающего общий исполнительный элемент, и включением цепей сигнализации и/или защиты.

Контроль может осуществляться постоянно, т.е. инициироваться замыканием силового контакта или включением участка шинопровода, или периодически, например, один раз в смену. Периодический контроль множества однотипных контактных соединений может осуществляться, например, путем подключения общего блока сравнения через заданные интервалы времени контактами шагового искателя к контролируемым контактным соединениям с одновременным переключением другой группой контактов шагового искателя соответствующих цепей сигнализации.

Периодический контроль можно осуществлять с периодическим включением в рабочее состояние цепей сигнализации (все остальное время они принудительно отключены, например, с помощью дополнительного релейного элемента). Перевод их в рабочее состояние осуществляется внешним управляющим сигналом, подаваемым каждый раз при проведении очередного цикла контроля.

Использование изобретения даст наибольший эффект при контроле сильноточных коммутирующих устройств и шинопроводов, в том числе контакторов ответственных агрегатов. Это позволит своевременно обнаружить ухудшение механического и термического состояния контактов и предотвратить выход из строя сильноточных контакторов и шинопроводов, увеличит надежность и продолжительность их работы.

Формула изобретения

1. Способ контроля контактных соединений электротехнических устройств, при котором контролируют разность потенциалов на замкнутом контактном соединении, регистрируют отклонение контролируемой величины от заданного порогового значения и формируют сигнал запуска исполнительного элемента для включения цепей сигнализации при превышении контролируемой разностью потенциалов заданного порогового значения, отличающийся тем, что в качестве заданного порогового значения используют опорное стабилизированное напряжение, меньшее падения напряжения, допустимого для контролируемого контактного соединения, сравнение контролируемой разности потенциалов с опорным стабилизированным напряжением осуществляют с задержкой относительно момента замыкания контактного соединения, а сигнал запуска исполнительного элемента формируют при превышении контролируемой разности потенциалов опорного стабилизированного напряжения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину опорного стабилизированного напряжения регулируют.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при контроле нескольких однотипных контактных соединений, работающих совместно, разности потенциалов, снимаемые с контролируемых контактных соединений, одновременно сравнивают с общим опорным стабилизированным напряжением и при превышении какой-либо из контролируемых разностей потенциалов общего опорного стабилизированного напряжения осуществляют запуск общего исполнительного элемента.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при периодическом контроле множества однотипных контактных соединений осуществляют последовательное сравнение контролируемых разностей потенциалов, снимаемых через заданные интервалы времени с контролируемых контактных соединений, с общим опорным стабилизированным напряжением, синхронно с последовательным сравнением через те же интервалы времени осуществляют переключение соответствующих контролируемым контактным соединениям цепей сигнализации, включаемых сигналами, сформированными в результате превышения соответствующими контролируемыми разностями потенциалов общего опорного стабилизированного напряжения.

5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что включение цепей сигнализации в исходном состоянии блокируют и переводят в рабочее состояние внешним управляющим сигналом, подаваемым с заданной периодичностью.

РИСУНКИ

Рисунок 1