ВПЕРВЫЕ  В  МИРЕ!

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА ИСКРЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ И ПОВЫШЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ

При появлении устройства ИСКРА стало возможным одним устройством контролировать качество электромонтажа всего участка сети, к вводу которого подключен датчик (Д) этого устройства (Фиг.1). При возникновении искрения в любой точке контролируемого участка сети (электроустановки) устройство формирует одну из команд: на отображение состояния всего данного участка; на включение световой и (или) звуковой сигнализации или на отключение всего контролируемого участка.

Однако его недостатком является отсутствие возможности осуществлять дифференцированное (адресное) отключение электрической цепи, в которой искрение достигло верхнего уровня пожарной опасности. Необходимость отключения опасной цепи приводит к отключению всей контролируемой электрической сети и тем самым кроме этой опасной цепи отключает «заодно» нормально функционирующие электрические цепи с работающими потребителями. Ещё хуже, если речь идёт об отключении потребителей, не имеющих в рассматриваемое время опасного искрения, но требующих при этом гарантированного непрерывного питания.

  

Фиг.1. Блок-схема разветвлённой электрической сети и устройства её контроля

 

Поэтому при использовании данных устройств в широко разветвлённых электрических сетях, нагруженных на большое многообразие различных видов их потребителей, возникла необходимость в разработке способа автоматического определения места искрения.

Исключение указанного недостатка путём решение данной задачи существующими методами требует применения устройств защиты контролируемого участка сети в количестве, равном числу возможных потенциально опасных электрических цепей и даже потенциально опасных их элементов. Это, во-первых, значительно удорожает процесс контроля электросети в целом и, во-вторых, в нормально работающей электрической сети приводит к повышению вероятности выдачи устройством сигнала ложной опасности. Названные способы не позволяют добиться абсолютно надёжной идентификации процесса искрения в ёмкой и разветвлённой электрической сети, в которой при этом постоянно присутствует широкий спектр помех.

Целью предлагаемого решения является улучшение эксплуатационных характеристик устройства обнаружения искрения. Данная цель реализуется путём внедрения автоматического способа определения места искрения, который приводит к совершенствованию процесса контроля качества функционирования электросети. Кроме того, предполагаемое конструктивное изменение устройства позволит практически полностью подавить ложные сигналы пожарной опасности в процессе осуществления защиты сетей или электроустановок от искрения в них.

Цель достигается тем, что в рассмотренные выше технические решения выполнения известных операций косвенного измерения и расчёта параметров цикла «возникновение-гашение искры» вводят новое устройство А прямого измерения искрения и дорабатывают существующее устройство Б путём введения в его конструкцию дополнительного блока 12 определения места искрения. При этом искрение возникает и протекает в ходе нарушения целостности отдельного заданного элемента электрической цепи или её в целом.

Одновременно за счёт шунтирования входа данного устройства А исправным рабочим проводником (нормально функционирующей электрической цепью) практически полностью исключается появление на выходе этого устройства каких-либо сигналов (ложных сигналов). Как только независимо от наличия или отсутствия нагрузки данной цепи происходит нарушение целостности указанного рабочего проводника, осуществляется расшунтирование устройства А. При этом в данном устройстве по физической сущности явления создаются условия возникновения и протекания процесса искрения при наличии тока нагрузки в его электрической цепи.

Предлагаемые операции способа поясняются схемами, представленными на Фиг.1 и Фиг.2.

На Фиг.1 для примера представлена разветвлённая электрическая сеть, подключаемая к источнику питания, например, 220В 50 Гц и контролируемая известным устройством Б с входящим в него датчиком Д.

В общем случае данная сеть имеет участки 1, 2, … j… n. Каждый из j-ых участков при превышении максимально допустимого искрении в какой-либо его электрической цепи, контролируемой при этом доработанным устройством Б совместно с устройством А, отключается автоматическим выключателем АВj.

Для примера показан участок 1 электрической сети, представленный электрическими цепями №1, №2…№i, нагруженными соответствующими потребителями Н11,  (нагревателем) и другими Н12 и Н1i нагрузками. Нагрузка подключается к сети соответствующими выключателями В1, В2 и др., а также может подключаться напрямую, например, через штепсельные розетки или другое монтажное соединение.

На фрагменте 1, детально показанном на Фиг.2, представлено конструктивное решение, раскрывающее основной элемент и принцип действия системы поиска места искрения и подавления ложных сигналов при отсутствии искрения в электрической сети.

 

Фиг.2. Блок-схема определения места искрения

Устройство А определения места искрения и подавления ложных сигналов работает следующим образом.

Работу устройства рассмотрим на примере электрической цепи №1 (Фиг.1 и фрагмент 1, Фиг.2).

При исправном состоянии электрической сети обеспечивается надёжное соединение токоведущих частей 1 рабочей электрической цепи №1, величина сопротивления которой близка к нулю. Падение напряжения на данном участке  пренебрежимо мало, что соответствует практически нулевому значению напряжения . Нулевое значение напряжения через  провод 11 передаётся блоку 12. На выходе модуля 2 данного блока величина сигнала искрения равна нулю, что соответствует отсутствию сигналов на входе блоков отображения информации и формирования команды на отключение контролируемого участка сети.

При протекании по рабочему проводнику 1 высокочастотной составляющей тока нагрузки (помехи) шунтирующее сопротивление гарантирует в электрической цепи №1 практически нулевое значение тока, что обеспечивает требуемое качество подавления  помехи и на проводе 11 какой-либо сигнал, в том числе ложный будет отсутствовать.

За практически нулевое значение принимается величина результата измерения, не превышающая нижнюю заданную величину, которую принимают за логический нуль.

При возникновении неисправности, связанной с образованием ионизированного переходного сопротивления в месте появления некачественного контакта в электрической цепи №1 (нагревателя) появляется ток искрения (на возникшем зазоре ток свободных ионов и электронов), проявляющийся в виде последовательности циклов «возникновение-гашение искры». В результате возникает высокочастотная составляющая электрического тока, накладывающаяся на ток суммарной нагрузки. Сигнал высокочастотного спектра поступает на вход блока 12 определения места искрения, являющегося основным элементом блока дополнения устройства Б.

Уровень сигнала измеряется в модуле 2 (13), результат которого далее в модуле 15 определения места искрения преобразуется, например, в кодовое значение. Если величина измеренного сигнала превышает заданный минимальный уровень, хранящийся в блоке 21, ему присваивается, например, логическая единица, в противном случае – логический нуль.

При этом, если присвоенное значение равно единице, в том же модуле 15 формируется адрес места искрения, текущее значение которому присваивается, например, единица - номер модуля 2 платы 16, в котором измерялся сигнал с выхода соответствующего устройства А (фрагмент 1 Фиг.2).

Полученный адрес передаётся в модуль 17 отображения номера места искрения, являющегося наряду с модулем 18 составной частью блока 19 отображения информации. Одновременно полученный в модуле 15 адрес передаётся в блок 14 формирования команды на отключение контролируемого участка сети.

Присвоенное в модуле 15 нулевое значение соответствует наличию в электрической сети на участке 1 допустимо малого искрения, либо наличию любого уровня искрения на других участках сети, не охваченных устройствами А. Независимо от последней ситуации данное искрение уже с пониженным уровнем помехозащищённости в любом случае обнаруживается датчиком Д совместно с устройством Б. При этом на блоке отображения информации фиксируется уровень пожарной опасности, но не отображается на нём адрес искрения или отображается как, например, нулевой.

Команда на адресное отключение электрической сети формируется блоком управления 22 при одновременном наличии адреса в блоке 12 и признака высшего уровня пожарной опасности искрения, сформированного блоком 14. В случае отсутствия адреса и при одновременном наличии высшего уровня пожарной опасности искрения тем же блоком управления формируется команда на отключение всей электрической сети автоматическим выключателем АВ1 (Фиг.1).

Таким образом, рассмотренное техническое решение отличается от известных тем, что оно дополнительно содержит в себе операции и устройства, формирующие адрес места искрения и подавляющие ложные сигналы при отсутствии данного искрения.

 Наверх