SU1656568A1

SU1656568A1 - Device for lifetime testing of switching apparatus

Info

Publication number: SU1656568A1
Application number: SU894703768A
Authority: SU
Inventors: Борис Иванович Мокин; Николай Александрович Головатюк; Владимир Витальевич Грабко
Original assignee: Винницкий политехнический институт
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1991-06-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл измерени отключающего ресурса высоковольтных выключателей. Целью изобретени вл етс повышение точности устройства и расши- рение области применени за счет пополюсного учета оставшегос ресурса. ыщ ИИ1 LF LJT f 46 | 7 Qd Устройство содержит датчики 1 -3 тока, компараторы 4-6 и 14 и Т5, триггеры 7-9, 16 и 17, ключи 10-12, элементы ИЛИ 13, 30, 35, 45, 46, 47, шифратор 18, датчик 19 коммутации , дифференцирующий элемент 20, генератор 21 импульсов, элемент И 22, 31,27,28, 29, 39-44, счетчики 23, 48-50, инверторы 24-26 и 36-38, блок 32 установки нул , формирователь 33 импульсов, элемент 34 задержки . В устройстве производитс пересчет величины отключаемого тока дл соответствующих фаз по отношению к номинальному рабочему току, вследствие чего выходные счетчики отсчитывают не просто число срабатываний выключател , а его использованный ресурс дл каждого полюса. 1 ил ел с о ел Os СП о 00The invention relates to electrical engineering and can be used to measure the tripping resource of high voltage switches. The aim of the invention is to improve the accuracy of the device and the expansion of the field of application due to polarity accounting of the remaining resource. ysl l1 lf ljt f 46 | 7 Qd The device contains 1–3 current sensors, comparators 4–6 and 14 and T5, triggers 7–9, 16 and 17, keys 10–12, elements OR 13, 30, 35, 45, 46, 47, encoder 18, switching sensor 19, differentiating element 20, pulse generator 21, And 22, 31,27,28, 29, 39-44 element, counters 23, 48-50, inverters 24-26 and 36-38, zero setting unit 32, driver 33 pulses, delay element 34. The device recalculates the amount of current to be turned off for the respective phases with respect to the rated operating current, as a result of which the output counters count not just the number of switch actuations, but its used resource for each pole. 1 silt ate Os Os SP 00

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл измерени отключающего ресурса высоковольных выключателей.The invention relates to electrical engineering and can be used to measure the tripping resource of high-voltage switches.

Целью изобретени вл етс повыше- ние точности устройства и расширение его функциональных возможностей за счет осуществлени пополюсного учета оставшегос ресурса.The aim of the invention is to increase the accuracy of the device and expand its functionality by implementing a polar accounting of the remaining resource.

На чертеже изображена структурна схема предлагаемого устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Устройство содержит первый, второй и третий датчики тока 1-3, первый, второй и третий компараторы 4-6, первый, второй и третий триггеры (RS-триггеры) 7-9, первый, второй и третий ключи 10-12, первый элемент ИЛИ 13, четвертый и п тый компараторы 14 и 15, четвертый, п тый триггеры 16 и 17 (RS-триггеры), шифраторов, датчик 19 коммутаций, дифференцирующий элемент 20, генератор 21 импульсов, первый элемент И 22. первый счетчик 23, первый, второй и третий инверторы 24-26, третий, четвертый и п тый элементы И 27-29, второй элемент ИЛИ 30, второй элемент И 31, блок 32 установки нул , формирователь 33 сигнала, элемент 34 задержки, третий элемент ИЛИ 35, четвертый, п тый и шестой инверторы 36-38, шестой, седьмой, восьмой , дев тый, дес тый и одиннадцатый эле- менты И 39-44, четвертый, п тый и шестой элементы ИЛИ 45-47, второй, третий и четвертый счетчики 48-50.The device contains the first, second and third current sensors 1-3, the first, second and third comparators 4-6, the first, second and third triggers (RS-flip-flops) 7-9, the first, second and third keys 10-12, the first element OR 13, the fourth and fifth comparators 14 and 15, the fourth, fifth triggers 16 and 17 (RS-flip-flops), encoders, switching sensor 19, differentiating element 20, pulse generator 21, first element AND 22. first counter 23, first , the second and third inverters 24-26, the third, fourth and fifth elements And 27-29, the second element OR 30, the second element And 31, unit 32 installation zero, f signal conditioner 33, delay element 34, third element OR 35, fourth, fifth and sixth inverters 36-38, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth and eleventh elements AND 39-44, fourth, fifth and the sixth elements OR 45-47, the second, third and fourth counters 48-50.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При подаче питающего напр жени блок 32 коротким импульсом через элемент ИЛИ 13 устанавливает в нулевое положение триггеры 7, 16, 17, 8 и 9, а также обнул ет счетчик 23.When the supply voltage is applied, the block 32 with a short pulse through the element OR 13 sets the triggers 7, 16, 17, 8 and 9 to zero position, and also zeroes the counter 23.

Если диагностируемый трехфазный выключатель отключает цепь с током, значение которого меньше порога срабатывани компараторов 4-6, то при этом срабатывает датчик 19, сигнал Г подаетс на вход диф- ференцирующего элемента 20, с выхода которого короткий импульс поступает в счетчики 48-50 соответственно через элементы И 39, 41 и 43 и через элементы ИЛИ 35, 46 и 47. На входах элементов И 39, 41 и 43 в это врем присутствуют сигналы Г, поскольку на входы инверторов 36-38. подключенных к этим элементам, подаютс сигналы О от триггеров 7-9. При этом показани счетчиков 48-50 увеличиваютс на единицу счета, тем самым фиксиру срабатывание каждой фазы трехфазного вы- ключател .If the diagnosed three-phase switch shuts off a circuit with a current less than the threshold for the comparators 4-6, then the sensor 19 is triggered, the signal G is fed to the input of the differentiating element 20, from the output of which a short pulse enters the counters 48-50 respectively elements AND 39, 41 and 43 and through elements OR 35, 46 and 47. At the inputs of elements AND 39, 41 and 43 at this time there are signals G, since the inputs of inverters 36-38. connected to these elements, signals O from triggers 7-9 are given. At the same time, the readings of the counters 48-50 increase by a counting unit, thereby fixing the operation of each phase of the three-phase switch.

В процессе эксплуатации трехфазных выключателей в электрической сети возникают одно-, двух- и трехфазные короткие замыкани . Устройство в разных ситуаци х работает следующим образом. Если возникает однофазное короткое замыкание, например в фазе А, (считаем, что датчик 1 установлен в фазе А, датчик тока 2 - в фазе В, датчик тока 3 - в фазе С), которое отключаетс выключателем, то на выходе датчика 1 по вл етс напр жение, соответствующее первичному току. Поскольку компараторы 4-6 срабатывают при одинаковых уровн х сигнала и их уставка соответствует нижнему порогу срабатывани устройства, то при коротком замыкании в фазе А (при этом уровень первичного тока превышает уставку срабатывани ) срабатывает компаратор 4, который опрокидывает в единичное состо ние триггер 7, который о гзою очередь подает сигнал 1 на вход элемента ИЛИ 45 и на управл ющий вход ключа 10 и открывает его. При этом счигнал с выхода датчика 1 поступает на входы компараторов 14 и 15 и в зависимости от значени первичного тока срабатывает определенное их количество . Предположим, что срабатывали компараторы 4 и 14. Тогда срабатывают триггеры 7 и 16, с выхода которых сигналы поступают на вход шифратора 18(стриггера 7 сигнал в шифратор 18 поступает через элемент ИЛИ 45). вследствие чего на втором выходе шифратора 18 по вл етс сигнал 1. При этом на входах элемента И 28 устанавливаютс сигналы 1, и с выхода элемента И 28 через элемент ИЛИ 30 сигнал подаетс на вход элемента И 31.During the operation of three-phase switches, one-, two- and three-phase short-circuits occur in the electrical network. The device in different situations works as follows. If a single-phase short circuit occurs, for example, in phase A, (we assume that sensor 1 is installed in phase A, current sensor 2 is in phase B, current sensor 3 is in phase C), which is turned off by a switch, then at the output of sensor 1 voltage corresponding to the primary current. Since comparators 4-6 operate at the same signal levels and their setpoint corresponds to the lower threshold of the device, when a short circuit occurs in phase A (the primary current level exceeds the setpoint of operation), the comparator 4 is triggered, which triggers the trigger one, 1 which, in turn, sends a signal 1 to the input of the element OR 45 and to the control input of the key 10 and opens it. At the same time, the pin from the output of the sensor 1 is fed to the inputs of the comparators 14 and 15, and depending on the value of the primary current, a certain number of them work. Suppose that the comparators 4 and 14 were triggered. Then the triggers 7 and 16 are triggered, from the output of which the signals arrive at the input of the encoder 18 (the stripper 7, the signal to the encoder 18 comes through the element OR 45). as a result, signal 1 appears at the second output of the encoder 18. In this case, signals 1 are set at the inputs of the AND 28 element, and AND 28 through the OR 30 element at the inputs of the element And And 31.

В момент отключени выключател срабатывает датчик 19, сигнал 1 с его выхода подаетс на второй вход элемента И 31, с выхода которого сигнал 1 подаетс на один вход элемента И 22. вследствие чего последовательность импульсов поступает с генератора 21 в счетчик 23 и через элементы И 40 и ИЛИ 35 в счетчик 48 фазы А, увеличива показани последнего на четыре единицы счета, поскольку после четырех импульсов, подаваемых от генератора 21, на втором выходе счетчика 23 устанавливаетс сигнал Г. на выходах элементов И 28, 31 и 22 устанавливаетс сигнал О, прекращаетс подача импульсов от генератора 21, а на выходе формировател 33 по вл етс короткий ИМПУЛЬС, который через ИЛИ 13 подаетс в триггеры 7,8,9,16,J,7 и в счетчик 23, обнул их. На этом цикл работы заканчиваетс . В зависимости от числа сработавших компараторов определенное количество импульсов закоси ге в счетчики 48-50. Этим действием соблюдаетс опре деленна зависимость между уровнем отключаемого тока и числом импульсов,At the moment of switching off the switch, the sensor 19 is triggered, the signal 1 from its output is fed to the second input of the element 31, from the output of which the signal 1 is fed to one input of the element 22. As a result, the sequence of pulses comes from the generator 21 to the counter 23 and through the elements 40 and OR 35 to Phase A counter 48, increasing the latter’s reading by four counting units, because after four pulses from generator 21, the second output of counter 23 sets the signal G. At the outputs of elements 28, 31 and 22 the signal O is set, stop with feed pulses from the generator 21, and the output of shaper 33 is a short pulse which is applied through OR 13 to triggers 7,8,9,16, J, 7 and the counter 23, reset them. This ends the work cycle. Depending on the number of comparators that have been triggered, a certain number of pulses are 48-50 in counters. This action maintains a certain relationship between the level of the current to be switched off and the number of pulses

поступивших в счетчики, что показывает как израсходуетс ресурс выключател в зависимости от разных уровней первичного отключаемого тока в пересчете на номинальный рабочий ток выключател . Если в электрической сети происходит однофазное короткое замыкание в других фазах либо возникает двух- или трехфазное короткое замыкание, то алгоритм работы устройства остаетс прежним, а измен етс только комбинаци в срабатывани х триггеров 7- 9, в зависимости от вида короткого замыка- ни последовательности импульсов занос тс в соответствующие счетчики импульсов .received into the counters, which shows how the switch resource is consumed depending on the different levels of the primary switch-off current in terms of the rated operating current of the switch. If a single-phase short-circuit in other phases occurs in the electrical network, or a two- or three-phase short circuit occurs, the device operation algorithm remains the same, and only the combination in triggers 7-9 changes, depending on the type of short circuit of the pulse train recorded in the corresponding pulse counters.

Дл защиты от кратковременных бросков тока по разным причинам в электрических сет х (например, при двойных замыкани х или при селективном действии защит) в устройстве предусмотрен элемент 34, работа которого обь сн етс следующим образом. При кратковременных бросках тока в зависимости от уровн тока срабатывает определенное количество триггеров, на выходе элемента ИЛИ 30 устанавливаетс сигнал 1, который запускает элемент 34, если через определенное врем (завис щее от внешних условий, времени действи релейной защиты, но не меньше времени наибольшего цикла работы устройства , когда необходимо установить 1 на выходе счетчика 23 при соответствии самому старшему разр ду) не сработает датчик 19, привод щий к завершению цикла работы устройства, то на выходе элемента 34 по витс сигнал, который через логичек- ский элемент ИЛИ 13 производит обнуление всех триггеров.In order to protect against short-term current surges for various reasons in electrical networks (for example, with double closures or with the selective action of protections), the device has an element 34, whose operation is performed as follows. At short-term current surges, a certain number of triggers are triggered depending on the current level, the output of the OR 30 element sets a signal 1, which triggers the element 34 if after a certain time (depending on external conditions, time of relay protection, but not less than the time of the longest cycle operation of the device, when it is necessary to install 1 at the output of the counter 23 with the highest order corresponding to it) the sensor 19 does not work, leading to the end of the cycle of operation of the device, then at the output of the element 34 ignal, which through the logical element OR 13 produces zeroing of all triggers.

Дл правильной работы устройства необходимо посто нную времени дифференцирующего элемента 20 выбирать меньше периода следовани импульсов генератора 21 импульсов.For proper operation of the device, it is necessary to choose the time constant of the differentiating element 20 to be less than the pulse repetition period of the pulse generator 21.

Claims

Invention Formula

A device for monitoring switching device life, containing the first current sensor, the output of which through the first comparator is connected to the S-input of the first trigger, the second and third Comparators, the outputs of which are connected respectively to the S-inputs of the second and third triggers, a pulse generator, the output of which is connected to the first input of the first element And, the second input of which is connected to the output of the second element I. which is connected to the input of the pulse former, the output of which is connected to the first input of the first element OR, the output Otoo

connected to the first input of the first counter, the zero setting block, the output of which is connected to the second input of the first OR element. the output of the first element And is connected to the second input of the first counter, the first, second and third outputs of which are respectively connected through the first, second and third inverters to the first inputs of the third, fourth and fifth elements

0 And, the second inputs of which are connected to the corresponding outputs of the encoder, and the outputs - with the corresponding inputs of the second element OR, the output of which is connected to the first input of the second element And, the second

5 whose input is connected to the output of the switching sensor, which through a differentiating element is connected to the first input of the sixth element And, the output of which is connected to the first input of the third element

OR, the output of which is connected to the input of the second counter, the output of the first element I is connected to the second input of the first counter, the output of the first element OR is connected to the second inputs of the first, second and third 5 trigger, characterized in that in order to improve the accuracy of devices expanding its functional capabilities due to the implementation of the polar account of the remaining resource, it introduced

0 second and third current sensors, first, second and third keys, fourth, fifth and sixth elements OR, fourth and fifth comparators, fourth and fifth triggers, delay element, fourth, fifth and sixth inverters, seventh, eighth, the ninth, tenth and eleventh elements AND, the third and sixth elements OR, the third and fourth counters, the outputs of the first, second and third current sensors are connected to the first inputs of the first, second and third keys, respectively, the second inputs of which are combined with the corresponding inputs of the fourth element and OR, and the outputs of the keys through the fourth comparator are connected to

5 to the first input of the fourth trigger, the output of which is connected to the first input of the encoder, the outputs of the keys through the fifth comparator are connected to the first input of the fifth trigger, the output of which is connected to the second input of the encoder, the outputs of the first, second and third trigger through the fourth element OR are connected to the third input of the encoder and directly with the input of the fourth, fifth, and

5 of the sixth inverters and with the first input of the seventh, ninth and eleventh elements AND, the outputs of the fourth, fifth and sixth inverters, respectively, are connected to the second input of the sixth element AND, respectively, to the first inputs of the eighth and

the tenth element And, the output of the first element And is connected to the second inputs of the seventh, ninth and eleventh elements And, the output of the differentiating element is connected to the second inputs of the eighth and tenth elements And, the output of the seventh element And is connected to the second input of the third element OR, the eighth and the ninth elements AND through the fifth element OR are connected to the input of the third counter, the outputs of the tenth and eleventh elements And

the sixth element OR is connected to the inputs of the fourth counter, the output of the first element OR is connected to the input of the second counter, the output of the first element OR is connected to the second inputs of the fourth and fifth triggers, the output of the second element OR is connected through the delay element to the third input of the first element OR, outputs the second and third current sensors are connected respectively to the inputs of the second and third comparators.