CZ285143B6 - Zařízení pro registraci přepěťových impulsů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem - Google Patents

Abstract

Zařízení obsahuje propojovací prvek /1/, jemuž je přiřazen snímač /9/ předpěťového impulsu spřažený s vyhodnocovacím modulem /14/. Snímač /9/ předpěťového impulsu obsahuje feromagnetický prvek /10/, který je uspořádán okolo jednoho z připojovacích vodičů /5, 6/ propojovacího prvku /1/, přičemž je opatřen štěrbinou /11/, ve které je uložen snímač /12/ magnetického pole, který je spřažen s vyhodnocovacím modulem /14/.ŕ

Description

Zařízení pro registraci přepěťových impulzů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro registraci přepěťových impulzů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem obsahujícího propojovací prvek, jemuž je přiřazen snímač přepěťového impulzu spřažený s vyhodnocovacím modulem.

Dosavadní stav techniky

Přepěťové jevy jsou v elektrických rozvodech a sítích jevy známé a známé jsou i zdroje těchto jevů. Známé jsou také technické prostředky, tj. svodiče přepětí, jimiž se negativní účinky těchto jevů eliminují.

Specifickým znakem těchto jevů je jejich náhodný výskyt s malou pravděpodobností jejich opakovaného výskytu v krátkých časových intervalech za sebou.

Přestože škody způsobené v důsledku přepěťového jevu mohou dosáhnout značných výšek, není ochraně před těmito jevy věnována dostatečná pozornost, neboť tyto probíhají ve zlomcích sekundy, přičemž nezanechávají žádné charakteristické stopy o tom, že vůbec proběhly. Z tohoto důvodu je za příčinu poškození zařízení zpravidla považován jiný důvod, než je právě přepěťový jev. Právě na základě této skutečnosti a vzhledem k vysokým pořizovacím a provozním nákladům zařízení pro přepěťovou ochranu je rozhodnutí o realizaci přepěťové ochrany v rozsáhlých provozních souborech a sítích obtížné.

Jsou známa měřicí zařízení, jimiž je možno podrobně monitorovat stav provozního souboru včetně přepěťových jevů. Tato zařízení jsou však velmi drahá a jejich provoz a následné vyhodnocení výsledků vyžaduje značnou odbornost, a proto je jejich nasazení vhodné jen ve speciálních případech.

Je také známo zařízení podle DE patentu č. 38 23 389, které pro záznam přepěťových jevů využívá magnetickou pásku, na níž se magnetickým polem vzniklým v důsledku přepěťového jevu vytvoří stopa, jejíž šířka je úměrná intenzitě jevu. Toto zařízení však pro svou funkci vyžaduje instalaci zařízení pro přepěťovou ochranu a samostatného čítacího zařízení, jímž se zjistí případná změna záznamu na pásce. Tímto se vyhodnocení záznamu stává nákladným a komplikovaným, přičemž se nezíská informace o počtu impulzů, tj. počtu proběhlých přepěťových jevů.

Další známé zařízení pro registraci přepěťového jevu využívá měřicí transformátor, který je navlečen na zemnicí vodič svodiče přepětí. Měřicí transformátor je elektrickými vodiči spojen s vyhodnocovacím zařízením, které obsahuje displej, na němž je přímo zobrazen počet přepěťových jevů.

Nevýhodou tohoto zařízení je, že pro svou funkci potřebuje ještě nainstalovat svodič přepětí, takže celý systém je tvořen třemi zařízeními, které je potřeba vzájemně spojit, aby byla dosažena požadovaná funkce. Tato relativní složitost spolu sjeho cenou výrazně ovlivňují jeho použití v běžné provozní praxi.

Cílem vynálezu je odstranění nedostatků dosavadního stavu techniky vytvořením zařízení pro registraci přepěťových impulzů, které je jednoduše a prakticky instalovatelné všude tam, kde je možno vytvořit propojení mezi fázovým vodičem a zemněním, nebo mezi dvojicí vodičů s odpo

- 1 CZ 285143 B6 vídajícím rozdílem potenciálů, mezi nimiž je žádáno registrovat výskyt přepěťového jevu, a toto vše umožnit při nízkých nákladech na realizaci takového zařízení.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo zařízením pro registraci přepěťových impulzů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem, jehož podstata spočívá v tom, že snímač přepěťového impulzu obsahuje feromagnetický prvek, který je uspořádán okolo jednoho z připojovacích vodičů propojovacího prvku, přičemž je opatřen štěrbinou, ve které je uložen snímač magnetického pole, který je spřažen s vyhodnocovacím modulem.

Takto koncipované zařízení pro registraci přepěťových impulzů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem je konstrukčně jednoduché, je výrobně nenákladné a provozně spolehlivé, přičemž je odolné i vůči vysokým svodovým proudům, tj. i vyšším než 10 kA.

S propojovacím prvkem je s výhodou paralelně spřažen napájecí modul spřažený s vyhodnocovacím modulem.

Toto uspořádání umožňuje využít k napájení zařízení pro registraci přepěťových impulzů přímo sítě, v níž má registrace přepěťových impulzů probíhat, což zjednodušuje celé uspořádání tohoto zařízení.

Vyhodnocovací modul je s výhodou spřažen se záložním zdrojem.

Záložní zdroj zabezpečuje uchování registrovaných údajů po omezenou dobu při výpadku napájení ze sítě, k níž je zařízení připojeno.

Propojovací prvek je s výhodou tvořen svodičem přepětí, přičemž snímač přepěťového impulzu je situován na zemnicím vodiči svodiče přepětí.

Takto koncipované zařízení plní spolehlivě jak úlohu pouhé registrace přepěťových impulzů, tak i úlohu zařízení pro přepěťovou ochranu.

Svodič přepětí s výhodou obsahuje vyměnitelnou varistorovou vložku.

Vyměnitelná varistorová vložka umožňuje předem snadno nastavit minimální úroveň přepětí, kterou je zařízení schopno registrovat jako přepěťový impulz.

Přehled obrázků na výkrese

Příklad provedení vynálezu je schematicky znázorněn na přiloženém výkrese, kde ukazuje obr. 1 principiální schéma zařízení pro registraci přepěťových impulzů, obr. 2 konkrétní uspořádání základních prvků zařízení pro registraci přepěťových impulzů do kompaktní jednotky a obr. 3 uspořádání snímače přepěťového impulzu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení pro registraci přepěťových impulzů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem obsahuje propojovací prvek 1 pro vzájemné propojení částí sítě, mezi nimiž má být registrován výskyt přepěťového impulzu. V příkladě provedení znázorněném na výkrese je propojovací prvek 1 tvořen svodičem přepětí, který obsahuje varistorovou vložku a další prvky,

-2 CZ 285143 B6 které nejsou pro účinky vynálezu podstatné, tzn. že zařízení pro registraci přepěťových impulzů znázorněné na výkrese současně plní funkci jak zařízení pro registraci přepěťových impulzů tak i jinak samostatného zařízení pro přepěťovou ochranu. V jiném neznázoměném příkladě provedení je zařízení pro přepěťovou ochranu samostatné, tzn. že zařízení pro registraci přepěťových impulzů a zařízení pro přepěťovou ochranu tvoří dvě nezávislá zařízení, přičemž vzájemné propojení příslušných částí sítě, mezi nimiž má být výskyt přepěťového impulzu registrován, je provedeno jiným vhodným způsobem.

Na vstupní svorku 3 propojovacího prvku 1 je připojen fázový připojovací vodič 5 propojovacího prvku 1 napojený na fázový vodič 20 sítě, přičemž na výstupní svorku 4 propojovacího prvku 1 je připojen výstupní připojovací vodič 6 propojovacího prvku 1, který je dále napojen na ekvipotenciální plochu 19. V příkladě provedení znázorněném na výkrese je výstupní připojovací vodič 6 propojovacího prvku 1 tvořen zemnícím vodičem svodiče přepětí a ekvipotenciální plocha 19 je tvořena zemí.

V případě, že propojovací prvek 1 je tvořen svodičem přepětí je tento uspořádán ve dvou pouzdrech, z nichž v prvním pouzdře 7 jsou uspořádány vodiče, vstupní a výstupní svorka 3 a 4 svodiče přepětí a upínací mechanismus zařízení, přičemž ve druhém pouzdře 8 je vyměnitelně uložena varistorová vložka s tepelnou pojistkou, signalizací a kontakty, které tvoří vodivé dráhy pro vzájemné propojení příslušných prvků prvního a druhého pouzdra 7 a 8. Druhé pouzdro 8 je k prvnímu pouzdru 7 připojeno odnímatelně, čímž je umožněna jeho snadná výměna za jiné druhé pouzdro 8 osazené varistorovou vložkou s jinými parametry, čímž je možno vhodně upravit požadované vlastnosti celého zařízení.

Na prvním pouzdře 7 je v místě průchodu výstupního připojovacího vodiče 6 propojovacího prvku 1 do vnitřního prostoru tohoto prvního pouzdra 7 uložen snímač 9 přepěťového impulzu, který je blíže znázorněn na obr. 3.

Snímač 9 přepěťového impulzu je tvořen feromagnetickým prvkem 10, který je v příkladě provedení znázorněném na výkrese tvořen prstencem a je uspořádán okolo výstupního připojovacího vodiče 6 propojovacího prvku 1, přičemž je opatřen štěrbinou 1_L v níž je uložen snímač 12 magnetického pole. V jiném neznázoměném příkladě provedení je feromagnetický prvek 10 snímače 9 přepěťového impulzu uspořádán okolo fázového připojovacího vodiče 5 propojovacího prvku 1.

Snímač 12 magnetického pole je vedením 13 spojen s vyhodnocovacím modulem 14, který obsahuje displej 15· Vyhodnocovací modul 14 je vedením 17 napojen na napájecí modul 21, který je pomocí vodičů 16 paralelně napojen na vstupní a výstupní svorku 3 a 4 propojovacího prvku 1.

S napájecím modulem 21 je spřažen záložní zdroj 18, který v případě, že dojde k výpadku sítě a tím i k výpadku napájení zařízení napájecím modulem 21 po omezenou dobu kryje energetické nároky potřebné pro provoz zařízení, kromě energie potřebné pro provoz displeje 15. Tímto je zabezpečeno, že ani výpadek sítě, v níž je zařízení pro registraci přepěťových impulzů instalováno nezpůsobí vynulování počtu zaregistrovaných přepěťových impulzů.

Zařízení pracuje následovně.

Ve statickém rovnovážném stavu, tzn. bez přepěťových impulzů, je mezi vstupní a výstupní svorkou 3 a 4 propojovacího prvku 1 napájecí napětí střídavé nebo stejnosměrné, které zaručuje aktivní stav, tj. pracovní způsobilost všech prvků zařízení.

Propojovacím prvkem 1 prochází jen nepatrný proud, řádově desítky mikroampérů, takže magnetické pole ve štěrbině 11 feromagnetického prvku 10 snímače 9 přepěťového impulzu

-3 CZ 285143 B6 registrované snímačem 12 magnetického pole je stabilní a tudíž i výstupní signál snímače 12 magnetického pole odpovídá standardnímu stavu, na nějž vyhodnocovací modul 14 nereaguje.

Při nárůstu hodnoty napětí na svorkách 3 a 4 propojovacího prvku 1 dochází, vzhledem k silně nelineární voltampérové charakteristice propojovacího prvku 1 dané jeho vlastnostmi a napětím na jeho svorkách 3 a 4, k podstatnému, tj. o několik řádů velkému, nárůstu hodnoty proudu, který protéká propojovacím prvkem 1 a jeho výstupním připojovacím vodičem 6. V důsledku tohoto podstatného nárůstu proudu protékajícího propojovacím prvkem 1 ajeho výstupním připojovacím vodičem 6 se ve štěrbině 11 feromagnetického prvku 10 podstatně změní magnetické pole, na což reaguje snímač 12 magnetického pole změnou svého výstupního signálu. Tento výstupní signál se následně vedením 13 přenese do vyhodnocovacího modulu 14, kde je vyhodnocen jako přepěťový impulz, v následku čehož dojde ke změně číselného stavu počtu registrovaných přepěťových impulzů o +1. což se ihned zobrazí na displeji 15. Při následném poklesu napětí na svorkách 3 a 4 propojovacího prvku 1 a z toho vyplývajícím poklesu proudu protékajícího propojovacím prvkem 1 ajeho výstupním připojovacím vodičem 6 se zároveň opět mění i magnetické pole ve štěrbině 11 feromagnetického prvku 10 a v závislosti na tom i výstupní signál snímače 12 magnetického pole, na což zařízení reaguje jako na návrat sítě ke standardním provozním podmínkám a tato změna stavu probíhá bez zvýšení počtu registrovaných přepěťových impulzů.

Vzhledem k tomu, že snímač 12 magnetického pole reaguje na absolutní hodnotu magnetického pole v okolí výstupního připojovacího vodiče 6 propojovacího prvku 1, registruje zařízení pro registraci přepěťových impulzů tyto impulzy s ohledem na jejich absolutní hodnotu bez ohledu na strmost jejich nárůstu a polaritu.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro registraci přepěťových impulzů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem obsahující propojovací prvek, jemuž je přiřazen snímač přepěťového impulzu spřažený s vyhodnocovacím modulem, vyznačující se tím, že snímač (9) přepěťového impulzu obsahuje feromagnetický prvek (10), který je uspořádán okolo jednoho z připojovacích vodičů (5, 6) propojovacího prvku (1), přičemž je opatřen štěrbinou (11), ve které je uložen snímač (12) magnetického pole, který je spřažen s vyhodnocovacím modulem (14).
2. 2. Zařízení pro registraci přepěťových impulzů podle nároku 1, vyznačující se tím, že s propojovacím prvkem (1) je paralelně spřažen napájecí modul (21) spřažený s vyhodnocovacím modulem (14).
3. 3. Zařízení pro registraci přepěťových impulzů podle nároků la2, vyznačující se t í m , že vyhodnocovací modul (14) je spřažen se záložním zdrojem (18).
4. 4. Zařízení pro registraci přepěťových impulzů podle nároků laž3, vyznačující se tím, že propojovací prvek (1) je tvořen svodičem přepětí, přičemž snímač (9) přepěťového impulzu je situován na zemnicím vodiči svodiče přepětí.
5. 5. Zařízení pro registraci přepěťových impulzů podle nároku 4, vyznačující se tím, že svodič přepětí obsahuje vyměnitelnou varistorovou vložku.