CZ9902969A3 - Zařízení pro registraci přepěťových impulzů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro registraci přepěťových impulsů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem obsahujícího propojovací prvek opatřený alespoň jedním připojovacím vodičem, jemuž je přiřazen snímač přepěťového impulsu obsahující feromagnetický prvek, který je opatřen štěrbinou, ve které je uložen snímač magnetického pole, který je spřažen 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.

Z CS patentu č. 285 143 je známo zařízení pro registraci přepěťových impulsů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem, které obsahuje propojovací prvek, jemuž je přiřazen snímač přepěťového impulsu spřažený s vyhodnocovacím • 4

44

PS3217CZ modulem. Snímač přepěťového impulsu obsahuje feromagnetický prvek, který je uspořádán okolo jednoho z připojovacích vodičů propojovacího prvku, a který je opatřen štěrbinou, ve které je uložen snímač magnetického pole, který je spřažen s vyhodnocovacím modulem.

Nevýhodou tohoto zařízení je, že obtížně detekuje a registruje velmi malé přepěťové impulsy.

Cílem vynálezu je odstranění nedostatků dosavadního stavu techniky vytvořením zařízení pro registraci přepěťových impulsů, které je jednoduše a prakticky instalovatelné všude tam, kde je možno vytvořit propojení mezi fázovým vodičem a zemněním, nebo mezi dvojicí vodičů s odpovídajícím rozdílem potenciálů, mezi nimiž je žádáno registrovat výskyt i velmi malého přepěťového jevu, a toto vše umožnit při nízkých nákladech na realizaci takového zařízení.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo zařízením pro registraci přepěťových impulsů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem, jehož podstata spočívá v tom, že jeden připojovací vodič propojovacího prvku je alespoň částečně obtočen okolo feromagnetického prvku snímače přepěťového impulsu.

Takto koncipované zařízení pro registraci přepěťových impulsů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem je schopno detekovat i velmi malé přepěťové jevy, neboť se jím zvětší vliv magnetického pole vzniknuvšího okolo přípojného vodiče v důsledku přepěťového jevu. Výhodou tohoto zařízení také je, že je konstrukčně jednoduché, výrobně nenákladné a provozně spolehlivé, přičemž je odolné i vůči vysokým svodovým proudům, tj. i vyšším než 10 kA.

Feromagnetický prvek je s výhodou tvořen prstencem, což je z magnetického hlediska obzvláště vhodný tvar.

• · 4 ► · · • · • · >S3217CZ

Přehled obrázků na výkrese

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

Příklady provedení vynálezu

Zařízení pro registraci přepěťových impulsů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem obsahuje propojovací prvek 1 pro vzájemné propojení částí sítě, mezi nimiž má být registrován výskyt přepěťového impulsu. V příkladě provedení znázorněném na výkrese je propojovací prvek 1 tvořen svodičem přepětí, který obsahuje varistorovou vložku a další prvky, které nejsou pro účinky vynálezu podstatné, tzn. že zařízení pro registraci přepěťových impulsů znázorněné na výkrese současně plní funkci jak zařízení pro registraci přepěťových impulsů tak i jinak samostatného zařízení pro přepěťovou ochranu. V jiném neznázorněném příkladě provedení je zařízení pro přepěťovou ochranu samostatné, tzn. že zařízení pro registraci přepěťových impulsů a zařízení pro přepěťovou ochranu tvoří dvě nezávislá zařízení, přičemž vzájemné propojení příslušných částí sítě, mezi nimiž má být výskyt přepěťového impulsu 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 i 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

9 9 9 9 9 * ·· 9 · 99 9 • 9 9 9 9 99

9 9 9 9 9 9

PS3217CZ 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 impulsu, který je blíže znázorněn na obr. 3.

Snímač 9 přepěťového impulsu je tvořen feromagnetickým prvkem 10, který je v příkladě provedení znázorněném na výkrese tvořen prstencem, který je jednou obtočen výstupním připojovacím vodičem 6 propojovacího prvku 1. Feromagnetický prvek 10 je opatřen štěrbinou 11, v níž je uložen snímač 12 magnetického pole. V jiném neznázorněném příkladě provedení je feromagnetický prvek 10 snímače 9 přepěťového impulsu stejným způsobem přiřazen fázovému připojovacímu vodiči 5 propojovacího prvku 1.

V neznázorněném příkladě provedení je feromagnetický prvek 10 výstupním připojovacím vodičem 6 propojovacího prvku 1 nebo fázovým připojovacím vodičem 5 propojovacího prvku 1 obtočen pouze částečně nebo naopak několikrát.

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 impulsů instalováno nezpůsobí vynulování počtu zaregistrovaných přepěťových impulsů.

Zařízení pracuje následovně.

·· ·· ·· ·· ·· ·· • · · · ···· ···· • · · ···· ···· ······· · · ······ ·· ·· ·· ··

PS3217CZ

Ve statickém rovnovážném stavu, tzn. bez přepěťových impulsů, 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 impulsu 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 nárůstu hodnoty proudu, který protéká propojovacím prvkem 1 a jeho výstupním připojovacím vodičem 6. V důsledku tohoto nárůstu proudu protékajícího propojovacím prvkem 1 a jeho výstupním připojovacím vodičem 6 se ve štěrbině 11 feromagnetického prvku 10 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 impuls, v následku čehož dojde ke změně číselného stavu počtu registrovaných přepěťových impulsů 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 a jeho výstupním připojovacím vodičem 6 se zároveň opět mění i magnetické pole ve štěrbině IJ. 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 impulsů.

Vzhledem ktomu, 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 impulsů tyto impulsy s ohledem na jejich absolutní hodnotu bez ohledu na strmost jejich nárůstu a polaritu.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro registraci přepěťových impulsů mezi dvojicí prvků s rozdílným elektrickým potenciálem obsahující propojovací prvek opatřený alespoň jedním připojovacím vodičem, jemuž je přiřazen snímač přepěťového impulsu obsahující feromagnetický prvek, který je opatřen štěrbinou, ve které je uložen snímač magnetického pole, který je spřažen s vyhodnocovacím modulem, vyznačující se tím, že jeden připojovací vodič (5, 6) propojovacího prvku (1) je alespoň částečně obtočen okolo feromagnetického prvku (10) snímače přepěťového impulsu.
2. 2. Zařízení pro registraci přepěťových impulsů podle nároku 1, vyznačující se tím, že feromagnetický prvek (10) je tvořen prstencem.