Техническая характеристика шахтной электроразведочной станции с искробезопасными выходными цепями ШЭРС-4

Уровень исполнения……………………………………РП-И

Рабочая частота, Гц……………………………………..22,5±1

Максимальная мощность генератора, Вт……………...12

Напряжение холостого хода генератора, В……………135

Максимальный ток в нагрузке генератора, А………….0,3

Масса генератора, кг…………………………………….15

Чувствительность микровольтметра, В………………..10^-6

Полоса пропускания по уровню 3 дБ, Гц………………1,4

Подавление помехи на частоте 50 Гц, дБ………………60

Потребляемая мощность микровольтметра, Вт………..1,5

Масса микровольтметра, кг……………………………...5

Генератор станции ШЭРС-4 состоит из первичного источника питания с 15 аккумуляторами НКГК-11Д, задающего генератора, тиристорного инвертора класса С, устройства искрозащиты.

Схема станции приведена на рис. 32. Задающий генератор GN.

Задающий генератор GN для достижения стабильности частоты пита­ется от стабилизатора напряжения SU (а). Прямоугольный сигнал с выхо­да задающего генератора GN через буферные усилители А1 и А2 (б) запускает тиристорный инвертор класса С (в). Напряжение со вторичной обмотки трансформатора TV инвертора через устройство искрозащиты (г) поступает на выходные клеммы А В генератора. Устройство искрозащиты по переменному току содержит два RC - фильтра верхних частот (С2, СЗ, С4, R3, R4 и С5, С6, С7, R7, R8), тиристоры VS3,VS4, диоды VD7, VD8 и резисторы R5, R6. При номинальной величине нагрузки, подключаемой к клеммам АВ. на управляющих электродах тиристоров VS3, VS4 отсутствует сигнал с выхода соответ­ствующего фильтра, напряжение со вторичной обмотки TV поступает на клеммы АВ. При коммутации цепи нагрузки возникает высокочастот­ный сигнал с амплитудой 8—12 В, который через фильтр верхних частот поступает на управляющий электрод тиристора и открывает его. Тем самым шунтируется вторичная обмотка трансформатора. При превы­шении в цепи нагрузки тока свыше заранее установленного значения (например, при коротком замыкании) на резисторах R5 и R6 увеличи­вается падение напряжения, что приводит к отпиранию одного или обоих тиристоров VS3, VS4 и отключению нагрузки. Время включения тирис­торов не превышает 3—5 мкс, т.е. устройство искрозащиты эффективно обеспечивает искробезопасность выходной цепи во всех аварийных режи­мах.

8.2.4. Обеспечение искробезопасности анализатора шахтной атмосферы

Обеспечение искробезопасности систем газового контроля в шахтных условиях имеет свои особенности, заключающиеся в том, что при сравнительно небольшой мощности требуется обеспечить искробезопасность системы с длинной линией связи и при повышенных по сравнению с другими слаботочными системами напряжениях.

Поскольку в таких системах используются переменный ток и преобразование его с помощью трансформаторов непосредственно на нагрузке, необходимо производить отключение коммутируемой цепи как со стороны источника питания, так и со стороны нагрузки. На рис. 8.6 при­ведена схема анализатора кислорода. В этой схеме конденсатор С7служит для выделения фильтрами верхних частот (С1, С2, L1 и СЗ, С4, L2) высокочастотных составляющих напряжения на источнике питания. Выделенный сигнал подается на тиристор, закорачивающий источник пи­тания. Внормальном режиме ток, протекающий через управляющие пе­реходы тиристоров VS3, VS4, не включает их, так как анодное напряже­ние и управляющий ток находятся в противофазе и все напряжение приложено к нагрузке. При этом конденсаторы С5—С7 заряжаются.

В случае коммутации цепи нагрузки, приводящей, как показано вы­ше, к закорачиванию источника по цепи разряд—шунт источникоуправляющий переход соответствующего тиристора VS3 или VS4 и резисторы R1 или R2, разряжаются конденсаторы С5 и С6. Разряд этих конденсаторов через управляющий переход приводит к включению тиристора и закорачиванию индуктивной нагрузки.

Рис. 8.6. Схема искрозащиты системы газового контроля

При этом энергия индуктивной нагрузки рассеивается в контуре индуктивный элемент—тиристор. Разряд прекращается, так как напряжение на разряде практически равно нулю. Благодаря этому обеспечивается энергетическая изоляция участ­ка линии связи с разрывным промежутком и ограничение энергии, поступающей в разрядный промежуток от источника питания и индуктивной нагрузки, в результате чего повышается искробезопасная мощность энергоемкой системы переменного тока с индуктивной нагрузкой.

Если в момент коммутации цепи возникло первоначальное напряже­ние зажигания дуги U₀, а напряжение на выходе источника питания не изменилось, следовательно, изменилось, т.е. уменьшилось, напряжение на нагрузке. Уменьшение напряжения на нагрузке приводит к тому, что Конденсаторы С5 и С6, заряженные до амплитудного значения напряже­ния на нагрузке, разряжаются по цепи управляющий переход соответствующего тиристора VS3 или VS4 — нагрузка и резисторы R7 или R2. Р азряд конденсаторов через управляющий переход, как и в предыдущем случае, приводит к срабатыванию тиристора VS3 или VS4, что, в свою Очередь, приводит к энергетической изоляции нагрузки от разрядного промежутка.

Срабатывание одного из тиристоров, шунтирующих нагрузку, приводит к скачкообразному изменению напряжения на выходе источника, возникновению и последующему выделению высокочастотных составляющих и отключению источника.

Таким образом обеспечивается энергетическая изоляция как со стороны источника, так и со стороны нагрузки, за счет чего увеличивается искробезопасная мощность цепи. Описанное устройство искрозащиты использовано дляобеспечения искробезопасности датчика в анализаторе кислорода шахтной атмос­феры АКША (разработка ВНИИ „Аналитприбор").