Результат интеллектуальной деятельности: Устройство контроля реле 8Э123М при испытании на безотказность

Область применения

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам контроля реле, и может быть использовано для контроля электромагнитных реле 8Э123М при испытании на безотказность при периодических испытаниях.

Особенность испытания реле 8Э123М на безотказность

Особенность испытания реле 8Э123М на безотказность в том, что они находятся в камере тепла при высокой температуре (85°С) сравнительно длительное время (500 часов), при этом на катушки реле подано наибольшее напряжение - 32 В (реле постоянно включены), а через замкнутые контакты всех реле пропущен максимально допустимый ток 40А. [Реле электромагнитное 8Э123М ЕЖИА.647115.001 ТУ. Технические условия ТУ16-647.037-86]. Это предельные (очень жесткие) условия для этих реле. Поэтому в процессе испытания приходится систематически измерять ток, протекающий через горячие катушки реле, чтобы их не сжечь.

Уровень техники

Известно устройство контроля реле 8Э123М при испытании на безотказность [Черкасов Ю.Н. Периодические испытания реле 8Э123М. Учебное пособие. Издание первое. ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2009, 175 с.] (Фиг. 1), содержащее стационарный источник постоянного тока SPS-3610, переносной источник постоянного тока 15Н230, пульт, кабель подачи напряжения на катушки реле, миллиамперметр mA, милливольтметр mV, переменное сопротивление R, при этом пульт содержит тумблеры T₁, …, T_i, …, T_n подачи напряжения на катушки реле P₁, …, P_i, …, P_n, штепсельный разъем для подключения кабеля подачи напряжения на катушки реле, калиброванный шунт Ш, причем число тумблеров равно числу испытываемых реле.

Ток через катушки реле измеряют миллиамперметром mA. При измерении сначала выключают тумблер T_i проверяемого реле, а затем к выводам этого тумблера Т_i, вручную подключают миллиамперметр и подобным образом последовательно измеряют ток, протекающий через катушки всех реле. В этом случае миллиамперметр оказывается включен последовательно с катушкой проверяемого реле и, тем самым, возможно измерение тока через катушку этого реле. Этот способ измерения тока вручную очень неудобный, требует определенных навыков, измерения низкоточные и, главное, недостоверные, а процесс измерения тока у всех реле занимает много времени. Выключение тумблера, даже на короткое время, приведет к прерыванию тока через катушку реле, реле отпустит, и разомкнутся его контакты К_i. Следовательно, прервется ток, протекающий через последовательно соединенные контакты K₁, …, Кi, …, Кn всех реле. Опытным путем выявлено, что если прервать ток, даже на короткое время, через катушку или контакты, реле успевают изменить температуру и, вследствие этого, изменится сопротивление катушки и, соответственно, изменится ток через катушку реле. Если измерять ток сразу же после подачи тока, естественно, измерения будут недостоверными. Сколько времени нужно прогревать реле до их полного прогрева, после повторной подачи тока - неизвестно. Опытным путем выявлено, что для полного прогрева реле нужно не менее 2-х часов. Опытным путем также выявлено еще одно свойство реле: после включения тока через катушку реле, после прерывания тока через катушку или контакты, значение тока через катушку реле всякий раз меняется по сравнению с предыдущим измерением из-за изменения сопротивления катушки реле. Следовательно, измерения тока через горячие катушки реле, после прерываний тока, будут неравноточными. Если учесть, что ток через полностью нагретую катушку реле составляет всего несколько десятков миллиампер, то указанное изменение тока оказывается значимым и приводит к ощутимой погрешности.

Достоверными и равноточными измерения тока будут только у полностью прогретых до 85°С реле и без прерываний тока. Для полного прогрева реле дополнительно через их замкнутые контакты пропускают максимально допустимый ток.

Данное устройство имеет низкую достоверность определения факта подачи напряжения на катушки реле - определить можно только по факту отклонения стрелки милливольтметра mV, который включен последовательно с контактами реле и стрелка которого отклонится только в случае срабатывания всех реле. Если стрелка милливольтметра не отклонилась, а все тумблеры Т₁, …, Т_n включены, то невозможно определить, на катушку какого реле не подалось напряжение.

Несмотря на указанные существенные недостатки, это устройство используется при испытании на безотказность реле 8Э123М при периодических испытаниях.

Проведены патентные исследования изобретений и полезных моделей СССР, Российской Федерации, стран СНГ и зарубежных стран по классам МПК: G01М 7/00, G01М 7/02, G01М 7/06, G01R 23/00, G05D 23/02, Н01Н 47/00, Н01Н 49/00 с 1970 г. по настоящее время. При проведении анализа уровня техники по изобретениям и полезным моделям не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными существенным признакам заявленного изобретения для реле 8Э123М. При проведении анализа уровня техники по научно-техническим источникам обнаружен один аналог (фиг. 1) - устройство контроля реле 8Э123М при испытании на безотказность [Черкасов Ю.Н. Периодические испытания реле 8Э123М. Учебное пособие. Издание первое. ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2009, 175 с.], совокупность признаков которого наиболее близка к совокупности существенных признаков заявленного технического решения, которое и было принято за прототип.

Раскрытие изобретения

Цель изобретения - повысить точность измерения тока через катушки горячих реле и достоверность подачи напряжения на катушки реле.

Поставленная цель достигается заявленным устройством контроля реле 8Э123М при испытании на безотказность (Фиг. 2), содержащим переносной источник постоянного тока, стационарный источник постоянного тока, пульт, кабель подачи напряжения на катушки реле, миллиамперметр, милливольтметр, переменное сопротивление, при этом пульт содержит тумблеры подачи напряжения на катушки реле, штепсельный разъем для подключения кабеля подачи напряжения на катушки реле, шунт, причем число тумблеров равно числу испытываемых реле, переносной источник постоянного тока выполнен с возможностью подачи напряжения на катушки всех реле, стационарный источник постоянного тока выполнен с возможностью подачи напряжения на контакты всех реле, миллиамперметр выполнен с возможностью подключения параллельно выводам тумблера и последовательно с катушкой проверяемого реле только при контроле тока через катушку этого реле, переменное сопротивление включено последовательно с контактами реле, отличающееся тем, что в пульт дополнительно введен пакетный переключатель и сигнальные лампочки, при этом через каждую ламель пакетного переключателя создана одна дополнительная цепь, параллельная цепи через одноименный тумблер, подачи напряжения на катушку одноименного реле, каждая лампочка включена последовательно с одной катушкой реле, миллиамперметр постоянно включен в цепь центральной ламели пакетного переключателя.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков заявленного устройства, является повышение точности измерения тока через катушки горячих реле и достоверности подачи напряжения на них за счет введения пакетного переключателя и сигнальных лампочек.

К защите патентом Российской Федерации предлагается техническое решение - устройство контроля реле 8Э123М при испытании на безотказность.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана схема прототипа, здесь:

Т₁, …, Т_n - тумблеры пульта, при включении которых подается напряжение на катушки реле;

Р₁, …, Р_n - катушки реле;

К₁, …, К_n - контакты реле;

R - переменное сопротивление;

Ш - калиброванный шунт;

mA - миллиамперметр;

mV - милливольтметр;

SPS-3610 - переносной источник постоянного тока для подачи напряжения на катушки реле;

15Н230 - стационарный источник постоянного тока для подачи напряжения на контакты реле.

На фиг. 2 показана схема заявленное устройства контроля электромагнитных реле 8Э123М при испытании на безотказность, здесь:

П - пакетный переключатель, у которого обозначены 1, …, i, ..., n ламели; Л₁, …, Л_n - сигнальные лампочки.

Остальные составные части заявленного устройства те же, что и в прототипе.

На фиг. 3 показан макет пульта (без сигнальных лампочек), но с введенным пакетным переключателе, здесь:

1 - пульт П123-5;

2 - тумблеры для подачи напряжения на катушки реле;

3 - пакетный переключатель для подачи напряжения на катушки реле;

4 - штепсельный разъем для подключения кабеля подачи напряжения на катушки реле;

5 - кабель для подачи напряжения на катушки реле;

6 - калиброванный шунт 75ШС - 75mV 100А;

7 - клеммы для подключения источника постоянного тока SPS-3610;

8 - клеммы для подключения миллиамперметра М2038;

9 - клеммы для подключения милливольтметра М2017.

На фиг. 4 показано заявленное устройство контроля реле 8Э123М при испытании на безотказность при периодических испытаниях, здесь:

1 - переносной источник постоянного тока SPS-3610;

2 - стационарный источник постоянного тока 15Н230;

3 - пульт П123-5;

4 - кабель подачи напряжения на катушки реле;

5 - миллиамперметр М2038;

6 - милливольтметр М2017;

7 - переменное сопротивление НФ11.

Осуществление изобретения

Заявленное устройство контроля реле 8Э123М при испытании на безотказность (фиг. 2, 4) содержит переносной источник постоянного тока SPS-3610 (1), стационарный источник постоянного тока 15Н230 (2), пульт П123-5 (3), кабель подачи напряжения на катушки реле (4), миллиамперметр М2038 (5), милливольтметр М2017 (6), переменное сопротивление R - НФ11 (7), при этом пульт содержит пакетный переключатель П (3, фиг. 3), сигнальные лампочки Л₁, …, Л_n (фиг. 2), тумблеры подачи напряжения на катушки реле Т₁, …, Т_n (2, фиг. 2), штепсельный разъем для подключения кабеля подачи напряжения на катушки реле (4), калиброванный шунт Ш (6) - 75ШС 75mV на 100А (11), причем число ламелей пакетного переключателя, сигнальных лампочек и тумблеров равно числу испытываемых реле.

В настоящее время разработана реальная монтажная схема и изготовлен макет заявленного устройства, с использованием которого были проведены испытания реле 8Э123М на безотказность при очередных периодических испытаниях. Использование устройства в реальных условиях показало, что оно полностью обеспечивает заявленный технический результат и дает практический эффект, в сравнении с прототипом. При реальном использовании заявленного устройства при измерении токов не прерывался ток через катушки и контакты реле за счет введения пакетного переключателя, вследствие чего температура реле не менялась. Поэтому результаты измерения токов по нескольку раз у всех реле оставались практически одинаковыми, что свидетельствует о повышении точности измерения токов через катушки горячих реле. Кроме этого, устройство ощутимо сокращает время измерений и делает процесс измерений очень удобным, поскольку нужно только поставить пакетный переключатель на нужную ламель, а не подключать миллиамперметр mA вручную к выводам тумблеров, что очень неудобно.

Электрическая схема заявленного устройства показана на фиг. 2. Устройство работает следующим образом. Исходное положение. К реле припаяны провода кабеля, реле установлены в камеру тепла. Штепсельный разъем (ШР) кабеля состыкован с ШР пульта. Схема собрана, как показано на фиг. 2. Пакетный переключатель П установлен в положение 0 (на ламель 0). Источники тока включены и отрегулированы на нужные значения тока и напряжения. Включены все тумблеры Т₁, …, Т_n. На все катушки реле подано напряжение по цепи: плюс источника SPS-3610 - включенные тумблеры Т₁, …, Т_n - лампочки Л₁, …, Л_n - минус источника SPS-3610. Лампочки загорятся, что достоверно свидетельствует о подаче напряжения на катушки реле. Все реле сработают, замкнутся их контакты К₁, …, К_n, через них потечет ток от источника 15Н230 и стрелка милливольтметра М2017 отклонится на заданную величину.

Ток измеряют миллиамперметром М2038, включенным в цепь центральной ламели пакетного переключателя П. При измерении тока через катушку первого реле Р₁ сначала пакетный переключатель устанавливают в положение 1 (на ламель 1) и создается параллельная тумблеру T₁ цепь подачи напряжения на катушку P₁ по цепи: плюс SPS-3610 - миллиамперметр mA - центральная ламель и ламель 1 пакетного переключателя П - лампочка Л₁ - катушка реле P₁ - минус источника SPS-3610. Лампочка Л₁ продолжает гореть. На катушку реле Р1 напряжение подается одновременно по двум цепям - через тумблер T₁ (как в прототипе) и параллельно через центральную ламель и ламель 1 пакетного переключателя П (как в заявленном устройстве). Затем тумблер T₁ выключают и весь ток для катушки P₁ потечет только через миллиамперметр mA, поскольку тумблер T₁ выключен, стрелка миллиамперметра mA отклонится и с него снимают отсчет значения тока через горячую катушку первого реле Р₁. Заметим, что при этом измерении ток через катушку P₁ не прерывался и поэтому контакты К₁ реле не размыкались. Затем включают тумблер Т₁, а пакетный переключатель П ставят в положение 2 (на ламель 2). В этом случае на катушку реле Р₂ напряжение подается одновременно по двум цепям - через тумблер Т₂ и через центральную ламель и ламель 2 пакетного переключателя П. Выключают тумблер Т₂ и весь ток для катушки Р₂ потечет только через миллиамперметр mA, его стрелка отклонится и покажет значение тока через катушку Р₂. Заметим, что при этом измерении ток через катушку Р₂ не прерывался и поэтому контакты всех реле не размыкались. Аналогично измеряют токи через катушки остальных реле.

Принципиальное техническое отличие заявленного устройства от прототипа состоит в обеспечении неизменной температуры реле за все время испытаний, в том числе и при измерении токов через катушки реле, за счет создания дополнительных цепей, параллельных тумблерам, посредством введения пакетного переключателя, следствием чего является повышение точности измерения токов через катушки реле, в повышении достоверности определения факта подачи напряжения на катушки реле за счет установки сигнальных лампочек в цепь последовательно с катушками реле, в существенном сокращении времени измерения токов через катушки реле за счет постоянного включения миллиамперметра в цепь центральной ламели пакетного переключателя.