аппаратура для подзарядки аккумуляторной батареи в системе перехода магистрального трубопровода через электрифицированную железную дорогу

Формула изобретения

1. Аппаратура для подзарядки аккумуляторной батареи в системе перехода магистрального трубопровода через электрифицированную железную дорогу с устройством электрохимической защиты от воздействия блуждающих токов в цепи « трубопровод - рельс», содержащая блок первичной защиты от перенапряжений, включающий диод, отличающаяся тем, что дополнительно содержит блок грозозащиты и последовательно соединенные блок вторичной защиты от перенапряжений, блок преобразования, блок гальванической развязки и блок зарядки аккумуляторной батареи, при этом блок вторичной защиты выполнен в виде реле и источника управляющего тока, соединенного выходом с входом реле, причем катод диода блока первичной защиты от перенапряжений соединен с управляемым входом реле, а анод - с выходом блока грозозащиты, выход блока зарядки подключен к аккумуляторной батарее, а блок грозозащиты включен в цепь «трубопровод-рельс» устройства электрохимической защиты электрифицированной железной дороги.

2. Аппаратура по п.1, отличающаяся тем, что блок грозозащиты выполнен в виде газозаполненного разрядника.

3. Аппаратура по п.1, отличающаяся тем, что блок преобразования выполнен в виде повышающего импульсного преобразователя.

4. Аппаратура по п.1, отличающаяся тем, что блок гальванической развязки выполнен в виде DC/DC конвертора.

5. Аппаратура по п.1, отличающаяся тем, что блок заряда аккумуляторной батареи выполнен в виде импульсного преобразователя входного напряжения низкого уровня в напряжение высокого уровня.

6. Аппаратура по п.1, отличающаяся тем, что управляемый вход источника управляющего тока электрически соединен с входом блока первичной защиты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для подзарядки аккумуляторной батареи (АКБ) в системе перехода магистрального трубопровода (МТ) через электрифицированную железную дорогу с устройством электрохимической (электродренажной) защиты от воздействия блуждающих токов в цепи «МТ-рельс».

Электрифицированные железные дороги на постоянном токе оказывают коррозионное влияние на МТ блуждающими токами. Для защиты МТ от действия проникающих в него блуждающих токов используется электрохимическая защита, которая может быть осуществлена путем применения электродренажных установок.

Часть энергии блуждающих токов, возникающих в цепи «МТ-рельс» на электродренажных установках, может быть использована для подзарядки АКБ в системах перехода МТ через электрофицированные железные дороги.

Известна аппаратура аналогичного назначения, принятая за прототип, содержащая блок первичной защиты от перенапряжений, включающий диод, соединенный катодом с АКБ, а анодом - с преобразователем, подключенным входом к цепи «МТ-рельс» /Патент РФ № 2264578, кл. F16L 7/00, 58/00, F17D 5/02, 2005/.

Недостатком известной аппаратуры является отсутствие в ней защиты входной цепи от долговременного и импульсного высоковольтного напряжения, а также напряжения обратной полярности, возникающих в цепи «МТ-рельс».

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является устранение недостатка прототипа за счет установки в аппаратуре защиты входных цепей от долговременного и импульсного высоковольтного напряжений и напряжения обратной полярности, возникающих в цепи «МТ-рельс».

Данный технический результат достигают за счет того, что аппаратура для подзарядки аккумуляторной батареи в системе перехода МТ через электрифицированную железную дорогу с устройством электрохимической защиты от воздействия блуждающих токов в цепи «МТ-рельс», содержащая блок первичной защиты от перенапряжений, включающий диод, дополнительно содержит блок грозозащиты и последовательно соединенные блок вторичной защиты от перенапряжений, блок преобразования, блок гальванической развязки и блок зарядки аккумуляторной батареи, при этом блок вторичной защиты выполнен в виде реле и источника управляющего тока, соединенного выходом с входом реле, причем катод диода блока первичной защиты от перенапряжений соединен с управляемым входом реле, а анод - с выходом блока грозозащиты, выход блока зарядки подключен к аккумуляторной батарее, а блок грозозащиты включен в цепь «МТ-рельс» устройства электрохимической защиты электрифицированной железной дороги.

Блок грозозащиты выполнен в виде газозаполненного разрядника.

Блок преобразования выполнен в виде повышающего импульсного преобразователя.

Блок гальванической развязки выполнен в виде DC/DC конвертора.

Блок заряда аккумуляторной батареи выполнен в виде импульсного преобразователя входного напряжения низкого уровня в напряжение высокого уровня.

В аппаратуре управляемый вход источника управляющего тока электрически соединен с входом блока первичной защиты.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема аппаратуры.

Аппаратура для подзарядки АКБ 1 в системе перехода МТ 2 через электрифицированную железную дорогу с устройством электрохимической (электродренажной) защиты 3 (УДЗ 3) от воздействия блуждающих токов в цепи «МТ 2-рельс 4» содержит блок 5 грозозащиты (БГЗ 5), блок 6 первичной защиты (БПЗ 6), блок 7 вторичной защиты (БВЗ 7), выполненный в виде реле 8 и источника 9 управляющего тока (ИУТ 9).

Аппаратура также содержит блок 10 преобразования (БП 10), блок 11 гальванической развязки (БГР 11) и блок 12 зарядки (БЗ 12) АКБ 1.

При этом БГЗ 5 выполнен в виде газонаполненного разрядника, БПЗ 6 - в виде диода, БП 10 - в виде импульсного преобразователя, БГР 11 - в виде DC/DC конвертора, БЗ 12 - в виде импульсного преобразователя входного напряжения низкого уровня в напряжение высокого уровня.

Электрические связи между блоками представлены на чертеже.

Вход БПЗ 6 через БГЗ 5 соединен с рельсом 4 электрифицированной железной дороги через контакт «рельс» УДЗ 3, а также с МТ 2 - через контакт «трубопровод» УДЗ 3.

Выход БПЗ 6 соединен через реле 8 с последовательно соединенными БП 10, БГР 11, БЗ 12 и АКБ 1.

Управляемый вход реле 8 соединен с выходом ИУТ 9, управляемый вход которого подключен к входу БПЗ 6.

Корпуса БПЗ 6, ИУТ 9, БГР 11, БЗ 12 заземлены.

При работе аппаратуры блок входной защиты предназначен для защиты входной цепи устройства от долговременного и импульсного высоковольтного напряжения и напряжения обратной полярности, возникающих в цепи «трубопровод-рельс». Возможны несколько режимов срабатывания защиты.

При долговременном медленно растущем напряжении при превышении порога в 15В включается ИУТ 9 на высоковольтном полевом транзисторе, который включает обмотку реле 8 и размыкает цепь питания БП 10. После снятия или достижения входного напряжения рабочего диапазона ИУТ 9 отключается и реле 8 переводится в нормально замкнутое состояние. Время срабатывания такого типа защиты ограничено инертностью реле 8 и составляет 20 мсек.

Долговременное быстрорастущее перенапряжение включает сначала быструю шунтирующую защиту, выполненную на диоде 6, затем включается защита на реле 8.

При импульсном перенапряжении срабатывает только защита на диодах.

Защита от высоковольтного выброса, например удара молнии, выполнена на газовом разряднике. Такой тип перенапряжения возникает также и в случае вышедшей из строя дренажной защиты. При таком типе перенапряжения возможен выход из строя устройства, которое в дальнейшем необходимо будет заменить.

При отсутствии блуждающих токов в цепи «МТ-рельс» на плату поступает напряжение обратной полярности, которое отсекает диод БПЗ 6.

Основная функция последующего блока БП 10 состоит в преобразовании входного напряжения в диапазоне 2,5-10 В в выходное 15 В.

В дальнейшем вступает в работу БГР 11, предназначенный для обеспечения гальванической развязки цепей «МТ-рельс» от цепи АКБ.

На выходе БГР 11 реализована схема заряда АКБ 1 с помощью БЗ 12. Заряд осуществляется постоянным напряжением 13,6 В с ограничением зарядного тока в 500 мА.