ЖУРНАЛ СТА №3/2024

состояние КЗ как в нагрузке с посто- янной амплитудой тока, так и в случае наличия нагрузки, обладающей значи- тельным начальным пусковым током, порядка 30–50 А, т.е. должен дифферен- цироваться режим КЗ и перегрузки. При этом устройство, реализующее ал- горитм мониторинга, не должно от- ключать электрические цепи при по- явлении в них кратковременных пус- ковых токов. Крайне важно диагностировать КЗ и дистанционно отключать входной ав- томат на начальной стадии развития переходного процесса КЗ, до достиже- ния током максимального значения. В системе мониторинга необходимо использовать специальные алгоритмы анализа сигнала во временно́й и спек- тральной области, позволяющие одно- значно дифференцировать характери- стики переходных процессов при КЗ от- носительно других режимов. Техническое решение При разработке системы мониторин- га был проведён анализ типовых схем разводки электропроводки в квартирах, частных домах и складских помеще- ниях с учётом требований документа «Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ), актуальная версия на 2024 год» [3]. Предлагаемое техническое решение основано на оценке величин электри- ческих токов и напряжений в шлейфах электропроводок в двух режимах: ● нормальный рабочий режим – на шлейфы подано электропитание 220 В, 50 Гц; ● режим мониторинга при обесточен- ных шлейфах. Последний режим мониторинга ак- тивируется в нерабочее время в про- изводственных помещениях или в жи- лых помещениях (квартиры, коттеджи) при их длительном обесточивании в период консервации. Аппаратная часть Функциональная схема системы мо- ниторинга электропроводки представ- лена на рис. 2. Мониторинг состояния шлейфов осу- ществляет устройство – Блок монито- ринга электросети (далее – БМЭ), раз- мещаемое в распределительном элек- трошкафу. Базовая версия БМЭ рассчитана на обслуживание до 4 шлейфов. Мониторинг в нормальном рабочем режиме При мониторинге в этом режиме производятся измерения величин то- ков в шлейфах. Токи измеряются бесконтактными токовыми сенсорами (сенсор 1...4), за- креплёнными непосредственно на ка- белях шлейфов. Выходы сигналов с токовых сенсоров подключены к буферным усилителям Х2...Х5 и далее к каналам АЦП микро- контроллера БМЭ. Буферные усилители также осу- ществляют аналоговую низкочастот- ную фильтрацию 1 порядка. При возникновении аварийных си- туаций (короткое замыкание, длитель- ное импульсное перенапряжение) про- исходит резкое повышение величин токов относительно номинальных при текущих нагрузках в шлейфах. ПО микроконтроллера в реальном времени производит анализ поступаю- щих сигналов с датчиков тока по спе- циальным алгоритмам во временно́й и спектральной области, и на основе по- лученных результатов принимает ре- шение о наличии/отсутствии коротко- го замыкания в каждом контролируе- мом шлейфе. В случае обнаружения короткого за- мыкания в каком-либо шлейфе ПО микроконтроллера вырабатывает на шине управления сигнал выключения соответствующего автомата выключе- ния электропитания, осуществляет фиксацию и индикацию номера по- вреждённого шлейфа, даты в формате «месяц-день-час-минута», а также фор- мирует СМС-сообщение, отправляемое через GSM-модуль указанным в списке абонентам. Время отклика системы при обнару- жении короткого замыкания не превы- шает 4 мс, что на порядок быстрее вре- мени реакции на это событие автоматов выключения электропитания и УЗО. Описание основных положений алго- ритма анализа сигналов представлено в разделе «Программное обеспечение». Мониторинг обесточенных шлейфов Алгоритм мониторинга в данном ре- жиме состоит в следующем. СТА 3/2024 8 www.cta.ru НОУ - ХАУ Шлейф 1 Шлейф 4 Сенсор тока 1 L1 N1 L4 Блок мониторинга электросети N4 Сенсор тока 2 Сенсор тока 3 Сенсор тока 4 Автомат 1 выкл. электропитания Автомат 4 выкл. электропитания Сеть 220 В, 50 Гц Вкл\Выкл автомат 1 Вкл\Выкл автомат 2 Вкл\Выкл автомат 3 Вкл\Выкл автомат 1 S_1 S_1 S_1 S_1 S_1 S_1 S_1 S_1 Х5 Х4 Х3 Х2 S_1 S_1 VE Усилитель Генератор тест-сигнала 1-р шина 4-р шина управления Сенсор тока 1 Сенсор тока 2 Сенсор тока 3 Сенсор тока 4 VC V2 Х1 S_1 S_1 S_1 S_1 S_1 S_1 S_1 S_1 Вкл\Выкл автомат 3 Вкл\Выкл автомат 2 Вкл\Выкл автомат 4 GSM модуль Модуль Wi-Fi АКБ электропитания устройства Вкл\Выкл автомат 4 Модуль сопряжения Коммутатор 4х1 Шина управления автоматами Сеть 220 В, 50 Гц Розетка 1 Розетка 1 Розетка N Розетка N L2 N2 Сеть 220 В, 50 Гц Рис. 2. Функциональная схема мониторинга электропроводки