бортовой сигнализатор тока утечки троллейбуса

Формула изобретения

1. Бортовой сигнализатор тока утечки троллейбуса, содержащий управляемый источник компенсирующего напряжения, связанный одним из выходных выводов через токоограничивающий резистор с кузовом троллейбуса и выполненный с регулирующим органом и измерительно-усилительным узлом, вход которого посредством токосъемников связан с положительным и отрицательным проводами контактной сети, а выход подключен к управляющему входу регулирующего органа, пороговый узел, выход которого соединен с входом блока сигнализации, отличающийся тем, что в управляемый источник компенсирующего напряжения введены генератор импульсов, измеритель-ограничитель тока, разделительный конденсатор, выпрямитель и сглаживающий фильтр, причем питающий вход регулирующего органа включен параллельно входу измерительно-усилительного узла, а выход соединен с питающим входом генератора импульсов, выход генератора импульсов через разделительный конденсатор подключен к входу выпрямителя, на выходе выпрямителя с напряжением отрицательной полярности, являющемся выходом управляемого источника компенсирующего напряжения, включен сглаживающий фильтр, а с его выходом напряжения положительной полярности соединен вход измерителя-ограничителя тока, подключенного выходом к входу порогового блока.

2. Сигнализатор по п. 1, отличающийся тем, что измерительно-усилительный узел выполнен с дополнительным входом обратной связи, соединенным с выходом управляемого источника компенсирующего напряжения.

3. Сигнализатор по п. 1, отличающийся тем, что в цепи токосъемника, связанного с положительным проводом контактной сети, и между токоограничивающим резистором и кузовом троллейбуса включены защитные диоды.

4. Сигнализатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен логическим узлом контроля наличия компенсирующего напряжения, входы которого соединены с выходами управляемого источника компенсирующего напряжения и порогового блока, а выход с дополнительным входом блока сигнализации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для определения неисправности изоляции высоковольтного электрооборудования троллейбусов, двухполюсные системы электроснабжения которых имеют заземленную у тяговой подстанции отрицательную шину.

Известно устройство для контроля тока утечки электропривода троллейбуса, содержащее дифференциальный трансформатор, первичные обмотки которого включены в силовую электрическую цепь троллейбуса, а также электронную схему, осуществляющую измерение напряжения на выходной обмотке этого трансформатора (Авт. свид. СССР N 1298105, кл. B 60 L 3/00, 1987).

В этом устройстве, а также в других устройствах, построенных по аналогичному принципу, ток утечки принимается равным разности токов, протекающих по плюсовому и минусовому выводам электрической цепи троллейбуса.

Однако равенство токов в цепях питания электродвигателя и, соответственно, нулевое напряжение на выходной обмотке дифференциального трансформатора может быть как при нормальном, так и при пониженном сопротивлении изоляции троллейбуса. В частности, при высоком сопротивлении шин троллейбуса указанная разность токов равна нулю при любом сопротивлении изоляции, включая полный пробой цепи положительного провода (+600В) на корпус троллейбуса, поскольку отсутствует цепь для протекания тока утечки. Поэтому данное устройство сигнализирует о наличии тока утечки не заблаговременно, а только после прикосновения пассажира к корпусу троллейбуса, что недопустимо с точки зрения электробезопасности.

Более совершенными являются устройства, построенные по принципу компенсации падения напряжения на отрицательном проводе контактной сети.

Известно устройство для сигнализации токов утечки на троллейбусе, содержащее индикатор тока утечки, включенный между кузовом троллейбуса и минусовым проводом контактной сети через компенсирующий источник постоянного напряжения, выполненный в виде однофазного трансформаторного регулятора, состоящего из двух подмагничиваемых трансформаторов, первичные обмотки которых подключены на опорное напряжение, обмотки управления на напряжение контактной сети, а вторичные обмотки через выпрямитель включены в цепь индикатора (Авт. свид. СССР N 235159, кл. 21 C, 68/50 (H 02 D), 1969).

В этом устройстве выходное напряжение компенсирующего источника поддерживается приближенно равным потенциалу отрицательного провода относительно земли. Благодаря этому контролируемый ток равен действительному току утечки троллейбуса, что обеспечивает непрерывное и повсеместное действие устройства, а также высокую достоверность его показаний.

Недостатком данного устройства является значительное энергопотребление со стороны низковольтной бортовой сети троллейбуса и цепей питания обмоток управления трансформаторов, а также отсутствие ограничения тока компенсации и тока через индикатор при возникновении аварийных по величине токов утечки.

Более совершенным и наиболее близким к предложенному является устройство контроля изоляции электрооборудования троллейбуса, содержащее управляемый источник компенсирующего напряжения,

положительный и отрицательный выходные выводы которого через датчик тока и токоограничивающий резистор подключены соответственно к отрицательному проводу контактной сети и к кузову троллейбуса, диод, включенный между отрицательным проводом контактной сети и отрицательным выходным выводом управляемого источника компенсирующего напряжения, а также блок сигнализации и пороговый орган, выполненный в виде узла сравнения и источника опорного напряжения, включенного последовательно с одним из входов узла сравнения. Входы порогового органа подключены к датчику тока, а выход к входу блока сигнализации. Управляемый источник компенсирующего напряжения состоит из источника питания, соединенного с регулирующим органом, и устройства управления, выполненного в виде измерительно-усилительного узла, состоящего из сумматора и узлов формирования токов управления и смещения, выходы которых подключены к первому и второму входам сумматора, третий вход которого соединен с выходом порогового устройства, а выход с управляющим входом регулирующего органа. Входы узлов формирования токов управления и смещения подключены соответственно к положительному проводу контактной сети и к положительному выходному выводу управляемого источника компенсирующего напряжения (Авт. свид. СССР N 1066852, кл. B 60 L 3/02, 1984).

В известном устройстве, благодаря возможности работы управляемого источника компенсирующего напряжения в режиме токоограничения, обеспечивается работоспособность устройства во всем диапазоне изменения сопротивления изоляции, включая полный пробой изоляции положительного провода контактной сети на корпус троллейбуса.

Однако это устройство обладает низкой электробезопасностью в эксплуатации. Причины этого недостатка заключаются в

Во-первых, в данном устройстве цепи регулирования компенсирующего напряжения и цепи ограничения тока не разделены. Поэтому в случае выхода из строя измерительно-усилительного узла или регулирующего органа возможно формирование максимального компенсирующего напряжения при фактически неограниченном токе, что приводит к поражению пассажиров троллейбуса электрическим током.

Во-вторых, при сходе токоприемников троллейбуса или при отключении напряжения в контактной сети узел формирования токов управления, фиксируя отсутствие силового напряжения, автоматически устанавливает максимальное выходное напряжение компенсирующего источника. При этом потенциал корпуса троллейбуса относительно земли устанавливается на максимальном уровне (более 100 В), что опасно для пассажиров. Причем ограничение выходного тока источника компенсирующего напряжения позволяет уменьшить, но не устранить протекание тока через пассажиров.

И в-третьих, в известном сигнализаторе отсутствует автоматический контроль его работоспособности и, соответственно, формирование сигнала, предупреждающего водителя об отсутствии контроля тока утечки.

Задачей изобретения является разделение цепей регулирования выходного напряжения компенсирующего источника и цепей ограничения тока, а также исключение установления максимального выходного напряжения компенсирующего источника при отсутствии силового напряжения и, соответственно, повышение электробезопасности сигнализатора.

Дополнительной задачей является обеспечение автоматического контроля работоспособности сигнализатора. В бортовом сигнализаторе тока утечки троллейбуса, содержащем управляемый источник компенсирующего напряжения, связанный одним из выходных выводов через токоограничивающий резистор с кузовом троллейбуса и выполненный с регулирующим органом и измерительно-усилительным узлом, вход которого посредством токосъемников связан с положительным и отрицательным проводами контактной сети, а выход подключен к управляющему входу регулирующего органа, и пороговый орган, выход которого подключен к входу блока сигнализации, решение поставленной задачи достигается тем, что в управляемый источник компенсирующего напряжения дополнительно вводятся генератор импульсов, измеритель-ограничитель тока, разделительный конденсатор, выпрямитель и сглаживающий фильтр, причем питающий вход регулирующего органа включается параллельно входу измерительно-усилительного узла, а выход соединяется с питающим входом генератора импульсов, выход которого через разделительный конденсатор подключается ко входу выпрямителя, на выходе выпрямителя с напряжением отрицательной полярности, являющемся выходом управляемого источника компенсирующего напряжения, включается сглаживающий фильтр, а с его выходом напряжения положительной полярности соединяется вход измерителя-ограничителя тока, подключенного выходом ко входу порогового органа.

Кроме того, поставленная задача решается путем дополнительного соединения выхода управляемого источника компенсирующего напряжения с дополнительным входом обратной связи измерительно-усилительного узла, а также путем дополнительного введения защитных диодов, включенных в цепь токосъемника, связанного с положительным проводом контактной сети, а также между токоограничивающим резистором и кузовом троллейбуса.

Решение поставленной дополнительной задачи достигается путем дополнительного введения в сигнализатор логического узла контроля наличия компенсирующего напряжения, входы которого соединены с выходами управляемого источника компенсирующего напряжения и порогового органа, а выход с дополнительным входом блока сигнализации.

Заявляемый бортовой сигнализатор тока утечки отличается от известных наличием новых блоков, элементов и схемных узлов: измерителя-ограничителя тока, разделительного конденсатора, выпрямителя, сглаживавшего фильтра и логического узла контроля наличия компенсирующего напряжения, а также изменением связей между этими блоками, элементами и узлами.

Сравнение заявляемого решения с известными техническими решениями показывает, что ранее устройство, совмещающее функции измерения и ограничения тока в сигнализаторах тока утечки, не использовалось. Из других областей техники известно применение измерителя-ограничителя тока в непрерывных стабилизаторах напряжения с целью обеспечения их защиты от короткого замыкания нагрузки (см. например, Алексенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем. М. Радио и связь, 1985. с. 223, рис. 6, 7). В заявленном техническом решении введенный измеритель-ограничитель тока проявляет новые свойства, а именно обеспечивает защиту пассажиров от поражения электрическим током при отказе цепей регулирования выходного напряжения компенсирующего источника, а также формирует выходной сигнал, свидетельствующий о наличии тока утечки, превышающего допустимую величину.

Включение измерителя-ограничителя тока в плюсовой вывод выпрямителя в сигнализаторах тока утечки, а также в других областях техники ранее не использовалось.

Подключение цепей питания генератора импульсов через регулирующий орган непосредственно к силовой цепи, а также соединение выхода этого генератора через разделительный конденсатор и выпрямитель с выходом источника компенсирующего напряжения ранее в сигнализаторах тока утечки не использовалось. Из других областей техники известно соединение выхода генератора с выпрямителем через разделительный конденсатор в схема инвертирования постоянного напряжения (см. например, Бирюков С. А. Цифровые устройства на МОП интегральных микросхемах. М. Радио и связь, 1990. с. 77, рис. 125). Однако в предложенном устройстве указанные функциональные блоки и связи проявляют новые свойства, а именно при сходе токоприемников троллейбуса или при отключении напряжения в контактной сети выходное напряжение компенсирующего источника, благодаря одновременному отключению цепей питания и цепей управления, автоматически устанавливается равным нулю, что обеспечивает эффективную защиту пассажиров от поражения электрическим током.

Логические узлы для контроля наличия напряжения широко применяются в различных областях техники. Однако в заявленном техническом решении логический узел (с соответствующими связями) проявляет новое свойство обеспечивает непрерывный автоматический контроль работоспособности сигнализатора тока утечки троллейбуса.

В предложенном устройстве цепи регулирования компенсирующего напряжения и цепи ограничения тока разделены. Поэтому, в случае выхода из строя устройства управления с (измерительно-усилительного узла) или регулирующего органа, поражения пассажиров троллейбуса электрическим током не происходит. Кроме того, совмещение цепей питания и цепей управления источника компенсирующего напряжения обеспечивает автоматическое отключение компенсирующего напряжения при сходе токоприемников троллейбуса или при отключении напряжения в контактной сети, что также повышает электробезопасность сигнализатора. К дополнительному повышению электробезопасности приводит также наличие автоматического контроля работоспособности сигнализатора. Все эти факторы в совокупности и обеспечивают решение поставленной задачи.

На фиг.1 представлена функциональная схема сигнализатора тока утечки; на фиг. 2 пример реализации измерительно-усилительного узла.

Бортовой сигнализатор тока утечки троллейбуса содержит управляемый источник компенсирующего напряжения 1, выход которого через токоограничивающий резистор 2 соединен с кузовом троллейбуса 3, а также пороговый орган 4, выход которого подключен к входу блока сигнализации 5. Управляемый источник компенсирующего напряжения 1 включает в себя измерительно-усилительный узел 6, регулирующий орган 7, генератор импульсов 8, разделительный конденсатор 9, выпрямитель 10, измеритель-ограничитель тока 11 и сглаживающий фильтр 12. Положительный провод контактной сети 13 подключен к объединенным входам измерительно-усилительного узла 6 и регулирующего органа 7. Выход регулирующего органа 7 подключен к питающему входу генератора импульсов 8, выход которого через разделительный конденсатор 9 соединен с входом выпрямителя 10, минусовой выход которого подключен к сглаживающему фильтру 12 и к выходу управляемого источника компенсирующего напряжения 1. Плюсовой выход выпрямителя 10 соединен со входом измерителя-ограничителя тока 11, выход которого подключен к входу порогового органа 4.

Сигнализатор может также содержать дополнительное соединение выхода управляемого источника компенсирующего напряжения 1 с дополнительным входом обратной связи измерительно-усилительного узла 6.

Пороговое устройство 4 может быть выполнено в виде триггера Шмитта.

Блок сигнализации 5 может содержать схему формирования прерывистого звукового сигнала, выполненную в виде последовательно соединенных генератора прерываний 16, звукового генератора 17 и пьезоэлектрического звонка 20. Для световой индикации наличия аварийных токов утечки, а также нормального функционирования сигнализатора используются световые (светодиодные) индикаторы 18 и 19.

Регулирующий орган 7 построен по схеме параллельного регулятора и содержит балластный резистор (или несколько последовательно соединенных резисторов) 21 и регулирующий транзистор 22.

Генератор импульсов 8 в общем случае содержит задающий генератор прямоугольных импульсов 23 и усилитель мощности 24.

Выпрямитель 10 выполнен на двух высоковольтных диодах 25 и 26.

Измеритель-ограничитель тока 11 может быть реализован на высоковольтном транзисторе 27, резисторах 28, 29, 30 и стабилитроне 31. Резистор 29 при этом подключается к источнику опорного напряжения +E₀. Ограничивающий резистор 30 может быть подключен как к коллектору, так и к эмиттеру транзистора 27.

В качестве сглаживающего фильтра 12 может быть использован конденсатор.

Логический узел контроля наличия компенсирующего напряжения 15 может быть выполнен на основе элемента 2ИЛИ-НЕ 32 и двух согласующих резисторов 33 и 34.

Измерительно-усилительный узел 6 (фиг. 2) может быть реализован по дифференциальной схеме на транзисторах 35, 36 и токозадающем резисторе 37. Для инвертирования выходного сигнала дифференциальной схемы установлен согласующий каскад, выполненный на транзисторе 38 и резистор 39. Для формирований выходного тока, обеспечивающего получение необходимой функциональной зависимости между напряжением в силовой сети +U_с и выходным компенсирующим напряжением -U_к, используются точные делители напряжения, выполненные на резисторах 40 44, а также источник опорного напряжения +E₀.

Для задания выходного тока измерительно-усилительного узла 6 (базового тока регулирующего транзистора 22) используется резистор 45, подключенный к напряжению силовой сети +U_с (или к отводу балластного резистора 21).

В варианте реализации сигнализатора без дополнительного соединения выхода управляемого источника компенсирующего напряжения 1 с дополнительным входом обратной связи измерительно-усилительного узла 6 резистор 44 не устанавливается. В этом случае база транзистора 35 через дополнительный резистор может быть соединена с выходом регулирующего органа 7.

Для дополнительного повышения электробезопасности сигнализатора при изменении полярности в контактной сети в цепь питания сигнализатора и последовательно с выходом компенсирующего источника напряжения могут быть включены защитные диоды 46, 47.

Устройство работает следующим образом. Во время движения троллейбуса на линии зависимость потенциала минусового провода U_м от напряжения в контактной сети U_с при практически оправданном допущении о равенстве падения напряжения в питающей и отсасывающей линиях выражается формулой (Авт. свид. СССР N 235159, кл. 21 С, 68/50 (H 02 D), 1969):

U_м A U_с/2,

где A U_ш/2 + U_мш;

U_ш напряжение на шинах тяговой подстанции с (600-700В).

U_мш потенциал минусовой шины относительно земли.

Величина А в течение суток изменяется в узком интервале, а ее среднее значение составляет 310 В. Поэтому зависимость (1) можно считать линейной.

Предложенный сигнализатор, контролируя напряжение в контактной сети U_с и используя известную зависимость (1), создает на кузове троллейбуса компенсирующее напряжение отрицательной полярности -U_к, приближенно равное потенциалу минусового провода U_м.

В соответствии с этим напряжение между кузовом троллейбуса и землей близко к нулю, а выходной ток управляемого источника компенсирующего напряжения 1 равен действительному току утечки троллейбуса.

Компенсирующее напряжение -U_к формируется путем преобразования постоянного напряжения силовой цепи +U_с в переменное и последующего выпрямления переменного напряжения.

Для получения переменного напряжения используется задающий генератор 23 и усилитель 24. Усилитель 24 работает в ключевом режиме. Поэтому амплитуда переменного напряжения на его выходе близка к величине напряжения питания.

Питание усилителя 24, а следовательно, и всего управляемого источника компенсирующего напряжения 1 осуществляется непосредственно от силовой сети +U_с через резистор 21 регулирующего органа 7.

Переменное напряжение через разделительный конденсатор 9 поступает на вход однополупериодного выпрямителя 10.

В случае, когда ток утечки меньше допустимого значения (3 мА), напряжение на измерителе-ограничителе тока 11 близко к нулю и величина выходного напряжения компенсирующего источника 1 практически равна амплитуде выходного переменного напряжения генератора импульсов 8. Причем в зависимости от выходного тока измерительно-усилительного узла 6 происходит изменение степени насыщения регулирующего транзистора 22. Это приводит к изменению величины напряжения питания генератора импульсов 8, а следовательно, и амплитуды переменного напряжения на его выходе. В соответствии с этим изменяется и величина выходного напряжения управляемого источника 1.

Формирование необходимого тока базы регулирующего транзистора 22 осуществляется следующим образом.

На базу транзистора 35 дифференциального каскада измерительно-усилительного узла 6 (см. фиг. 2) через делитель напряжения, выполненный на резисторах 40 и 41, подается напряжение силовой сети +U_с. Аналогичным образом на базу транзистора 36 этого каскада через делитель напряжения, выполненный на резисторах 42 и 43, подается отрицательное компенсирующее напряжение -U_к. Одновременно на базу этого транзистора через резистор 42 подается положительное напряжение смещения +E₀.

В нормальном режиме работы сигнализатора напряжения на базах транзисторов 35 и 36 близки по величине, транзисторы 38 и 22 находятся в активном режиме, и на выходе регулирующего органа 7 устанавливается некоторое постоянное напряжение +U_р, обеспечивающее поддержание на выходе управляемого источника 1 заданной величины компенсирующего напряжения -U_к.

При уменьшении напряжения в силовой сети происходит снижение напряжения на базе транзистора 35. Это приводит к увеличению его коллекторного тока и, соответственно, базового и коллекторного токов транзистора 38. Суммарная величина тока коллектора транзистора 38 и базового тока регулирующего транзистора 22 задается резистором 45. Поэтому увеличение коллекторного тока транзистора 38 приводит к уменьшению базового, а следовательно, и коллекторного тока транзистора 22. Уменьшение коллекторного тока регулирующего транзистора 22 приводит к увеличению выходного напряжения регулятора напряжения 7 и, соответственно, выходного компенсирующего напряжения -U_к.

Увеличенное (по абсолютной величине) компенсирующее напряжение -U_к через резистор 44 поступает на транзистор 36, обеспечивая уменьшение напряжения на его базе. Далее процесс увеличения компенсирующего напряжения продолжается до достижения равенства напряжений на базах транзисторов 35 и 36.

Аналогичным образом увеличение напряжения в контактной сети и соответствующее увеличение напряжения на базе транзистора 35 приводит к увеличению коллекторного тока регулирующего транзистора 22 и уменьшению выходного компенсирующего напряжения до величины, соответствующей равенству напряжений на базах транзисторов 35 и 36.

Сопротивления резисторов 41-44 и величина напряжения смещения +E₀ в измерительно-усилительном узле 6 выбраны таким образом, что во всем диапазоне изменения напряжения в контактной сети величина компенсирующего напряжения -U_к устанавливается в соответствии с зависимостью (1).

Возможны варианты реализации измерительно-усилительного узла 6 без обратной связи по компенсирующему напряжению. В частности, при отсутствии резистора 44, изменение величины напряжения в контактной сети приводит к изменению коллекторных токов транзисторов 35, 38 и 22 и к соответствующему изменению величины компенсирующего напряжения. Однако в этом случае зависимость (1) будет реализована с меньшей температурной и временной стабильностью.

Обратная связь по компенсирующему напряжению может быть заменена (с несколько худшими результатами) обратной связью по напряжению питания генератора импульсов 8. В этом случае база транзистора 35 измерительно-усилительного узла 6 через дополнительный резистор (на фиг.1 и 2 условно не показан) соединяется с выходом регулирующего органа 7.

На тяговой подстанции потенциал минусовой шины относительно земли имеет некоторую небольшую величину U_мш. Кроме того в небольших пределах изменяется напряжение на шинах тяговой подстанции U_ш Поэтому при низком сопротивлении шин троллейбуса, например в дождливую погоду, между выходом управляемого источника компенсирующего напряжения 1 и кузовом троллейбуса может присутствовать небольшое остаточное напряжение (до 15 В). Для ограничения выходного тока управляемого источника компенсирующего напряжения 1 и, соответственно, для исключения ложных срабатываний сигнализатора в этом режиме используется токоограничивающий резистор 2.

Ток утечки троллейбуса от плюсового или минусового провода силовой (контактной) сети через кузов троллейбуса 3 и токоограничивающий резистор 2 поступает на выход управляемого источника компенсирующего напряжения 1 и далее протекает по диодам выпрямителя 10 и по измерителю-ограничителю тока 11.

Если ток утечки не превышает допустимую величину (например, 3 мА), транзистор 27 измерителя-ограничителя тока 11 за счет базового тока, протекающего от источника опорного напряжения +E₀ через резистор 29, находится в насыщенном состоянии и напряжение между выводами измерителя-ограничителя тока 11 невелико. Поэтому на входе порогового органа 4 устанавливается низкий уровень потенциала. Соответственно на первом входе блока сигнализации 5 устанавливается нулевой уровень потенциала, а звуковой 20 и световой 19 индикаторы (с маркировкой "Авария") находятся в выключенном состоянии.

Низкий уровень потенциала с выхода порогового органа 4 поступает на первый вход схемы 2ИЛИ-НЕ 32 логического узла контроля наличия компенсирующего напряжения 15. Одновременно на второй вход схемы 2ИЛИ-НЕ 32 через резистор 33 с выхода управляемого источника компенсирующего напряжения 1 поступает отрицательное напряжение -U_к, которое компенсирует ток, протекающий от источника +E₀ через резистор 34.

Поэтому в нормальном режиме работы сигнализатора, когда отсутствует сигнал с порогового органа 4, а на выходе управляемого источника компенсирующего напряжения 1 присутствует отрицательный потенциал, на выходе схемы 2ИЛИ-НЕ появляется высокий уровень потенциала, приводящий к включению светодиода 18 (с маркировкой "Норма") в блоке сигнализации 5. Этот светодиод сигнализирует об исправности сигнализатора и об отсутствии недопустимо больших (аварийных) токов утечки.

В случае отказа управляемого источника компенсирующего напряжения 1 исчезает отрицательное напряжение на его выходе. Это приводит к появлению высокого уровня потенциала на втором входе схемы 2ИЛИ-НЕ 32 (за счет резистора 34) и отключению светодиода 18 "Норма".

Увеличение тока утечки приводит к пропорциональному увеличению напряжения на резисторе 28, включенном в цепь эмиттера транзистора 27 измерителя-ограничителя тока 11. При величине тока утечки около 3 мА напряжение на резисторе 28 становится равным напряжению стабилизации стабилитрона 31. Это приводит к резкому уменьшению базового тока транзистора 27, выходу этого транзистора из режима насыщения и, соответственно, к увеличению напряжения на его коллекторе.

Повышенное напряжение с коллектора транзистора 27 через резистор 30 поступает на вход порогового органа 4 и приводит к его срабатыванию. Высокий уровень потенциала с выхода порогового органа 4 поступает на блок сигнализации 5 и запускает генератор прерываний 16, который, в свою очередь, периодически запускает звуковой генератор 17.

В итоге увеличение тока утечки до 3 мА вызывает появление прерывистого звукового сигнала, предупреждающего водителя о необходимости принятия необходимых мер безопасности. Одновременно, благодаря подключению светодиода 19 к выходу генератора прерываний 16, звуковой сигнал "Авария" дублируется световым.

В этом режиме высокий уровень потенциала, поступающий с выхода порогового органа 4 на вход логического узла контроля наличия компенсирующего напряжения 15, приводит к отключению светодиода 18 "Норма".

При дальнейшем снижении сопротивления изоляции, в том числе до полного пробоя силовых цепей +600 В на кузов троллейбуса, ток через измеритель-ограничитель тока 11, а следовательно, и выходной ток управляемого источника компенсирующего напряжения 1 ограничивается на заданном уровне (3 мА), а сигнализатор сохраняет свою работоспособность.

Для дополнительного повышения электробезопасности сигнализатора при изменении полярности в контактной сети в цепь питания сигнализатора и последовательно с выходом компенсирующего источника напряжения могут быть включены дополнительные защитные диоды 46, 47.

Высокая электробезопасность предложенного сигнализатора тока утечки обусловлена разделением цепей регулирования компенсирующего напряжения и цепей ограничения тока. При выходе из строя любого функционального узла сигнализатора на его выходе будет либо ограниченное напряжение, либо ограниченный ток. Поэтому в любом случае работа сигнализатора не может привести к поражению пассажиров троллейбуса электрическим током.

Благодаря питанию компенсирующего источника от силовой сети, отключение напряжения в контактной сети, в том числе при сходе токоприемников троллейбуса, приводит к одновременному отключению выходного напряжение компенсирующего источника. Это позволяет исключить возникновение повышенного выходного напряжения сигнализатора в моменты отключения напряжения в контактной сети и в переходных режимах и, соответственно, повысить его электробезопасность.

Наличие автоматического контроля работоспособности сигнализатора позволяет водителю своевременно выявить выход сигнализатора из строя и принять дополнительные меры безопасности, вызванные отсутствием контроля тока утечки троллейбуса.

Ток утечки, не превышающий 3 мА, протекает через сигнализатор, а не через пассажира. Напряжение между кузовом троллейбуса и землей в этом случае остается близким к нулю. При больших токах утечки через сигнализатор протекает ток 3 мА. Соответственно на эту величину уменьшается и ток, протекающий через пассажира, прикоснувшегося к кузову троллейбуса.

Поэтому предложенный сигнализатор, кроме контроля тока утечки троллейбуса, обладает определенными защитными (токоотводящими) свойствами.