Устройство для защиты человека от поражения электрическим током

Устройство для защиты человека от поражения электрическим током

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к технике защиты человека от поражения электрическим током при его касании находящегося под напряжением токоведущего элемента электрооборудования в системах электроснабжения с изолированной нейтралью Целью изобретения является повышение чувствительности и на

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Н 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4655319/07 (22) 2"7.02.89 (46) 30.11,91. Бюл. М 44 (71) Казахский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) И.М.Ефремов, В.M.ÈíoçåìöeB, А.Н,Шалапутов и А.И.Ефремов (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 469182, кл. Н 02 Н 3/16, 1972.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 843086, кл, Н 02 Н 5/12, 1979.

„, SU„„1695442 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ (57) Изобретение относится к электротекнике, в частности к технике защиты человека от поражения электрическим током при его касании находящегося под напряжением токоведущего элемента электрооборудования в системах электроснабжения с изолированной нейтралью, Целью изобретения является повышение чувствительности и на1695442

30 дежности действия устройства, обеспечение защиты человека от поражения после отключения сети ее разрядными током и

ЭДС электродвигателей в течение времени их выбега и сокращение излишних отключений сети при кратковременных самоустраняющихся снижениях изоляции проводов сети, Устройство для одного канала, например фазы А сети работает следующим образом. При касании человеком провода фазы вследствие снижения напря>кения провода относительно земли на входе трансформатора 2 срабатывает компаратор 7 и через логический элемент 10 и диод 20 открывает транзистор 19. Срабатывает короткозамыкатель 18 и контактом 22 соединяет провод сети с землей — снимает напряжение с тела человека на время, достаточное для его отсоединения от сети, устанавливаемое счетчиком 14 импульсов от генератора 12. После

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике защиты человека от поражения электрическим током при его касании к находящимся под напряжением токоведущим элементам электрооборудования в системах снабжения с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности действия устройства, обеспечение защиты человека от поражения после отключения сети ее разрядным током и ЭДС электродвигателем в течение времени их выбега и сокращение излишних отключений сети при кратковременных самоустраняющихся снижениях изоляции проводов сети относительно земли, На черте>ке представлена функциональная схема одного канала устройства, например фазы А сети.

Устройство содержит определитель фазы сети 1, к которой прикоснулся человек, состоящий из однофазного измерительного трансформатора напряжения 2. первичная обмотка которого выполнена из провода с высоким удельным сопротивлением и одним выводом присоединена к зажиму для подключения к фазному проводу сети, а вторым через конденсатор 3 — к за>киму для соединения с землей, а вторичная обмотка нагружена выпрямителем 4, фильтрующим конденсатором 5 и установочным резистором переменного сопротивления 6, компаратора 7, первый вход которого присоединен к скользящему контакту резистора 6, истечения времени контакт 22 размыкается.

Если человек не отсоединился от сети, через небольшое время, определяемое счетчиком

13. через логические элементы 16 и 26 открывается транзистор 25, исполнительное реле 24 своим контактом 28 отключает выключатель 29 сети. При этом одновременно через логический элемент 10 и диод 20 снова открывается транзистор 19 и замыкается контакт 22, соединяющий провод фазы сети с землей, В случае снижения сопротивления изоляции двух проводов сети относительно земли под воздействием нулей на выходах компараторов 7 двух каналов устройства через один из логических элементов 31 — ЗЗ. элемент 34 и инвертор 35 формируется логический "0", запрещающий срабатывание короткозамыкателей и обеспечивающий через логический элемент 26 отключение сети.

1 ил. а второй к источнику 8 эталонного напряжения, а выход присоединен к инвертору 9 и к первому входу логического элемента 10 2ИНЕ; элемент выдержки времени 11, состоящий из генератора импульсов 12, последовательно соединенных счетчиков импульсов 13 и 14 с входом счетчика 13, подключенным через логический элемент15

2И-НЕ к выходу генератора 12, а выходом подключвнным к первому входу логического элемента 16 2И-НЕ, и выходом счетчика 14, подключенным к первому входулогического элемента 17 2И-НЕ и второму входу злемента 16, выход которого подключен ко второму входу элемента 17, короткозамыкатель с электромагнитом 18, включенным в цепь коллектора транзистора 19, база которого через диод 20 присоединена к выходу элемента 10, а через диод 21 — к выходу элемента 17, и контактом 22 в, цепи замыкания фазы сети на землю, исполнительный элемент 23, содержащий исполнительное реле

24 с обмоткой, включенной в цепь коллектора транзистора 25, база которого присоединена к выходу логического элемента 26 (И-НЕ) и через конденсатор 27 соединена с его эмиттером, и контактом 28 в цепи электромагнита 29 отключения выключателя сети и блок запрета одновременного включения короткозамыкателей Разных фаз

30, который состоит из логических элементов 31, 32, 33 2И-НЕ, входы которых циклически (попарно) подключены к выходу инвертора 9 канала фазы А и выходам соот35 ветствующих инверторов каналов фаз В и С, 1695442 а выходы присоединены ко входам логического элемента 24 (ЗИ-НЕ), выход которого через инвертор 35 подключен ко второму входу элемента 10 канала фазы А и входам соответствующих элементов каналов фаз В и С и ко второму входу элемента 26. На схеме показана также цепь 36 от устройства (датчика) контроля изоляции сети (ДКИ), которое может подключаться ко второму входу элементов 15 и третьему входу элемента

26, и условно показаны зажимы Е и О источника питания устройства, Устройство работает следующим образом.

При снижении сопротивления r изоляции провода, например, фазы А до сопротивления утечки r, в частности тела человека, прикоснувшегося -к проводу, напряжение провода фазы А относительно земли на первичной обмотке трансформатора 2 снижается, выпрямленное напряжение на резисторе 6 (его постоянная составляющая) становится меньше напряжения эталонного источника 8, что приводит к срабатыванию компаратора 7 — появлению на его выходе нуля, превращающегося в логическую единицу(напряжение+ Е ) на выходе инвертора 9 и элемента 10, на втором входе которого единица, поступающая с выхода инвертора 35. Напряжение +Е через диод 20 возбуждает ток, открывающий транзистор 19, Срабатывает короткозамыкатель 18 и контактом 22 соединяет провод фазы А с землей (снижает напряжение с тела человека) на время (1,28 с), достаточное для отстранения человека от провода сети, и определяемого счетчиком импульсов 14, запускаемым (как и счетчик 13) логическим нулем на выходе компаратора 7, Логическая единица с выхода счетчика 14, превращаясь в логический нуль элементом 17, на втором входе которого единица с выхода элемента

16, закрывает транзистор 19, происходит возврат короткозамыкателя и размыкание его контакта 22.

Если за указанное время человек отстранился от провода, то напряжение фазы

А восстанавливается до нормального, компаратор 7 и вся схема возвращается в исходное состояние.

Если после указанного времени человек продолжает прикасаться к проводу, то компаратор 7 после размыкания контакта 22 не возвращается и через время 0,04-0,08 с после появления логической единицы на выходе счетчика 13, исчезновения единицы на выходе элемента 16 и соответствующем входе элемента 17 на его выходе появляется единица и транзистор 19 снова открывается (под воздействием, как и раньше. логической единицы на выходе элемента 10), короткозамыкатель 18 срабатывает и снова контактом 22 соединяет провод фазы А с землей.

Исчезновение логической единицы на выходе элемента 16, т.е, поступление логического нуля на один из входов элемента 26 при наличии единиц на двух остальных его входах, поступающих от инвертора 35 и по

10 цепи 36, приводит к появлению логической единицы на выходе элемента 25 и входе транзистора 25. который с небольшой защитной задержкой, создаваемой конденсатором 27, открывается, срабатывает

15 исполнительное реле 24 и контактом 28 включает электромагнит отключения выключателя 29 сети. Происходит защитное (для человека) отключение сети при сохранении соединения провода фазы с землей, за счет чего предотвращается, воздействие на человека разрядного тока сети и тока, возбуждаемого ЭДС продолжающих по

20 инерции вращаться электродвигателей.

Блок 30 приходит в действие при снижениях сопротивления изоляции двух проводов относительно земли и предотвращает возможное замыкание между проводами двух фаз сети через контакты 22 короткоза25 мыкателей двух фаз.

При снижении сопротивления изоляции относительно земли двух фаз, например, А

30 и В на обоих входах элемента 33 от инверторов 9 появляются логические единицы, а на его выходе нуль, который приводит к по35 явлению единицы на выходе элемента.

При срабатывании устройства (датчика) контроля изоляции сети (УДК) также нулем, поступающим на вход элемента 26, формируется единица — сигнал на отключение се40 ти

Положительный эффект применения предлагаемого устройства состоит в обеспечении защиты человека от поражения током не только при включенной сети, но и после ее отключения за счет повторного соединения фазного привода сети, снимающего с человека напряжение, обусловленное ЭДС

45 вращающихся электродвигателей и разрядным током сети, и в сокращении излишних устраняющихся снижениях изоляции одного из проводов сети относительно земли.

Формула изобретения

Устройство для защиты человека от поражения электрическим током, содержащее определитель фазы сети, к которой прикасается человек, короткозамыкатели, присое50 перерывов электроснабжения за счет от. ключения сети при кратковременных само1695442

Составитель Н.Овчаренко

Редактор Н,Горват Техред M,Ìîðãåíòàë . Корректор Л,Бескид

Заказ 4169 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 диненные к зажимам для подключения к проводам фаз сети и к земле, с электромагнитам их включения, элементы выдержек времени, логический блок запрета одновременного включения короткозамыкателей разных фаз и исполнительный элемент в цепи электромагнита отключения выключателя сети, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности действия устройства, обеспечения защиты человека от поражения после отключения сети ее разрядным током и ЗДС электродвигателей в течение времени их выбега и сокращения излишних отключений сети при кратковременных самоустраняющихся снижениях сопротивления изоляции проводов фаз относительно земли, определитель фазы сети выполнен на однофаэных измерительных трансформаторах напряжения с первичными обмотками из провода с высоким удельным сопротивлением и компараторах на интегральных операционных усилителях, первый входы которых через выпрямители и установочные резисторы подключены к вторичным обмоткам однофаэных измерительных трансформаторов напряжения, а вторые — к вновь введенному источнику эталонного напряжения, выход каждого компаратора присоединен к входу элемента выдержек времени и к цепи электремагнита включения короткозамыкателя через виол введенные последовательно соедиаенмые элементы 2И-НЕ и диодно-трэн5 зистерный элемент для повторного включения короткозамыкателя перед отклечеиием сети, выполненный в виде треиеаатара, коллектор которого включен в цепь электромагнита включения короткоза10 мькажвля, и двух встречно включенных диодов, ермсоединенных к базе транзистора и аиедэм первого диода через элемент 2И-НŠ— к вэващу компаратора, а катодом второго диедв — к первому выходу элемента выдер15 жек щэемени; логический блок запрета одиев1земеннзго включения короткозамыкажеавй разных фаз своими входами через виаеь введенные инверторы подключен к выхедем ковевареторов трех фаз, а выходом

20 — к витым входам элементов 2И-НЕ, исполнэнааьиый элемент выполнен в виде вновь введенных последовательно соединенных элавеента И-НЕ и транзистора в цепи электреееегнита етключения выключателя сети, 25 щиплем к входам элемента И-HE подключены марой выход элемента выдержек времени и выход логического блока запрета одневременного включения короткозамыкжедей разных фаз.