Устройство для защитного отключения электроустановки в электрической сети переменного тока

Устройство для защитного отключения электроустановки в электрической сети переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.03.80 (21) 2903042/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 02 Н 5/12

Н 02 Н 3/16

Гнеударетанннмй weaner

СССР пе делам нзейретеннй н открмтнй

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.81 (53) УДК 621.316..925 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Г. Сибаров, Н. Н. Сколотнев, С. А. Хренов, Л.

И. Ю. Алексеев, А. А. Рябцев и М. П. P

Московский ордена Ленина и ордена Трудового

Знамени институт инженеров железнодорожного т (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты человека от поражения электрическим током.

Известны устройства для защитного отключения,которые отключают электроустанов ку при прйкосновении человека к токоведущим частям при пробое изоляцчи (1) и (2).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защитного отключения, содержащее датчик тока утечки, выпрямитель, элемент памяти на конденсаторе, реагирующий элемент, выполненный на операционном усилителе, пороговый элемент, коммутационный блок и кнопку возврата в исходное состояние (3).

Недостаток известного устройства состоит в том, что в случае неисправности устройства потребитель остается под напряжением и возникает опасность поражения персонала электрическим током.

Цель изобретения — повышение надежности защиты и расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения самоблокировки устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик тока утечки, выход которого подключен к неинвертирующему входу реагирующего элемента, выпрямитель, к выходу которого подключен элемент памяти, выход которого подключен к инвертирующему входу реагирующего элемента, коммутационный блок и кнопку возврата в исходное состояние, дополнительно введены резистор противофазной утечки, подстроечный резистор, амплитудный детектор, усилитель тока и сигнальный элемент, причем резистор противофазной утечки подключен между фазным проводом до датчика тока утечки и нулевым проводом после датчика тока утечки, выход которого подключен к подстроечному резистору, подвижный контакт которого подключен к выпрямителю, а выход реагирующего элемента подключен к амплитудному детектору, выход которого через усилитель тока подключен к сигнальному элементу и коммутационному блоку, причем коммутационный блок содержит цепь самоблокировки, в разрыв которой включена размыкающая кнопка возврата в исходное состояние.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

890512

Устройство содержит датчик тока утечки 1, резистор противофазной утечки 2, подстроечный резистор 3, выпрямитель 4, элемент памяти 5, реагирующий элемент 6, амплитудный детектор 7, усилитель тока 8, сигнальный элемент 9 и коммутационный блок 10.

Элемент памяти 5 выполнен на конденсаторе, который совместно с диодом, на котором выполнен выпрямитель 4, образует пиковый детектор. Пиковый детектор запоминает и поддерживает на инвертирующем входе реагирующего элемента 6 напряжение, равное амплитудному значению выпрямляе мого напряжения, величина которого регулируется подстроечным резистором 3. Реаги15 рующии элемент 6 может быть выполнен на операционном усилителе на базе микросхем серии К 140. Амплитудный детектор выполнен на диоде, резисторе и конденсаторе, усилитель тока — на транзисторе.

В качестве сигнального элемента исполь- р зуется лампа накаливания. Коммутационный блок содержит группу силовых контактов, замыкаемых нажатием замыкающей кнопки. Разрыв цепи контактов производится от управляющей катушки. Пока эта катушка находится под током, повторное замыкание силовых контактов невозможно.

Коммутационный блок имеет цепь самоблокировки катушки через контакты цепи самоблокировки и размыкающую кнопку возврата в исходное состояние (разблокировки). Диод коммутационного блока предотвращает попадание напряжения церез цепь самоблокировки на сигнальный элемент.

Устройство работает следующим образом.

С помощью резистора противофазной 3$ утечки 2 через первичную обмотку датчика тока утечки 1 создается предварительный ток утечки, больший по величине и противо. фазный естественному току утечки в зоне защиты. Таким образом, на выходе датчи о ка тока утечки всегда имеется некоторыи сигнал, который уменьшается при увеличении тока утечки в зоне защиты, вызванном ухудшением изоляции или прикосновением человека к токоведущим частям.

Так как на неинвертирующий вход реагирующего элемента подается непосредственно сигнал датчика, а на инвертирующий— постоянное напряжение, равное по величине части амплитуды сигнала датчика (напряжение на выпрямитель 4 подается с движка подстроечного резистора 3), то на выходе реагирующего элемента имеют место прямоугольные импульсы с частотой сигнала датчика и амплитудой приблизительно «-Е„(фиг. 2 б). На выходе амплитудного детектора 7 будет напряжение близкое к +Ест, и транзистор будет закрыт.

Ток через сигйальный элемент и управляющую катушку протекать не будет, и нагрузка будет подключена к сети. В случае при.косновения человеком к фазе или подключении электроприбора с недопустимым током утечки происходит уменьшение сигнала датчика. В этом случае на выходе реагирующего элемента 6 импульсы подзаряда конденсатора амплитудного детектора отсутствуют, он разряжается (фиг. 2 в), и транзистор открывается (фиг. 2 г), срабатывает сигнальный элемент и коммутационный блок, который контактами цепи самоблокировки самоблокируется, а силовыми контактами отключает потребитель от сети. При отключении потребителя происходит увеличение сигнала датчика 1, и на выходе реагирующего элемента 6 появляются импульсы, которые заряжают конденсатор амплитудного детектора. Транзистор закрывается, сигнальный элемент гаснет, что сигнализирует о том, что схема устройства исправна, а неисправность — в электросети потребителя. После устранения неисправности или отключения от сети неисправного потребителя нажатием кнопки и замыканием силовых контактов происходит подключение потребителей к сети.

В случае неисправности в схеме устройства также срабатывает сигнальный элемент и коммутационный блок, но в этом случае отключение нагрузки не приводит к появлению импульсов на выходе реагирующего элемента 6, т. е. сигнальный элемент продолжает гореть и катушка находится под током, включение нагрузки в сеть невозможно.

Использование данного устройства позволяет повысить надежность защиты за счет введения схемного самоконтроля.

Формула изобретения

Устройство для защитного отключения электроустановки в электрической сети переменного тока, содержащее датчик тока утечки, к выходу которого подключен неинвертирующий вход реагирующего элемента, выпрямитель, к входу которого подключен элемент памяти, выход которого подключен к инвертирующему входу реагирующего элемента, коммутационный блок и кнопку возврата в исходное состояние, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты путем обеспечения самоблокировки устройства, в него дополнительно введены резистор противофазной утечки, подстроечный резистор, амплитудный детектор, усилитель тока и сигнальный элемент, причем резистор противофазной утечки подключен между фазным проводом до датчика тока утечки и нулевым проводом после датчика тока утечки, выход которого подключен к подстроечному резистору, подвижный контакт которого подключен к вы890512 з 7 8 у !

1 I ! 1

l и

Нагрузила ф ы.> прямителю, а выход реагирующего элемента подключен к амплитудному детектору, выход которого через усилитель тока подключен к сигнальному элементу и коммутационному блоку, причем коммутационный блок содержит цепь самоблокировки, в разрыв которой включена размыкающая кнопка возврата в исходное состояние.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3.692.606, кл. 317 — 18, 1976.

2. Патент Великобритании № 1.341.070, кл. Н 2 К, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2843995/24-07, 29.11.79.

890512

Составитель Л. Васьков

Редактор В. Бобков Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 1020/84 Тираж 678 Подписное

ВВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4