Устройство для токовой защиты электроустановок

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК, содержащее датчик тока нагрузки, транзисторный ключ, защунтиррванный фотодинистором оптрона, светодиод которого защунтирован конденсатором и подключен своим анодом к первому выводу датчика тока нагрузки два диода и два резистора, один вывод первого из которых соединен со вторым выводом датчика тока нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при использовании в мощных электроустановках , в устройстве второй вывод первого резистора подключен через второй ре-зистор к катоду светоднода оптрона и одновременно к катоду первого диода, анод которого соединен с катодом второго диода, подключенногр своим анодом к аноду светодиода оптрона.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51} Н 02 Н 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Й ОТКРЫТИЙ (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

Н АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2. Авторс (ое свидетельство СССР № 728194, кл. Н 02 Н 7/10, 1978.

-+E

1 (21) 3330689/24-07 (22) 19.08.81 (46) 15.07.83. Бюл. № 26 (72) Л. Б. Чубаров, Ю. В. Ваванов, Б, И. Кравцов, М. И. Паркалов, В. К. Коваль, В. Л. Ключарев, Ю. А. Гордиенко и Г. М. Зомерфрайнд (71) Ташкентский; ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (53) 621.316.925.4 (088.8) (56) !. Китаев В. Е. и др. Электрическая защита полупроводниковых источников питания. М., «Связь», 1977, с. 90, рис. 3.15.

„„SU„„1029312 A (54) (57) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ТОКОВ(}р!

ЗАШИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК, содержащее датчик тока нагрузки, транзисторный ключ, зашунтированный фотодинистором оптрона, светодиод которого зашунтирован конденсатором и подключен своим анодом к первому выводу датчика тока нагрузки,два диода и два резистора, один вывод первого из которых соединен со вторым выводом датчика тока нагрузки, отличаюи(ееся тем, что, с целью повышения надежности при использовании в мощных электроустановках, в устройстве второй вывод первого резистора подключен через второ" ре-зистор к катоду светодиода оптрона и одновременно к катоду первого диода, анод которого соединен с катодом второго диода, подключенного своим анодом к аноду светодиода оптрона.

1029312

Составитель В. Костюхин

Редактор Н. Парфенова Техред И. Верес Корректор Ю. Макаренко

3а к аз 4994/53 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для защиты источников питания электроустановок от перегрузок по току.

Известны устройства токовой защиты, содержащие датчик тока, связанный с полупроводниковым ключом, управляющим режимом работы транзисторного запирающего элемента (1).

Недостатком известных устройств является невысокая надежность при использовании в мощных электроустановках, обусловленная тем, что переходной процесс в них протекает плавно с большим числом промежуточных устойчивых состояний, при которых транзисторный запирающий элемент заперт не полностью и на нем выделяется мощность, соизмеримая по величине с мощностью, выделяемой на нагрузке.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по средствам и достигаемому результату является устройство для токовой защиты, содержащее датчик тока нагрузки, транзисторный ключ, зашунтированный фототиристором оптрона, светодиод которого зашунтирован конденсатором и под ключен своим анодом к первому выводу датчика тока нагрузки, два диода и два резистора, один вывод первого из которых соединен со вторым выводом датчика тока нагрузки (112).

Однако известному устройству присуща низкая надежность при использовании в мощных электроустановках, обусловленная следующим: при коротких замыканиях в нагрузке кратковременное возрастание тока светодиода вызывает его разрушение; резисторный датчик тока имеет сопротивление порядка десятых долей Ома, поэтому при любом значении включенной параллельно ему емкости трудно получить требуемую задержку срабатывания защиты при первом включении.

Цель изобретения — повышение надежности при использовании в мощных электроустановках.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для токовой защиты электроустановок, содержащем датчик тока нагрузки, транзисторный ключ, зашунтированный фотодинистором оптрона, светодиод которого зашунтирован конденсатором и подключен своим анодом к первому выводу датчика тока нагрузки, два диода и два резистора, один вывод первого из которых соединен со вторым выводом датчика тока нагрузки, второй вывод первого резистора подключен через второй резистор к аноду светодиода оптрона и одновременно к катоду первого диода, анод которого соединен с катодом второго диода, подключенного своим анодом к аноду светодиода оптрона.

На чертеже приведена блок-схема устройства для токовой защиты электроустановок.

Устройство для токовой защиты электроустановок содержит датчик тока нагрузки

1, светодиод 2 оптрона, резисторы 3 и 4, диоды 5 и 6, конденсаторы 7, фотодинистор 8 оптрона, транзисторный ключ 9, клеммы для подключения нагрузки 10 и источника питания 11.

Устройство работает следующим образом.

При нормальном режиме работы электроустановки напряжение на датчике тока нагрузки 1 меньше напряжения включения светодиода 2 оптрона, и фотодинистор 8, находясь в выключенном состоянии, не оказывает влияния на транзисторный ключ 9.

При превышении током нагрузки порогового значения активируется светодиод 2 оптрона, при этом происходит включение фотодинистора 8 оптрона и падение напряжения на нем уменьшается практически до нуля (остаточное напряжение порядка 0,5—

0,7 В). Это приводит к запиранию транзисторного ключа 9, и к отключению вследствие этого нагрузки 10 от источника питания 11. так как сопротивление трансзиторного ключа становится равным бесконечности. В этом состоянии схема блокируется.

Перед повторным включением источника питания необходимо устранить неисправность и кратковременно разомкнуть одну из шин питания.

Конденсатор 7 и резисторы 3 и 4 служат для устранения активности светодиодов 2 при включении нагрузки, так как в первый момент после включения питания ток превышает среднее значение (происходит заряд конденсаторов, разогрев нитей накала, смещение якорей двигателей из состояния покоя и т.д.). Только после заряда конденсатора 7 через резисторы 3 и 4 к светодиоду 2

4о будет приложено напряжение, практически равное напряжению на датчике тока нагрузки 1. Для защиты светодиода 2 от больших токов в режиме короткого замыкания в нагрузке применены импульсные диоды 5 и 6.

Время срабатывания защиты порядка 1—

45 10 мкс. В течение этого времени возможно прохождение токов большой величины. Эти токи проходят через резистор 1 и диоды 5 и 6, минуя светодиод 2 оптрона.

Использование изобретения позволяет повысить надежность защиты источников питания от короткого замыкания и перегрузок при работе с мощными электроустановками.