Устройство для защитного отключения в сети с глухозаземленной нейтралью до 1000 в

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТИ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ ДО 1000 В, содержащее трансформатор тока утечки, фильтр верхних частот, транзисторный усилитель переменного тока, катушку коммутационного аппарата, выпрямительный мост, в цепь постоянного тока которого включен пороговый элемент, и источник постоянного тока, о тличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и уменьшения потребляемой мощности, в него дополнительно введены цепь термостабилизации транзисторного усилителя переменного тока и релейный элемент, причем фильтр верхних частот подключен на выход упомянутого транзисторного усилителя, ко входу которого подсоединен трансформатор тока утечки, а релейный элемент включен между выходом фильтра верхних частот и входом порогового элемента, при этом вход выпрямительного моста подсоединен на фазное напряжение электрической сети через катушку коммута1щонного аппарата, а источник постоянного тока включен между плюсом и минусом выпрямительного моста последовательно с упомянутым пороговым элементом. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цепь термостабилизации транзисторного усилителя переменного тока содержит транзистор, подключенный эмиттером к общему проводу, коллектором и базой - к первым резистору .и конденсатору , второй вывод первого резистора подключен к плюсу источника питания, второй вывод первого конденсатора - к одному проводу вторичной обмотки трансформатора тока утечки, второму и третьему резисторам , вторыми выводами подключенными соответственно к коллектору упомянутого усилителя и второму проводу вторичной обмотки трансформатора тока утечки. 3.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что в качестве релейного элемента использован транзисторный аналог динистора, выход которого соединен со входом порогового элемента.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3465078/24-07 (22) 05.07.82 (46) 30. 12.84. Вюл. Р 48 (72) Ю.Г. Водяницкий, А. Г. Матюшенко, А.Н. Фокин и В.В. Чшиев (53) 621. 316. 915(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР к 743102, кл. Н 02 Н 3/16, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 609160; кл. Н 02 Н 3/16, 1976. (54} (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО

ОТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТИ С ГЛУХОЗАЗЕМПЕННОЙ

НЕЙТРАЛВЮ ДО 1000 В, содержащее трансформатор тока утечки, фильтр верхних частот, транзисторный усилитель переменного тока, катушку коммутационного аппарата, выпрямительный мост, в цепь постоянного тока которого включен пороговый элемент, и источник постоянного тока, о тличающееся тем,,что, с целью повышения надежности и уменьшения потребляемой мощности, в него дополнительно введены цепь термостабилиэации транзисторного усилителя переменного тока и релейный элемент, причем фильтр верхних частот подключен на выход упомянутого транзисторного усилителя, ко входу которого подсоединен трансформатор

„„Я0.„11 2 22 А тока утечки, а релейный элемент включен между выходом фильтра верх.них частот и входом порогового элемента, при этом вход выпрямительного моста. подсоединен на фазное напряжение электрической сети через катушку коммутационного аппарата, а источник постоянного тока включен между плюсом и минусом выпрямительного моста последовательно с упомянутым пороговым элементом.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что цепь термостабилизации транзисторного усилителя переменного тока содержит транзистор, подключенный эмиттером к общему проводу, коллектором и базой — к первым резистору .и конденсатору, второй вывод первого резистора подключен к плюсу источника питания, второй вывод первого конденсатора — к одному проводу вторичной обмотки трансформатора тока утечки, второму и третьему реэисто- > °, рам, вторыми выводами подключенными «» соответственно к коллектору упомянутого усилителя и второму проводу вторичной обмотки трансформатора тока утечки.

Ю

3. Устройство по п. 1, о т л и- © ч а ю щ е е с я тем, что в качестве релейного элемента использован транзисторный аналог динистора, выход которого соединен со входом порогово- )р го элемента.

1132322

Изобретение относится к электро, технике, а точнее к аппаратуре защиты, и может быть использовано для обеспечения безопасности эксплуатации различных электроприборов, в том числе бытовых, и электроинструментов.

Известны устройства для защитного отключения, содержащие трансформатор тока утечки с включенным на его f0 .выходе транзисторным усилителем с включ,енной на его выходе катушкой управления коммутационным аппаратом f1)

Усилители таких устройств имеют 15 широкополосную характеристику, что является одной иэ основных причин неустойчивости их работы из-за высокой чувствительности к высшим гармоникам коммутационных.перенапряже- 20 ний. Кроме того, такие устройства потребляют значительную мощность от сети (8-15 BA), требуя применения специальных стабилизированных источников питания. 25

Известно также устройство, содержащее трансформатор тока утечки, к вторичной обмотке которого подключен конденсатор, трехкаскадный транзисторный усилитель, в выходную Зо цепь которого включена обмотка рас- цепителя, варистор и динистор, причем варистор подключен между входом трехкаскадного транзисторного усилителя и конденсатоРом, соединенными параллельно к вторичной обмотке трансформатора тока утечки, а динистор соединен последовательно с обмоткой расцепителя, подключенной параллельно коллекторно-эмит- 4О терному переходу. выходного транзис— тора упомянутого трехкаскадного транзисторного усилителя j2j.

Недостатком устройства является необходимость подбора параметров 45 резонансного LC-контура, образованного вторичной обмоткой трансформатора тока утечки и конденсатором. .Максимальное значение -добротности контура Q 6 и она сильно зависит от значения тока утечки. Увеличение тока приводит к расширению полосы пропускания контура и снижению Q, Устройство имеет большое время срабатывания, которое определяется запасом энергии в конденсаторе фильтра источника питания. Работа динистора в режиме "отпускания" обмотки расцепителя не эффективна, так как по этому режиму время закрытия динистора не регламентировано техусловиями.

Для питания устройства от сети используется специальный выпрямитель с емкостным делителем напряжения.

Цель изобретения — повышение надежности и уменьшение потребляемой мощности.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее трансформатор тока утечки, фильтр верхних частот, транзисторный усилитель переменного тока, катушку коммутационного аппарата, выпрямительный мост, в цепь постоянного тока которого включен пороговый элемент, и источник постоянного тока, дополнительно введены цепь термостабилизации транзисторного усилителя переменного тока и релейный элемент, причем фильтр верхних частот подключен на выход упомянутого транзисторного усилителя, ко входу которого подсоединен трансформатор утечки, а релейный элемент включен между выходом фильтра верхних частот и входом порогового элемента, при этом вход выпрямительного моста подсоединен на фазное напряжение электрической сети через катушку коммутационного аппарата, а источник по-. стоянного тока включен между плюсом и минусом выпрямительного моста последовательно с упомянутым пороговым элементом.

Цепь термостабилизации транзисторного усилителя переменного тока содержит транзистор, подключенный эмит" тером к общему проводу, коллектором и базой — к первым резистору и конденсатору, второй вывод первого резистора подключен к плюсу источника питания, второй вывод первого конденсатора — к одному проводу вторичной обмотки трансформатора тока утечки, второму и третьему резисторам, вторыми выводами подключенным соответственно к коллектору упомянутого усилителя и второму проводу вторичной обмотки трансформатора тока утечки.

В качестве релейного элемента использован транзисторный аналог динистора, выход которого соединен со входом порогового элемента.

1132322 4

На чертеже представлена электрическая схема устройства для защитного отключения.

Устройство содержит усилитель переменного тока 1, фильтр верхних 5 частот 2, релейный элемент 3, пороговый элемент 4, источник питания

5, катушку коммутационного аппарата

6, трансформатор тока утечки 7., На входе усялителя .переменного 10 тока включена цепь, содержащая транзистор 8, включенный диодом (коллектор соединен с базой), резистор 9, конденсатор 10, резистор 11. Цепь осуществляет стабилизацию рабочей точки транзистора 12, выбираемой резистором 13. При этом, резистор 11 осуществляет отрицательную обратную связь.на базу транзистора о поотоянному току.

При повышении температуры окружающей среды сопротивление перехода коллектор-эмиттер транзистора 12 уменьшается, потенциал коллектора

О снижается, положительное смещение 25 на базу через резистор 11 уменьшается (плюсовая обкладка конденсатора tO). Одновременно снижается потенциал коллектора-базы транзистора 8, установленный резистором 9. Таким З0 образом, на обкладках. конденсатора

t0 поддерживается соотношение потенциалов, компенсирующее изменение тангенса угла диэлектрических потерь в нем. Действием описанных цепей

35 поддерживается на заданном уровне рабочая точка транзистора t2.

В коллекторную цепь транзистора

t2 через диод включена интегрирующая цепь в виде резистора 14 и кон- 40 денсатора 15 и разрядный резистор

16, через который осуществляется связь усилителя переменного тока с каскадом, выполненным в виде высоко чувствительного релейного элемента- 45 аналога динистора иа транзисторах.

17, 18. К выходу релейиогсо элемента 3 подключен пороговый элемент 4, содержащий дннистор 19, подключен" иый к управляющему электроду тринистора 20, включенного анодом и катодом в диагональ выпрямительного моста 21. Стабилизацию напряжения питания осуществляет стабилитрон 22. братушка управления коммутационного 55 аппарата 6 включена в электрическую сеть последоветельио с веатримитель.имм мжтом 21.

Устройство работает следующим образом.

После нажатия на кнопку 23 и замыкании ее замыкающих контактов напряжение электрической сети через катушку 6 прикладывается к мосту 21.

Анодное напряжение тринистора 20 через резистор 24 прикладывается к аноду динистора 19, ибо транзисторы 17, 18 закрыты н не,оказывают шунтирующего действия на цепь управления тринистором. По достижении ,напряжением на аноде динис 1ора 19 значения порога срабатывания последний пробивается, подавая запускающий импульс положительной полярности на тринистор 20, который переходит в проводящее состояние и аунтирует цепь выпрямленного тока моста 21 °

Происходит срабатывание коммутационного аппарата 6, который блокирует цепь кнопки 23 и подключает к сети защищаемую электроустановку. Усилитель получает питания за счет падения напряжения на стабилитроне 22.

Транзистор 12 за счет действия обратной связи через резистор 1 1 открывается, блокируя через диод 13 цепь заряда конденсатора 15 и цепь запуска аналога динистора 17, 18.

При появлении в зоне защиты устройства утечки тока на землю во вторичной обмотке трансформатора 7 трансформируется напряжение, нрикладываемое к базе. транзистора 12. Ес ли это напряжение достигает или превьипает напряжение смещения базы, установленное резистором 13 (уставка срабатывания усилителя), транзис-. тор 12 запирается его отрицательной полуволной, вследствие чего ослабится его шунтирующее -действие на интегрирующую цепь 14, 15." Напряжение на конденсаторе 15 достигает уровня, при котором. происходит открытие транзистора.38 аналога динистора, который снимает управляющие импульсы с анода динистора 19, зашунтировав резистор 24. Тринистор

20 закрывается, вызвав отключение коммутационного аппарата 6.

Защиту схемы усилителя от импуль сов напряжения отрицательной полуволнЫ большой амплитуды осуществляется диод 25. Параметры интегрирующей цепи 14, 15 выбраны из условия максимального ослабления на входе

1132322

Н 2Рузка

Составитель О.Лисицин

РедактоР А.Долинич ТехРед O.цеце Корректор И.Максимишинец

Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9801/42

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 аналога динистора гармоник помехи частотной свыше 1?О Гц.

Устройство предназначено для обеспечения безопасности эксплуатации одио@азных электропотребителей (электроинструмент, переносные светильники и т.д.) и может быть использовано в быту в качестве -переносного защитного и коммутационного аппарата.

По электрозащитной эффективности устройство может быть приварено к разделительному трансформатору мощностью около 5 кВт (с учетом Во3можной кратности пусковых токов защищаемой электроустановки).