Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА по авт.св. № 964837, отличающееся тем, что, с целью повьшения уровня самоконтроля исправности, в него дополнительно введен блок формирования и запоминания отключающего тестового сигнала тока утечки, вход которого подключен к выходу введенного блока питания, а выход - к выходу дифференциалккого трансформатора тока, причем выход блока формирования сигнала по скорости нарастания тока нагрузки подключен к запрещающему входу элемента ЗАПРЕТ через размыкающий контакт блока формирования и запоминания отключающего тестового сигнала тока утечки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ц)) 4 Н 02 Н 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 964837 (21) 3659858/24-07 (22) 09.11.83 (46) 23.12.85. Бюл. 1(- 47 (72) Н.Н.Сапига, В.Д.Злодеев, В.И.Свирко и А.П. Рыбачек (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 964837, кл. Н 02 Н 3/16, 1981. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЦИТНОГО OTKJIB×EÍÈß ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА по авт.св.

)ъ 996644883377, о тлич ающ ее с я тем, что, с целью повышения уровня самоконтроля исправности, в него дополнительно введен блок формирования и запоминания отключающего тестового сигнала тока утечки, вход которого подключен к выходу введенного блока питания, а выход — к выходу дифференциалв; ного трансформатора тока, причем выход блока формирования сигнала по скорости нарастания тока нагрузки подключен к запрещающему входу элемента ЗАПРЕТ через размыкающий контакт блока формирования и запоминания отключающего тестового сигнала тока утечки.!

2. Устройство по n. ), о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок формирования и запоминания отключающего тестового сигнала тока утечки содержит герконовое реле с замыкающим контактом, диод, конденсатор и три резистора, причем первый вход блока через последовательносоединенные в прямом направлении диод, герконовое реле и конден)сатор подключены„к корпусу, второй

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике защиты людей от поражения электрическим током, и является усовершенствованием устройства, описанного в авт. св. У 964837.

Цель изобретения — повьппение уровня самоконтроля исправности.

Сущность изобретения заключается в том, что введение блока формирования и запоминания отключающего сигнала позволяет автоматически контролировать исправность устройства при подключении его к сети.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы.

Устройство содержит датчик 1 тока нулевой последовательности (ДТТ ), на. выход которого подключен операционный усилитель 2 с резистивной отрицательной обратной связью и операционный усилительограяичитель 3, аналоговый вычислитель 4, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам усилителей 2 и 3, элемент

5 ЗАПРЕТ, разрешающий вход которого подключен к выходу блока 4, инвертор 6, вход которого подключен к выходу элемента 5 ЗАПРЕТ, выходной релейиый элемент 7, блок 8 фор-. мирования тестового отключающего сигнала тока утечки с размыкающим контактом 9, вход которого подклю" чен к блоку 10 питания, а выход— к выходу ДТТ 1, трансформатор 1) тока нагрузки, на выход которого включен блок 12 формирования сиг200358 вход через последовательно соединенные первый резистор и замыкающий контакт герконового реле подключен к выходу блока, второй резистор подключен одним выводом к точке соединения первого резистора и замыкающего контакта герконового реле, а вторым выводом — к корпусу, третий резистор одним выводом подключен к аноду диода, а вторым — к корпусу, нала по скорости нарастания тока нагрузки, подключенный к запрещающему входу элемента 5 через размыкающий контакт 9. Выход инвертора

5 6 соединен с входом выходного релейного элемента 7, воздействующего на коммутационный аппарат 13.

Коэффициенты усилителей 2 и 3 одинаковы. Для описания принципа

10 работы устройства на фиг. 1 приведены некоторые возможные варианты исполнения усилителей 2 и 3 аналогового вычитателя 4 и блока 8 формирования тестового сигнала.

15 Усилитель-ограничитель 3 выполнен с использованием двух стабилитронов и двух диодов в цепи обрат.ной связи операционного усилителя.

Диоды служат для компенсации вли20 яния токов утечки стабилитронов на вход и повышения температурной стабильности порога ограничения напряжения сигнала.

Представленный вариант исполне25 ния блока 8 представляет по сути конденсаторное реле. При подаче на вход блока 8 напряжения постоянного тока Е со средней точкой (от блока 9) в момент i,=+0 (фиг. 2)

3р напряжение на конденсаторе равно нулю, к герконовому реле приложено напряжение Е, превьппающее его напряжение срабатывания U+ Реле срабатывает, через время замыкает

35 свой замыкающий контакт и на выходе его появляется отрицательное (относительно корпуса) напряжение О „ постоянного тока, По мере заряда конденсатора напряжение на обмотке реле U снижается и при достижении

1200358 им величины напряжения отпускания реле контакт размыкается и напряжение на выходе блока 8 исчезает. Таким образом, при подаче на вход блока 8 напряжения постоянного тока на его выходе возникает импульс отрицательного напряжения длительностью О (фиг. 2), а конденсатор заряжается до напряжения Е источника постоянного тока.

При исчезновении напряжения постоянного тока на входе блока 8 конденсатор разряжается на шунтирующий резистор и напряжение на нем снижается по экспоненте с постоянной времени . Если напряжение на входе блока 8 появляется в момент, когда Е- Ц,) U „,, описанный вьппе процесс повторяется. В противном случае (Е-U 0,р) реле не срабатывает и на выходе блока 8 импульс отрицательного напряжения не появляется.

Выбором величин Е, С, Rl-R3 и типа реле достигаются необходимые. параметры выходного импульса (амплитуда и длительность), а также время задержки на срабатывание реле в интервале времени между предшествующим отключением и последующим подключением входного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отключенной электроустановке напряжение на выходе блока 10 питания равно нулю, выходной релейный элемент

7 обесточен, При включении коммутационногоаппарата 13 подается питание на защищаемую электроустановку, на выходе блока 10 питания появляется постоянное стабилизированное напряжение, которое подается на все блоки устройства.

На вход каждого усилителя 2 и 3 подаются сигналы переменного тока, возникающего на выходе ДТТ 1 за счет естественного тока утечки на землю и постоянного тока отрицаР тельной полярности с выхода блока

8, как описано вьппе.

При этом величина коэффициента усиления, напряжение стабилизации стабилитронов и амплитуда отрицательного импульса с выхода блока 8 подобраны таким образом, чтобы oI 5

l0

30 35

55 раничение амплитуды (уровня) сигнала происходило только за счет уномянутого импульса, а в его отсутствие — за счет сигнала, возникающего при прикосновении человека к токоведущим частям.

На выходе усилителя 2 амплитуда сигнала возрастает пропорционально амплитуде отрицательного импульса с блока 8, а на выходе усилителя 3 — непропорционально, так как ограничивается стабилитронами и амплитуда его равна напряжению стабилизации. В результате на выходе блока 4 появляется сигнал, который проходит элемент ЗАПРЕТ и поступает на инвертор б, На выходе инвертора Ь напряжение равно нулю, выходной релейный элемент 7 обесточен и электроустановка отключается от сети.

При повторном включении коммутационного аппарата 13 через промежуток времени b,t соответствующий моменту времени когда Е-Цс Uср (фиг.2), срабатывание устройства не происходит, так как сигнал на выходе блока 8 отсутствует, сигнал естественного тока утечки, поступающий на входы усилителей 2 и 3 усиливается ими одинаково и.сигнал на . выходе блока 4 близок к нулю, на выходе инвертора — логическая единица. Выходной релейный элемент срабатывает и электроустановка остается подключенной к сети.

Таким образом, обеспечивается автоматическая проверка исправности устройства. Величина Ь выбирается из соображений удобства эксплуатации 2-5 с.

При включении нагрузки, например группы потребителей, имеющих относительно большую долю тока утечки в общем естественном токе утечки на землю всей электроустановки, возникает скачок тока утечки. В результате амплитуда сигнала на выходе

ДТТ 1 может возрасти до величины, при которой происходит ограничение выходного сигнала в усилителе 3 и последующее, как описано вьппе, отключение электроустановки от сети.

Для предотвращения подобного ложного сигнала с выхода блока 12 сигнал через размыкающий контакт 9 подается на запрещающий вход элемента

5 ЗАПРЕТ, в результате чего отклю! 200358

Составитель Л, Йаськрва.Редактор Г,Волкова Техред Т.Фанта . Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7874/58 Тираж 6!9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 чения электроустановки не происхо1 дит °

При прикосновении человека к то коведущим частям в зоне защиты сигнал на выходе ДТТ 1 возрастает, что, приводит к отключению электроустановки от сети. При этом работа блоков 2 — 7 аналогична описанной при появлении сигнала на выходе блока 8.

Преимуществами предложенного, устройства с точки зрения безопасности является то, что осуществляется автоматическая проверка исправ-. ности устройства в момент подключения его к сети и что при внезапном пропадании напряжения сети последующая подача его на устройство и на защищаемый потребитель невозможна -ус1О тройство сработаети необходимоповтор- ное включение устройства человеком.