Устройство для защитного отключения в сети переменного тока

 

Изобретение относится к электро технике, а именно к технике защиты людей от поражения электрическим током. Целью изобретения является повьппение надежности работы устройства . Сущность изобретения заклю-. сЯ чается в том, что в момент прикосновения человека к фазе трехфазной сети , имеющей в другой фазе естественный ток утечки на землю, соизмеримый с током, прошедшим через тело человека, производится сравнение соседних полупериодов сигнала датчика 1 тока утечки. При этом формирование и сравнение сигналов датчика тока утечки осуществляется с помощью блока 6 формирования импульсов при переходе сигнала тока утечки через нуль элемента 7 временной задержки, элемента 8 сложения по модулю 2, временного селектора 9 импульсов по длительности . В устройстве предусмотрен также запрет его-срабатывания при значительной скорости и величине тока утечки. 2 ил. В (Л с 4 со со Ф1/г.7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5>> 4 Н 02 Н 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 4231536/24-07 (22) 13,04.87 (46) 15.12.88.Бюл. Ф 46 (72) Н.Н.Сапига, И.Н.111овковый, М.И.Загороднев, В.П.Козыренко и В.В.Дергунов (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 964837, кл. Н 02 Н 3/16, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1061213, кл. Н 02 Н 3/16, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКПЮЧЕНИЯ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике защиты людей от поражения электрическим током. Целью изобретения является повьппение надежности работы устройства. Сущность изобретения заклю„„SU„„1444913 A 1 чается в том, что в момент прикосновения человека к фазе трехфазной сети, имеющей в другой фазе естественный ток утечки на землю, соизмеримый с током, прошедшим через тело человека, производится сравнение соседних полупериодов сигнала датчика

1 тока утечки. При этом формирование и сравнение сигналов датчика тока утечки осуществляется с помощью блока 6 формирочания импульсов при переходе сигнала тока утечки через нуль элемента 7 временной задержки, элемента 8 сложения по модулю 2, временного селектора 9 импульсов по длительности, В устройстве предусмотрен также запрет его срабатывания при значительной скорости и величине тока утечки. 2 ил.

14449!3

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике защиты людей от поражения электрическим током.

Целью изобретения является повышение надежности устройства защиты.

На фиг.! представлена схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы работы. 10

Устройство содержит дифференциальный трансформатор тока (ДТТ), на выход которого подключены конденсатор

2, усилитель 3 и усилитель-ограничитель 4, аналоговый вычитатель 5, 15 входы которого подключены к выходам усилителя 3 и усилителя-ограничителя

4; блок 6 формирования импульсов при переходе сигнала тока утечки через

"ноль", подключенный к выходу усили- 20 теля 3 элемент 7 временной задержки, вход которого подкЛючен к выходу бло". ка б, элемент 8 сложения по модулю 2, I первый вход которого подсоединен к выходу блока 6, второй вход — к 25 выходу элемента 7, а выход — к вре.менному селектору 9 импульсов по длительности, элемент ИЛИ-НЕ 10, первый вход которого подключен к вы-. ходу аналогового вычитателя 5, вто- 30 рой вход — к выходу временного селектора 9, а выход — к информациснному входу элемента 11 ЗАПРЕТ, выходной репейный элемент 12, подключенный к выходу элемента 11, датчик

13 (трансформатор) тока нагрузки, блок 14 формирования сигнала по скорости изменения тока нагрузки, вход которого подключен к выходу датчика 13, а выход — к запрещающему входу,щ элемента 11, коммутационный аппарат

15.

На фиг.2 приведены диаграммы 16—

19 напряжения на выходах блоков 3, 6,7 и 8 соответственно. 85

Блок 6 (как вариант выполнения) включает ограничитель, два Т-тригге;. ра, три элемента НЕ„ элемент И-НЕ и одновибратор. Последний служит для повьппения помехоустойчивости устройства, длительность импульсов одновибратора 0,1-0,5 мс.

Временной селектор 9 (как вариант) выполнен на базе элемента временной задержки и элемента И-HE.

Конденсатор С предназначен для фильтрации высших гармоник на выкоде ДТТ l.

Устройство работает следующим образом.

Допустим, что в нормальном режиме фаза А имеет незначительно повьппенную по сравнению с другими фазами утечку тока на землю. Включением аппарата

15 подается питание на защищаемую электроустановку и блоки устройства. За счет этого тока утечки на выходе ДТТ l появляется сигнал, который каждым усилителем 3 и 4 усиливается одинаково, Это обеспечивается выбором коэффициента усиления и порога ограничения сигнала в усилителе 4, В результате на входы блока 5 поступают практически одинаковые сигналы по амплитуде и напряжение на

его выходе близко к нулю. На выходе элемента 10 появляется "1" Сигнал проходит элемент ll и приводит к срабатыванию релейного- элемента 12.

Контакты аппарата 15 остаются-замкнутыми, а электроустановка — подключенной к сети.

Поступающее на вход блока 6 напряжение U (кривая а,фиг,2) преобразуется в импульсы U с частотой следования Х = 2/Т . На l-й и 2-й входы элемента 8 поступают импульсы

U<,U с частотой следования соответствен"о- Га си=, 1 Тсн где Тс

Т вЂ” соответственно фактический и я номинальный периоды напряжения сети.

3а счет нестабильности . частоты сети на выходе элемента 8 возникают паразитные импульсы (U4 на фиг.2), длительность которых С может составлять до 1ОХ от длительности импульсов U< ° Для фильтрации паразитных импульсов время задержки н селекторе 9 выбирают равным 2Г. Таким об„разом, на выходе селектора 9 будет

"0, который не изменит сигнала на выходе элемента 10.

При включении аппарата 15 возникает скачок естественного тока утечки, в результате чего на выходе ДТТ l амплитуда сигнала может возрасти до величины, при которой происходит его ограничение в блоке 4. В этом случае равенство сигналов по амплитуде на входах блока 5 нарушается, а на его выходе возникает сигнал, который инвертируется элементом 1О, что приводит к"обесточиванию релейного элемента 12 и отключению защищаемой электроустановки (ЭУ) от сети. Для предотвращения такого ложl444913 ного отключения с блока 14 в момент подключения устройства поступает сигнал на запрещающий вход элемента 11, Благодаря этому на выходе элемента

11 остается "1".

Если человек касается фазы A то амплитуда сигнала на выходы ДТТ l возрастает до величины, при которой происходит отключение эашищаемой электроустановки от сети.

В случае, если человек касается фазы В, сигнал на выходе ДТТ 1 равен

21

U = U sin t+U sin (Qt- — -)

Зтт hler 3 (l ) где U — амплитуда сигнала, обусаовленная естественным током утечки в фазе А;

П1, — амплитуда сигнала, обусловленная прикосновением к фазе В человека с эквивалентным сопротивлением тела Rh.

Если. ц 1, = U то

И

4тг 3 " 3 (2)

Таким образом, если человек касается фазы В в момент t (фиг.2) то, начиная с этого момента, сигнал на выходе ДТТ l описывается согласно (2) кривой о и момент перехода сигнала через нуль tz будет смещен на величину dt = Т /3. На выходе элемента 8 возникает импульс длитель.-. ностью 3 .

На выходе селектора 9 появляется "1", а на выход элемента 11 — "О", что приводит к обесточиванию релейного: элемента 12 и отключает ЭУ от сети.

При появлении на выходе элемента 8 импульсов длительностью, обусловленных перераспределением тока утечки на земно между фазами вследствие коммутирования нагрузки в защищаемом участке сети, работа схемы блокирует ся путем подачи импульса с блока 14 на запрещающий вход элемента 11 в момент изменения тока нагрузки.

Если человек касается фазы С, то сигнал на выходе ДТТ 1 равен

Цп 11 " з1п (ИС + 3 ) (3) Работа устроиства аналогично описанному для случая прикосновения человека к фазе В;

Использование предлагаемого устройства позволяет снизить массо-габаритные показатели путем исключения трансформаторов напряжения. Кроме того, отсуствует настройка в эксплуатации при выполнении датчика, распознающего - возникновение двухфазной утечки тока на земли, на стандартных логических элементах.

Формула изобретения

Устройство для защитного отключения в сети переменного тока, содержащее дифференциальный трансформатор тока, на выход которого подключены входы усилителя и усилителя-ограничи теля, аналоговый вычитатель, первый и второй входы которого подключены

25 соответственно к выходам усилителя и усилителя-ограничителя, датчик . тока нагрузки, блок формирования сигнала по скорости изменения тока нагрузки, вход которого подключен к выходу датчика тока нагрузки, а выI ход — к запрещающему входу элемента

ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ-НЕ, выходной :репейный элемент, о т л и ч а ю щ е е — с я тем, что, с целью повьппения на35 дежности работы защиты, дополнительl но введены последовательно соединенные блок формирования импульсов при переходе сигнала тока утечки через

"коль", элемент временной задерж40 ки, элемент сложения по модулю 2, временной селектор импульсов по длительности, причем вход блока формирования импульсов при переходе сигнала тока утечки через "ноль" соединен с

45 выходом усилителя, а выход — с вторым входом элемента сложения по модулю 2, выход временного селектора импульсов по длительности подключен к первому входу элемента ИЛИ-HF., к второму вхо50 -пу которого подключен выход аналогового вычитателя, а выход элемента

ИЛИ-НЕ соединен с информационным входом элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с входом выходного ре.леиного элемента.

1444913

18

Н

77

Oz

18 и, 1У

Up

Составитель О.Муратов

-Редактор F..Êîï÷à Техред А.Кравчук Корректор В.Романенко

Заказ 6513/55 Тираж 651 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4