Устройство для защиты электроаппарата от попадания фазного напряжения на корпус

 

Союз Советских

Со4калмстмческих

Реслуьлик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

И АЮТОРСИОМУ СВИДЙТВЛЬСТВМ (ii! 657505 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) ЗаЯвлено 26.11.76 (21) 242245 ) F2 7 с присоединениен заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04. 79.Бюллетень №14 (51) М. Кл.

H 02 Н 3/34

Гаауднрстеннньб нвмнтнт

СССР на делам нзобратеннй н атнритнй (53) УДК 621.316. .925 (088.8) Дата опубликования описания 17.04.79 (72) Авторы

- изобретения

И. М. Преснухиц F>. И. Ананский и В. А. Ивкевич (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ЭЛЕКТРОАППАРАТА

ОТ ПОПАДАНИЯ ФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА КОРПУС

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в бытовых приборах, таких как сетевые телевизоры и радиоприемники, у которых питание осуществляется по бестрансформеторной схеме. $

Известны устройства для предотвращения возможности включения фазного напряжения на шасси, обеспечивающие безопасное включение аппарата в сеть, при котором шасси подключается к нулевому (нейтральному) заземленному проводу двухпроводной однофазной силовой сети.

Это достигается однозначностью включения вилки в розетку двухконтектного сетевого разъема и выполнением сипового выпрямителя блока питания аппарата по однополупериодной схеме (1 .

Для однозначного соединения контак26

toB вилки с контактами розетки пвухконтактного сетевого разъема они выполняются различного сечения, разли пп и к нфи2 гурацли или в конструкцию разъема вводят ключи.

Существенными недостатками такой системы является то, что она не пригодна для эксплуатации с неполяризованными сетевыми разъемами (розетками и вилками), которые широко распространены в

СССР.

Кроме того,в случае использования поляризованных разъемов, необходим жесткий контроль правильности подключения проводов к розетки при монтаже внутренней электропроводки жилых помещений, а также при монтаже сетевых шнуров в условиях производства электро- и радиоаппаратуры.

Случайная ошибка приводит к подключению шасси не к "нейтральному заземленному, а к фазному" проводу. Фазноо напряжение на шасси аппарата может привести к несчастному случаю.

Известны устройства пассивнс и зашиты от возможности поражения фазным напряжением (2 ).

657505

Эти устройства вкпючяются в схему защищаемого аппарата и осуществляют визуальную индикацию ипи звуковую сиг— нализацию при наличии фазного напряжения, находящегося на шасси.

Такое устройство содержит метаппическую ппастину, конденсатор безопасности, гаэоразрядную двухэпектродную лампу, резистивный депитель, вкшоченные между собой последовательно и подкпюченные к шасси аппарата, а также усипители и переключатели, выпопненные в виде контактов реле.

Реэестивный делитепь подкпючен ко входу усилителя, к выходу которого подкпючена обмотка репе. Усипитель и реле питаются от выпрямителя, входящего в состав аппарата.

Реле содержит две пары сиповых контактов на два попожения с самобпокиров- . 20 кой.

При "неправильном" попожении двухполюсной непопяризованной сетевой вилки в розетке и при цоспедуюшем касании папьцем чеповека к метаппической пластине, через емкость чеповека на землю замыкается электрическая цепь, при этом загорается газораэрядная лампа, ток вызывает сигнал на входе усилитеця и че36 рез усилитель включает обмотку репе.

Контакты репе церекпючаются, самоблокируются и подключают шасси через разъем к заземпенному "нулевому" (нейтральному) проводу силовой сети.

Однако при йроведении ремонтных и регупировочных работ возникает опасность поражения эпектрическим током ремонтного персонапа от синовой сети в случае, есни персонал по какой. пибо причине за40 бып прикоснуться к метаппической пла-, стине, так как к аппарату первоначапьно подается сетевое напряжение и на шасси вероятно присутствие фазного напряжения.

Другим недостатком явпяется относительно низкая надежность устройства за счет применения механического реле и спожных вспомогательных схем (усилитепь, источники питания репе).

Цепью изобретения явпяется повышение надежности и электробезопасности устройства.

Llew достигается тем, что предпагаемое устройство дпя зашиты электроаппара-.

Б тя от попадания фязного напряжения на корпус, содержашее двухполюсный сетевой разъем с перекпючателем, выпрямитель и чувствитепьный эпемент с метяппическими «ластинами, поиопнптепьно снабжено двумя встречно-иараппепьно включенными тиристорами, которые включены я> рассечку фязного провода, чувствитепьный эпемент выполнен в виде сенсорного триггера, катод первого тиратрона которого присоединен к фазному попюсу разъема, цепь питания триггера через выпрямитепь присоединена к другому попюсу, два входя триггера присоединены к металлическим пластинам, катод второго тиратрона присоединен к управляющему электроду одного из тиристоров, а переключатель выполнен в виде двух симметричных тиристоров.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Описываемое устройство содержит непоняризованный двухпопюсный сетевой разъем 1, к контактам которого подключены фазный провод 2 и нейтральный провод 3. Поспедоватепьно в цепь фазного провода 2 вкпючены тиристоры 4, 5 по встречно-параппепьной схеме и перекпк чатепь 6 в виде двух симметричных тиристоров 7, 8 последний из которых вкпючен в цепь нейтрапьного провода 3.

Управйяюшие эпектроды 9, 10 симметрич» ных тиристоров 7,8 вкпючены между собой через цепь управпения ll, содержащую, например, конденсатор и резистор, Управпяюший электрод 12 тиристора 4 подкпючен к нейтральному проводу 3 через цепь управления 13, которая содержит, например, диод, зарядный конденсатор и ограничитепьный резистор, причем.конденсатор подключен к катоду тиристора 4, резистор — к управпяюшему эпектроду 12 тиристора 4, а диод подкпючен анодом к нейтральному проводу 3.

Вторыми выводами резистор, конденсатор и диод подключены между собой.

К управпяюшему эпектроду 14 тиристора 5 подключен катод второго тира-, трона 15 сенсорного триггера 16. Катод первого тиратрона 17 подключен к фазному проводу 2. Тиратроны 15 и 17 имеют анодные резисторы 18 и 19, между которыми вкпючен межанодный конденсатор 20.

К сеткам тиратронов 15 и 17 последоватепьно с резисторами безопасности

21 и 22 включены метаплические пластины 23 и 24.

При прикосновении оператора к металлипическим ппастиням 23 и 24 переключается сенсорный триггер 16.

Сенсорный триг гер 16 питается выпрямпенным напряжением, попучяемым с помощью вентиля 25 и конденсатора 26, причем анод вентиля 25 подключен к нейтральному проводу 3, я первый вывод 5 конденсатора 26 — к фазному проводу 2.

Катод вентиля 25 и второй вьпзод конденсатора 26 включены между собой и подключены к анодным резисторам 18 и 19. 10

B схеме сенсорного триггера 16 предусмотрены элементы предпочтительного включения первого тиратрона 17 при подаче к схеме сетевого напряжения, например конденсатор 27, включенный между сеткой тиратрона 17 и анодом тиратрона 15, а также резистор 28, включенный между сетками тиратронов

15 и 17.

Выход устройства подключен к силовому входу электроаппарата 29, причем нейтральный провод 3 через симметричный тиристор 8 подключен к клемме

30, имеюшей непосредственное присоеди ЪЯ нение к корпусу (шасси) 31, а фазный провод 2 через тиристоры 4,5 и симметричный тиристор 7 подключен к клемме 32.

Между клеммами 30 и 32 включена

30 нагрузка 33, через которую сетевой переменный ток должен протекать в обоих направлениях, например схема автоматического размагничивания цветного кинескопа ипи мапомошньгй накальный транс35 форматор и т.д., а также однополупериодный выпрямитель 34, конденсатор 35 и нагрузка постоянного тока 36.

На черт. показаны емкости 37,38, которые представляют собой емкость человеческого тена относитедьчо земли при. поочередном касании пальцем руки человека металлических пиастин 23, 24 сенсорного триггера 16.

Устройство работает следующим образом. При включении непопяризованного сетевого разъема 1 в двухпроводную силовую сеть, переменное сетевое напряжение прикладывается к фазному и нейтральному проводам 2 и 3, При этом не зависимо от положения сетевой вилки в розетке разъема 1 загорается первый дежурньгй тирятрои 17, так как переменное сетевое напряжение выпрямпяется вентилем 25 и обеспечивает питание сенсорного триггера 1 6.

Включение дежурного тпрятрона осуществляется зя счет заряда конденсатора 27.

Горящий тирятрон 17 поддерживает Bb!KTIIoпенное состояние рабочего тирятроня 15.

Тирпсторы 4, 5 и симметричные тиристоры 7, 8 выключены и переменное сетевое напряжение не поступает через клеммы 30, 32 к электроаппарату 29.

При "неправильном положении сетевой вилки в розетке разъема 1 провод 2 оказывается под потенциалом земли, я на провод 3 поступает фазное напряжение от силовой двухпроводной однофазной пинии с глухим заземлением нейтрального провода.

При этом катоды тиратронов 15 и 17 имеют потенциал земли. При касании человека металлической пластины 24 ВКЛ" сенсорный, триггер 16 не изменяет состояния, так как отсутствуют условия дпя зажигания рабочего тиратрона 15.lleжурный тиратрон 17 остается во включенном состоянии, тиристоры 4, 5 и симметричные тиристоры 7,8 выключены и напряжение не поступает к нагрузке, причем корпус 31 электроаппарата 29 оказывается отключенным от фазного напряжения, присутствуюшего на проводе 3, за счет высокого сопротивления зякрьгтых симметричных тиристоров 7, 8.

Дпя подключения корпуса (шасси) электроаппарата к заземненному проводу, силовой сети необходимо поменять попожение вилки в розетке разъема 1 на г противоположное и прикоснуться папьцем к пластине 24 «ВКЛ" сенсорного триггера 16.

При изменении положения сетевой вилки разъема 1 создаются условия дпя изменения состояния сенсорного триггера

16 и поспедуюшего подключения корпуса к заземленному проводу силовой сети показано на черт.); на провод 2 поступает фазное напряжение, а провод 3 оказывается под потенциалом земли.

При этом на катодах тирятронов 15 и 17 присутствует фазное напряжение, причем тирятрон 17 включен зя счет цепи предпочтительного включения 27, 28» а тиратрон 15 выключен.

В выключенном состоянии находятся тиристоры 4, 5, 7, 8 и напряжение не поступает к нагрузке.

При кратковременном прикосновении к металлической пластине 24 ем;ость человека ня землю 38 замыкает цепь и вызывает зажигание промежутк» с«ткякатод, включение рябо его тi,р:.тр, ия 15

6 >7 >05! !

Заказ 1816/52 Тираж 856

) IHHHHH

Подписное

Фипиал ПГ1П Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4 и выкпючение тиратрона 17. Это состояние триггера фиксируется.

Катодный ток тиратрона 1 5 протекает через цепь управляющий электро-катод тиристора 5 и подготавливает его вкпючение; включение осуществпяется положительной попувопной сетевого напряжения, приложенной к аноду тиристора 5 через цепи управпения 11 и 13 от провода 3.

Включение тиристора 5 обеспечивает подготовку к вкпючению тиристора 4 и включение симметричных тиристоров 7 и 8, в резупьтате чего полуводна сетевого тока протекает через нагрузку к нагрузке через открытые тиристоры 4, 7, 8, вызывая ток, который протекает через нагрузку B противопопожном направпении.

Периодическое изменение направления управляющего тока симметричных тиристоров 7,8, протекающего через цепь уп>равления 11, обеспечивает их двухсторон1 нюю проводимость.

Проводимость тиристора 4 обеспечивается бпагодаря разряду конденсатора через резистор цепи управления 13 и цепь управляющий эпектро-катод тиристора 4. Заряд конденсатора возможен лишь в случае периодической проводимости тиристора 5.

Таким образом, включение тиристора 5 обеспечивает подачу переменного напряжения сети к нагрузке, при этом шасси электроаппарата оказывается включенным через нейтральный провод 3 и контакт разъема 1 к заземленному проводу силовой сети.

Напичие сенсорного триггера в устройстве позволяет не топью правипьно фазировать нагрузку по отношению к сиповой сети, но и осуществлять вкпючение-выкпюГ в ) чение этой нагрузки сенсорным путем

Вкпючение осуществпяется сенсорным включением рабочего тиратрона .,рикосновением к метаппической ппастине - 4

3 "ВКЛ", а выкпючение — изменением состояния тиггера, при котором выключается тиратрон 15 и включается дежурный тиратрон 17. 0ля этого .достаточно прикоснуться к металлической пластине 23

"ВЫКИ .Формупа изобретения

Устройство дпя защиты эпектроаппарата от попадания фазного напряжения д на корпус, содержащее непопяризованный двухпопюсный сетевой разъем с переключателем, выпрямитепь и чуствительный эпемент с металлическими пластинами, отпичающееся тем,что,с

20 цепью повышения надежности и электробезопасности, оно дополнительно снабжено двумя встречно-параллельно включенными тиристорами, которые вкпючены в рассечку фазного провода, чувствитепь23 ный эпемент выпопнен в виде сенсорного триггера, катод первого тиратрона которого присоединен к фазному попюсу разъема, цепь питания триггера через выпрямитепь присоединена к другому попюсу

М разъема, два входа триггера присоединены к металлическим пластинам, катод второго тиратрона присоединен к управпяющему электроду одного из тиристоров, а переключатель выпопнен в виде двух

Э симметричных тиристоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CELA 34 2870380, 3.17-17, 1959.

2. Патент Франции % 21.10313, Н 02 М 1/00, 1968.