Устройство защиты электрическихцепей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реслублии

< >8!3583 (6l) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 29.03.79 (21)2744036/24-07 с присоединением заявки М— (5t)M. Кл.

Н 02 Н 7/12

5 05 F 1/58

Веударстееииый кенитет

СССР (23) Приоритет де делан иаебретеиий и открытий

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень Ла10

Дата опубликования описания 18.03.81 (53) УДК 621.316. .722.1(088.8) Ю. И. Козырев, С. Н. Прытков, Г. С. Стояно

Г. С. Анурьев и А. Ж, Курм1ев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЗА(ЦИТЫ ЭЛЕКТРИЧГСКИХ

ПЕ ПЕЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве устройства защиты электрических цепей многоканальных источников и систем электропитания от токовых перегрузок и короткого замыкания.

Известно устройство защиты электрических цепей от коротких замыканий, состоящее из исполнительного элемента транзисторного типа, включенного после10 доватвльно с датчиком тока и нагрузкой, и блока управления исполнительным элементом $17 .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройстlj во защиты электрических цепей, содержащее ключевой исполнительный элемент, включенный послецовательно с цатчиком тока, и блок отключения исполнительноto элемента, вход которого соединен с датчиком тока, а выход — со входом исполнительного элементов (2).

Нецостатки цанного устройства заключаются в том, что область применения его ограничена лишь нагрузкой индуктивного характера, так как при активной нагрузке импульсы тока в режиме короткого замыкания ограничены лишь внутренним сопротивлением цепи и настолько велики, что транзистор будет переходить из насыщения B активный режим, характеризуемый большими потерями мощности и низким КПЛ. Кроме того, при использовании в качестве входного источника аккумуляторной батареи в случае активной нагрузки ключевой режим работы исполнительного элемента в режиме короткого замыкания значительно ускоряет разряд батареи; последовательность импульсов тока при аварийном режиме в одном из каналов способствует возникновению переходных процессов и импульсных помох, что особенно опасно при большой цлине соединительной линии источник - нагрузка и наличии разветвленной (многоканальной) системы электропитания. Таким образом при наличии короткого замыкания в одном канале может

813583

i нарушаться работоспособность всей системы; при возникновении короткого эамы«кания в нагрузке активного характера послецовательность импульсов тока короткого замыкания может привести к выгоранию элементов нагрузки.

Цель изобретения — прецотвращение возникновения помех при работе устройства защиты, повышение КПД и расши рение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство зашиты электрических цепей ввецены блок непрерывного опросного тока, пороговый элемент, импульсный усилитель и развязываюший блок, при этом оцин вход порогового элемента соединен с нагрузкой непосрецственно, а цругой вход — через раэвязывающий блок И кроме того, через блок непрерывного опросного тока с входным источником электропитания, выход же упомянутого порогового элемента подключен ко входу импульсного усилителя, выходы которого связаны со входами ключевого исполнительного элемента и блока непрерывного .опросного тока, причем датчик тока и блок отключения исполнительного элемента выполнены на герконе с узлом дополнительной поляризации.

Кроме того, в предлагаемом устройст-.

Зо ве защиты электрических цепей пороговый элемент выполнен на туннельном циоде.

Блок непрерывного опросного тока выполнен в вице управляемого токостабилизирующего двухполюсника.

Раэвязывающий блок выполнен на полупроводниковом диоде.

Иа фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема устройства защиты электрических цепей.

Устройство содержит ключевой. испол-нительный элемент 1, включенный последовательно с датчиком 2 тока и нагрузкой

3, блок 4 отключения исполнительного элемента 4, вход которого соединен с датчиком 2 тока, а выхоц — со входом исполнительного элемента 1, пороговый элемент 5, один вход которого соединен с нагрузкой 3 непосрецственно, а другой вхоц - через развязывающий блок 6 и

50 кроме того, через блок 7 йепрерывного опросного тока с входным источником 8 электропитания, выхоц же упомянутого порогового элемента подключен ко входу импульсного усилителя 9, выходы которо- 55 го связаны со входами ключевого исполнительного элемента 1 и блока 7 непрерь|вного опросного тока."

Устройство работает следующим об разом.

При отсутствии короткого замыкания или перегрузки по току в нагрузке 3 под действием сигналов импульсного усилителя 9 ключевой исполнительный элемент 1 находится в состоянии насыщения, а транзистор блока 1 непрерывного опросного тока заперт и значение зтоГо тока равно нулю. Ток через туннельный диод порогового элемента 5 превышает пиковое значение и диод находится во включенном состоянии. При коротком замыкании или возникновении токовой перегрузки в нагрузке возрастают ампервитки датчика 2 тока и замыкается. нормально-разомкнутый магнитно управляемый контакт блока 4 отключения, в результате чего ключ 1 запирается. Вместе с reM из-аа уменьшения напряжения на сопротивлении нагрузки 3 запирается туннельный диод порогового элемента 5. Причем с этого момента на пороговый элемент

5 подается суммарное напряжение нагрузки 3 и развязываюшего устройства 6, в качестве Koropol.o Mollolo Hcllollb30BBrb диод. В связи с запиранием туннельного диоца ключ 1 уцерживается в запертом состоянии, несмотря на послецуюшее разразмыкание контактов блока 4 отключения. Одновременно открывается транзистор блока 7 непрерывного опросного тока, в качестве которого используется токостабилизируюший двухполюсник. Таким образом, при коротком замыкании или перегрузке по току ключ 1 все время заперт, а через уменыпавшееся сопротивление нагрузки протекает незначительная величина (меньше 1% or номинального тока) постоянного опросного тока, поэтому и. не возникают помехи.

При исчезновении. короткого замыкания или режима перегрузки, что соответст« вует восстановлению исходной величины сопротивления нагрузки, будет возрастать падение напряжения на этом сопротивлении. Это приведет к увеличению тока через туннельный диод порогового элемента 5, который открывается, когда ток. через него цостигнет пикового значения.

Под действием выходных сигналов импульсного усилителя 9 ключевой исполнительный элемент 1 откроется, а транзистор блока 7 непрерывного тока закроется.

Таким образом, силовая токовая цепь восстановлена.

Порог срабатывания токовой зашиты ус танавливается с помощью узла дополнительной поляризации, включенного H& входе

813883 устройства зашиты и состоящего из испомогательной слаботочной обмотки геркона, ток которой стабилизирован и не за висит от лювня вхоцного напряжения.

Чувствительность устройства защиты к изменению сопротивления нагрузки при его восстановлении может регулировать. ся потенциометром, включенным в оцин из входов порогового элемента 5.

Формула изобретения

1. Устройство защиты электрических цепей, соцержашее ключевой исполнительный элемент, включенный последователь» но с цатчиком тока, и блок отключения исполнительного элемента, вход которого соединен с датчиком тока, s выход - со входом исполнительного элемента, о тличающееся тем,что,сделью предотвращения возникновения помех при работе устройства защиты, повышения

КПД и расширения области применения,. в него введены блок непрерывного опросного тока, пороговый элемент, имнупьсный усилитель и развязывающий блок, при этом один вход порогового элемента соединен с нагрузкой непосредственно,, :а цругой вход — через развязывающий блок и кроме того, через блок непрерыв« ного опросного тока с входным источником электропитания, выход же упомянутого порогового элемента подключен ко входу импульсного усилителя, выходы ко торого связаны со входами ключевого ис». полнительного элемента и блока непрерывного опросного тока, причем датчик гока и блок отключения исполнительного элемента выполнены на герконе с узлом поляризации в виде цополнительной об.мотки и токостабилизирующего двухпо Р люсника.

2. Устройство по п. 1, о т л ни а ю ш е е с я тем, что, пороговый элемент выполнен на туннельном циоде, в один из входов которого последовательН но включено регулируемое сопротивление.

3. Устройство по п. 1, о т л а-ч а ю щ е е с я тем, что блок непрерывного опросного тока выполнен в виде управляемого токостабилизирующего рр двухполюсника.

4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что развязываю- щий блок выполнен на полупроводниковом циоде.

И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ % 2536287, ЗЕ кл. H 02 H 3/08

2. Электродная техника в автоматике«. Под ред. Ю. И. Конева. «Советское рацио . 1976, М 8 с. 18-20, рис. 4.

Составитель С. Горбачева

Редактор Ю. Петрушко Текред Т.Маточка Корректор Н. Стен

Заказ 787/70 Тираж B7S Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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