Искробезопасная система дистанционного питания

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик » 969911 Ф 4p . с (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 09. 02. 81 (21) 3245460/24-07 (51) М. Кп.з с присоединением заявки ¹вЂ”

E 21 F 9/00

l(H 0 2 Н 7/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет153) УДК 621.311..69 (088.8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 3Q1082 (72) Автор изобретения

В.Б.Нейман (71) Заявитель (54) ИСКРОБЕЭОПАСНАЯ СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО

ПИТАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для безопасной передачи электрической энергии от источника питания к нагрузке на предприятиях со взрывоопасной атмосферой.

Известна искробезопасная система дистанционного питания, содержащая источник питания с блоком искрозащиты, кабельную линию связи с шунтами, разделяющими ее на секции,и подключенные к линии связи нагрузки, причем блок искрозащиты выполнен на динамическом элементе искрозащиты с датчиком начала разряда, а шунты выполнены в виде диодных мостов, входы которых подключены к выходным выводам секций, а выходы - к входным выводам секций (1).

В известной системе при возникновении разряда от разрыва цепи питания в неразветвленном участке линии связи в разряд поступает энергия, запасенная распределенной индуктивностью только нераэветвленного участка линии связи. Энергия, запасенная в распределенной индуктивности ответвлений, не поступает в разряд, так как ЭДС самоиндукции, возникающая в ответвлениях, шунтируется диодными мостами. Однако при замыкании на землю питающих проводов линии связи нарушается защитное подключение диодных моотов, в результате чего при разрыве цепи питания в неразветвленном участке линии связи в разряд поступает энергия, запасенная распределенной индуктивностью как „ неразветвленного участка линии связи, так и ответвления. Это не позволяет повысить искробеэопасную мощность дистанционного питания путем увеличения тока в линии связи при питании нагрузок по разветвленной линии связи, Наиболее близкой к предлагаемой является искробезопасная система дистанционного питания, содержащая источник питания с блоком искрозащиты,,! кабельную линию связи с шунтами, разделяющими ее на секции, два диода и подключенные к линии связи aarpysки, причем. блок искрозащиты выполнен на динамическом элементе искроэащиты с

25 датчиком начала разряда,а шунты в виде диодных мостов, входы которых подключены к выходным выводам секций, двух транзисторов разного типа проводимости и двух резисторов, причем катод

З0 каждого из диодов подключен к кол969911 лектору транзистора р-и-р типа одной ,иэ секций, а анод — к коллектору транзистора п-р-и типа другой секции, при этом в каждой секции эмиттер транзистора п-р-и типа соединен с отрицательным выходным выводом ди- 5 одного моста и через первый резисторс базой транзистора р-и-р типа, коллектор — с одним иэ выводов секции, предназначенным для подключения нагрузки, а база через второй 10 резистор — с положительным выходным выводом диодного моста и эмиттером транзистора р-п-р, коллектор которо

ro соединен с другим выводом секции, л предназначенным для подключения нагрузки L2 ).

В известной системе при разрыве цепи питания в любой точке линии связи происходит выключение транзисторов шунта, которые сокращают длительность разряда. В результате в разряде выделяется лишь часть энергии, запасенной распределенной индуктивностью линии связи.

При разрыве цепи питания в неразветвленном участке линии связи часть. энергии ответвлений не поступает в разряд, так как шунтируется либо диодными мостами, либо диодами (при замыкании питающих проводов линии связи на землю) . 30

При разрыве цепи питания в ответвлении в цепь с разрядом поступает часть энергии, запасенной распределенной индуктивностью неразветвленного участка линии связи и 35 часть энергии ответвления. Однако при замыкании на землю входных выводов двух. ответвлений и при разрыве цепи питания в ответвлении в разряд через диоды поступает вся энергия двух отвeтвлений, что не позволяет увеличить искробеэопасную мощность дистанционного питания путем увеличения тока в линии связи.

Цель изобретения заключается в 45 повышении искробеэопасной мощности дистанционного питания, путем увеличения тока при питании нагрузок по разветвленной линии связи.

Укаэанная цель достигается тем, что в искробезопасной системе дистанционного питания, содержащей источник питания с блоком искроэащиты, кабельную линию связи с шунтами, разделяющими ее на секции, и подключенные к линии связи нагрузки, причЕм блок искрозащиты выполнен на дйнамическом элементе искрозащиты с датчиком начала разряда, а шунты в виде диодных мостов, входы которых подключены к выходным выводам секций, 60 двух транзисторов разного типа прово- . димости и двух резисторов, при этом в каждой секции эмиттер транзистора и-р-и типа соединен с отрицательным выходным выводом диодного моста и через первый резистор — с базой транзистора р-и-р типа, коллектор — с одним из выводов секции, предназначенным для подключения нагрузки, эмиттер транзистора р-и-р типа соединен с положительным выходным выводом диодного моста, каждый шунт снабжен дополнительным транзистором р-и-р типа, причем эмиттер дополнительного транзистора соединен с коллектором транзистора р-и-р типа, база — с другим выводом секции, предназначенным для подключения нагрузки, а коллектор через второй резистор — с базой транзистора и-р-п типа.

На чертеже показана схема искробезопасной системы дистанционного питания.

Система состоит из источника 1 питания, блока искрозащиты, выполненного на динамическом элементе 2 искрозащиты с датчиком 3 начала разт ряда, кабельной линии связи, включающей в себя секции 4 (неразветвленный участок), 5 и б (ответвления). Каждое ответвление содержит диодный мост 7, вход которого подсоединен к выходным выводам секции 4, транзистор 8 и-р-и типа, транзистор 9 р-и-р типа дополнительный транзистор 10 р-и-р типа, причем эмиттер транзистора

8 и-р-и типа соединен с отрицательным выходом диодного моста 7 и через резистор 11 - с базой транзистора 9 р-и-р типа, коллектор — c одним иэ выходных выводов секции 5 (6), эмиттер транзистора 9 р-и-р типа соединен с положительным выводом диодного моста 7, коллектор — с эмиттером дополнительного транзистора 10 р-и-р типа, база которого соединена с другим входным выводом секции 5(б), а коллектор — через резистор 12 — с базой транзистора 8 n-p-n типа. К выходным выводам секции 5 и б подключены нагрузки 13.

Система работает следующим образом.

В номинальном режиме передачи энергии от источника 1 питания к нагрузкам 13 переходы эмиттер-база транзисторов 8-10 смещены в прямом направлении так, что транзисторы насыщены и полностью открыты. При этом ток нагрузки 13 протекает через переход эмиттер-база транзистора 10, а транзистор 8 получает смещение через открытый транзистор 10 и резистор

12. При протекании по линии связи тока от источника 1 к нагрузкам 13 в распределенных индуктивностях секций 4-6 запасается энергия, которая может быть источником воспламенения взрывоопасной среды.

При возникновении в секции 4 разряда от разрыва цепи питания датчик3 начала разряда вырабатывает управляющий сигнал, включающий дина969911 мический элемент искрозащиты 2. Последний изолирует цепь с разрядом от энергии источника 1 питания.

При этом выключаются транзисторы

8-10 в секциях 5 и б, длительность разряда сокращается и в разряд поступает, лишь часть энергии, запасенной распределенной индуктивностью секции 4. Часть энергии, запасенной распределенной индуктивностью ответвлений 5 и б, не поступает в разряд, 10 так как шунтируется диодами мостов

7.

При замыкании на землю одного выходного вывода секции 4 и входного вывода одного из ответвлений, напри- 5 мер 5 (показано пунктиром), нарушается защитное подключение к линии связи диодного моста 7. В то же время в .системе возможна передача энергии от источника 1 к нагрузке 13 так

> 20 как на участке между двумя нарушениями линии связи роль второго провода выполняет земля. Однако в этом случае транзисторы 9 и 10 исключаются иэ цепи питания нагрузки, а у транзисто- ров 8 снимается смещение в прямом направлении перехода эмиттер-база.

Транзистор 8 закрывается, разрывает цепь питания нагрузки, что исключает возникновение разряда при разрыве цепи питания в секции 4.

При возникновении в ответвлении (например, в секции 5) разряда от разрыва цепи питания выключаются транзисторы 8-10 этой секции, длительность разряда сокращается и в разряд поступает часть энергии, запасенной распределенной индуктивностью секций 4 и 5.

При замыкании на землю одного иэ входных выводов секции 5 и одного из 40 входных выводов секции 6 (показано пунктиром) в цепь с разрядом от разрыва цепи питания в секции 5 или 6 может поступить часть энергии всех секций системы †. 4-6, которая нревы- 41 шает энергию разряда при отсутствии замыканий на землю. Однако в этом случае ток, протекающий через секции 5,6 и нагрузки 13, минует переход эмиттер-база транзистора 10 в секциИ 5. Транзистор секции 5 выключается, разрывает цепь подачи смещения транзистору 8 этой секции.

Последний выключается, обесточивает секции 5,6 и полностью исключает ! возникновение разряда от разрыва цепи питания в секции 5 или б .

Таким образом, при замыкании на землю входных выводов двух ответвлений и при разрыве цепи питания в ответвлении цепь с разрядом полностью изолирована от энергии, запасенной распределенной индуктивностью линии связи. Это позволяет увеличить искробезопасную мощность дистанционного питания путем увеличения тока в линии связи.

Формула изобретения

Искробезопасная система дистанционного питания, содержащая источник питания с блоком искрозащиты, кабельную линию связи с шунтами, разделяющими ее на секции, и подключенные к линии связи нагрузки, причем блок искрозащиты выполнен на динамическом элементе искрозащиты с датчиком начала разряда, а шунты в виде диодных мостов, входы которых подключены к выходным выводам секций, двух транзисторов разного типа проводимости и двух резисторов, при этом в каждой секции эмиттер транзистора и-р-и типа соединен с отрицательным выходным выводом диодного моста и через первый резистор - с базой транзистора р-и-р типа, коллектор — с одним иэ выводов секции, предназначенным для подключения нагрузки> эмиттер транзистора р-и-р типа соединен с положительным выходным выводом диодного моста, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения искробезопасной мощности дистанционного питания путем повышения тока, каждый шунт снабжен дополнительным транзистором р-и-р типа, причем эмиттер дополнительного транзистора соединен с коллектором транзистора р-и-р типа, база— с другим выводом секции, предназначенным для подключения нагрузки, а коллектор - через второй резистор с базой транзистора и-р-и типа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 675194 кл. Е 21 F 9/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 826041, кл. Е 21 F 17/06, 1978 °

969911

Составитель Т.Щеголькова

Редактор В.Пилипенко Техред З.Палий КорректорГ.Решетник

Заказ 8341/37 Тираж 470 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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