NO761103L

NO761103L -

Info

Publication number: NO761103L
Application number: NO761103A
Authority: NO
Inventors: Andre Parrier; Henri Parrier; Jean Parrier
Original assignee: Andre Parrier; Henri Parrier; Jean Parrier
Priority date: 1975-12-12
Filing date: 1976-03-30
Publication date: 1977-06-14
Also published as: PT65002A; JPS573333U; JPS5272437A; RO72411A; CS223817B2; GR59275B; DD124135A5; FR2335079B2; FI760870A; FR2335079A2; PL110107B1; PT65002B; LU74658A1; YU277976A

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrorer en deteksjonskrets som The present invention relates to a detection circuit which

er innkoblet i den elektriske tilforsel til en maskin for is connected to the electrical supply to a machine for

detektering av en mulig kortslutning eller isolasjonsfeil og for å sikre beskyttelse av operatoren av maskinen. detection of a possible short circuit or insulation fault and to ensure protection of the operator of the machine.

Elektriske sikkerhetsanordninger er kjent/hvilke er tunge Electrical safety devices are known/which are heavy

og kostbare. Et enkelt system sikrer i alminnelighet sikker-heten av alle maskinene i et verksted. En enkelt feilved-heftet maskin bevirker stopp av alle maskinene i verkstedet. Videre er de kjente systemer koblet mellom maskinens jordforbindelse og en fase av tilforselskretsen.. Hvis jordlederen ikke virker blir feilen ikke detektert. Videre er de kjente sikkerhetssystemer ikke koblet mellom to faser av tilforsels-lederne. and expensive. A simple system generally ensures the safety of all the machines in a workshop. A single wrongly attached machine causes all the machines in the workshop to stop. Furthermore, the known systems are connected between the machine's earth connection and a phase of the supply circuit. If the earth conductor does not work, the fault is not detected. Furthermore, the known safety systems are not connected between two phases of the supply conductors.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å eliminere disse ulemper og tilveiebringe en sikkerhetsanordning for detektering av en isolasjonsfeil mellom to elektriske ledere i en maskin og å sikre beskyttelsen av operatoren mot kortslutning. The purpose of the present invention is to eliminate these drawbacks and to provide a safety device for detecting an insulation fault between two electrical conductors in a machine and to ensure the protection of the operator against short circuits.

En sikkerhetsdeteksjonsanordning ifolge oppfinnelsen omfatter en overvåkningskrets som holdes permanent på en kontinuerlig spenning som tilfores av sekundærviklingene i en transformator og kjennetegnes ved at denne spenning påtrykkes terminalene av en bryter eller alarmanordning som modifiserer tilstanden i krafttilforselskretsen for en maskin så snart som en strom sirkulerer i en triggerkrets som er forsynt med i det minste en transistor koblet slik at den begynner å lede så snart som en potensialforskjell fremkommer ved terminalene av en hoyverdig motstand koblet mellom basiskretsen og emitter kretsen, hvor denne motstand beregnes slik at basisstrommen i transistoren kan være praktisk talt lik lekkasj estrommen som skapes av en isolasjonsfeil/ idet den polariserte transistor blir ledende og forblir i denne tilstand så lenge som kortslutningen varer. A safety detection device according to the invention comprises a monitoring circuit which is permanently maintained at a continuous voltage which is supplied by the secondary windings of a transformer and is characterized by the fact that this voltage is applied to the terminals of a switch or alarm device which modifies the state of the power supply circuit for a machine as soon as a current circulates in a trigger circuit which is provided with at least one transistor connected so that it starts to conduct as soon as a potential difference appears at the terminals of a high-value resistance connected between the base circuit and the emitter circuit, where this resistance is calculated so that the base current in the transistor can be practically equal leakage current created by an insulation fault/ as the polarized transistor becomes conductive and remains in this state for as long as the short circuit lasts.

En alarmindikator er ifolge oppfinnelsen koblet inn i krafttilforselskretsen som styres av en overvåkningsbro hvor hver gren i broen omfatter en diode. Denne indikator eller alarm kan ha form av en lampe eller f.eks. et elektrisk horn. According to the invention, an alarm indicator is connected into the power supply circuit which is controlled by a monitoring bridge where each branch of the bridge comprises a diode. This indicator or alarm can take the form of a lamp or e.g. an electric horn.

Ifolge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen omfatter basiskretsen og emitterkretsen for transistoren hver en diode. Disse dioder likeretter vekslingene i vekselstrommen for å muliggjore hensiktsmessig polarisering av transistoren, av-hengig av dens type. De er anordnet til å tillate utelukkende positive vekslinger å passere når transistoren er av NTN ';ypen og kun negative vekslinger når transistoren er av PNP typen. Denne anordning gjor det mulig å detektere en isola-sjonsf eil eller anomalitet på en maskin som tilfores veksel-strom. According to a further feature of the invention, the base circuit and the emitter circuit for the transistor each comprise a diode. These diodes rectify the alternations in the alternating current to enable appropriate polarization of the transistor, depending on its type. They are arranged to allow only positive switching to pass when the transistor is of the NTN type and only negative switching when the transistor is of the PNP type. This device makes it possible to detect an insulation fault or anomaly on a machine that is supplied with alternating current.

Ifolge oppfinnelsen er basisstrommen tilveiebragt av en som er koblet til senteret av et tre-fasesystem som har en stjernekobling, mens emitterkretsen er koblet til jordlederen for denne tilforselskrets. Når således en isolasjonsfeil fremkommer mellom jordlederen og en av faselederne etableres det en lekkasjestrom som skaper en variasjon i spenningen ved stjornes sentrum og en pulserende strom påtrykkes basisen av triggertransistoren. According to the invention, the base current is provided by one connected to the center of a three-phase system having a star connection, while the emitter circuit is connected to the earth conductor of this supply circuit. Thus, when an insulation fault occurs between the earth conductor and one of the phase conductors, a leakage current is established which creates a variation in the voltage at the center of the conductor and a pulsating current is applied to the base of the trigger transistor.

Ifolge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen kan den transistoriserte styrings- og deteksjonskretsen kobles mellom to faseledere i tilforselskretsen,, hvor polariseringen av transistoren således blir skapt på grunn av en ubalanse mellom fasene i maskinen. Man vil således forstå at anordningen kan anvendes på maskiner som ikke har en jord, eller hvor jord-tilkoblingen er i ustand. According to a further feature of the invention, the transistorized control and detection circuit can be connected between two phase conductors in the supply circuit, where the polarization of the transistor is thus created due to an imbalance between the phases in the machine. It will thus be understood that the device can be used on machines that do not have an earth, or where the earth connection is out of order.

Ifolge oppfinnelsen er triggérkiretsen forsynt med en forste According to the invention, the trigger circuit is provided with a first

og andre transistor anordnet på fSigende måte: and second transistor arranged in the following manner:

Basisen for den forste transistoren er koblet for det forste til jord og for det andre til emitteren av en andre transistor gjennom et justerbart potensiometer, The base of the first transistor is connected firstly to ground and secondly to the emitter of a second transistor through an adjustable potentiometer,

emitteren av den forste transistoren er koblet til basisen av den andre transistoren, the emitter of the first transistor is connected to the base of the second transistor,

de to kollekterene er koblet til den samme terminalen for bryteranordningen, slik at man således har en justerbar for-sterkningsforbindelse som gjor det mulig å regulere intensiteten av kortslutningsstrommen som trigger bryteranordningen, til en forutbestemt verdi. the two collectors are connected to the same terminal for the switch device, so that one thus has an adjustable gain connection which makes it possible to regulate the intensity of the short-circuit current that triggers the switch device, to a predetermined value.

Deteksjons- og sikkerhetsanordningen er ifolge oppfinnelsen matet enten fra sekundærviklingene i en transformator som er uavhengig av maskinen som skal overvåkes, hvor jordforbindelsen ikke er jordet, eller fra en transformator hvis primærviklinger er koblet til maskinens tilforselskrets. According to the invention, the detection and safety device is fed either from the secondary windings of a transformer which is independent of the machine to be monitored, where the earth connection is not earthed, or from a transformer whose primary windings are connected to the machine's supply circuit.

Ifolge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen har likestroms-kraftkretsen en meget hoy kapasitans som er beregnet til å beskytte transistoren ved å absorbere eventuelle plut-selige variasjoner i spenningen i krafttilforselskretsen. According to a further feature of the invention, the direct current power circuit has a very high capacitance which is intended to protect the transistor by absorbing any sudden variations in the voltage in the power supply circuit.

Ifolge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er beskyttelses-anordningen montert på en rna skin tilfort enkelt-fase veksel-strom, hvor triggerkretsen blir ledende når en ubalanse fremkommer mellom de to tilforselsledningene og skaper en potensialforskjell ved terminalene av en hoyverdi-motstand som er koblet i parallell mellom basiskretsen (koblet til den forste leder) og emitterkretsen i den transistoriserte forbindelsen som er koblet til jordlederen i maskinen. According to a further feature of the invention, the protection device is mounted on a rna skin supplied with single-phase alternating current, where the trigger circuit becomes conductive when an imbalance appears between the two supply lines and creates a potential difference at the terminals of a high-value resistor which is connected in parallel between the base circuit (connected to the first conductor) and the emitter circuit in the transistorized connection connected to the ground conductor of the machine.

Ifolge oppfinnelsen er en kortslutningsstrom av størrelses-orden 1 milli-ampere tilstrekkelig til å polarisere triggerkretsen, energisere releet som kutter krafttilførselen på maskinen og trigge alarmen som aktiveres så lenge som transistoren er polarisert, dvs. så lenge som isolasjonsfeilen eksisterer mellom to av tilforselslederene. According to the invention, a short-circuit current of the order of 1 milliampere is sufficient to polarize the trigger circuit, energize the relay which cuts the power supply to the machine and trigger the alarm which is activated as long as the transistor is polarized, i.e. as long as the insulation fault exists between two of the supply conductors.

Ifolge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er krafttilførsels-kretsen forsynt med en triac styrt ved hjelp av triggerkretsen ved hjelp av en diac, hvor denne anordning eliminerer enhver bevegelig kontakt i krafttilførselskretsen, hvilket reduserer reaksjonstiden for' anordningen ,når det detekteres en kortslutning. According to a further feature of the invention, the power supply circuit is provided with a triac controlled by means of the trigger circuit by means of a diac, where this device eliminates any moving contact in the power supply circuit, which reduces the reaction time of the device when a short circuit is detected.

Ifolge et ytterligere trekk justeres triggerintensiteten ved regulering av potensiometeret som er plassert mellom basiskretsen av den forste transistoren og emitterkretsen av den andre transistoren i trigger forsterkningssystemet. According to a further feature, the trigger intensity is adjusted by adjusting the potentiometer which is placed between the base circuit of the first transistor and the emitter circuit of the second transistor in the trigger amplification system.

Ifolge oppfinnelsen er anordningen forst koblet til tilførsels-kretsen for maskinen som skal kontrolleres og for det andre til jordlederen ved hjelp av en bro, hvor hver gren i broen omfatter en diode. Denne forbindelse gjor det mulig å kontrollere både en tilførsel av tre-fase eller enkelt-fase veksel-strømmer så vel som en likestrømstilførsel. According to the invention, the device is firstly connected to the supply circuit for the machine to be controlled and secondly to the earth conductor by means of a bridge, where each branch of the bridge comprises a diode. This connection makes it possible to control both a supply of three-phase or single-phase alternating currents as well as a direct current supply.

Ifolge oppfinnelsen omfatter den universelle elektriske sikkerhetsanordningen, i krafttilførselskretsen, en ytterligere kontakt som kan kobles til den ene eller andre av terminalene som skal kontrolleres, hvor disse terminaler er i stand til å bli forsynt med veksel- eller likestrøm ved variable spenninger. Et kontrollapparat er således tilveiebragt og kan anvendes f.eks. om bord i et fly som opererer med et veksel-strømssystem og et likestrømssystem. Anordningen trigger en alarm uten å kutte krafttilførselen øyeblikkelig. According to the invention, the universal electrical safety device comprises, in the power supply circuit, a further contact which can be connected to one or the other of the terminals to be controlled, where these terminals are capable of being supplied with alternating or direct current at variable voltages. A control device is thus provided and can be used e.g. on board an aircraft operating with an alternating current system and a direct current system. The device triggers an alarm without immediately cutting the power supply.

Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er sikkerhetsanordningen koblet direkte i en elektrisk krets som tilføres likestrøm, hvor overvåkningsspenningen således tilveiebringes av strømkilden hvis første terminal er koblet, ved hjelp av et rele til en forste terminal i la.destrømkretsen, mens triggerkretsen er koblet mellom den andre terminalen for strømkilden og den andre terminalen for ladestrømkretsen, According to a further feature of the invention, the safety device is connected directly in an electrical circuit which is supplied with direct current, where the monitoring voltage is thus provided by the power source whose first terminal is connected, by means of a relay to a first terminal in the charging current circuit, while the trigger circuit is connected between the the second terminal for the current source and the second terminal for the charging current circuit,

idet basisen av den første transistoren er koblet til jord slik at tilstedeværelsen av en kortslutningsstrøm reverserer polariteten av den transistoriserte forsterkeren og kutter tilførselskretsen. Denne forenklede kobling er spesielt be- the base of the first transistor being connected to ground so that the presence of a short-circuit current reverses the polarity of the transistorized amplifier and cuts the supply circuit. This simplified connection is especially

regnet for å muliggjøre åpning av batterikretsen på et motor-kjøretøy. calculated to enable the opening of the battery circuit on a motor vehicle.

De vedlagte tegninger, som er gitt som et ikke begrensende eksempel vil gjøre det lettere å forstå de forskjellige trekk ved oppfinnelsen. Fig. 1 er et kretsdiagram av en sikkerhetsanordning ifølge oppfinnelsen, koblet mellom jordlederen og sentrum av stjernen av tre ledere for tre-fasetilførsélen til en elektrisk maskin. Fig. 2 er et forstørret diagram som viser posisjonen av releet under normal operasjon. Fig. 3 er et diagram tilsvarende det i fig. 2 og viser maskin-stansing og trigging av en alarm når en isolasjonsfeil inntreffer. Fig. 4 er et diagram av en variant av anordningen koblet til en enkelt-fasetilførsel. Fig. 5 er et kretsdiagram av en annen variant av en sikkerhetsanordning som har en justerbar deteksjonsterskel og omfatter et forsterkertrinn i triggerkretsen. The attached drawings, which are given as a non-limiting example, will make it easier to understand the various features of the invention. Fig. 1 is a circuit diagram of a safety device according to the invention, connected between the earth conductor and the center of the star of three conductors for the three-phase supply seal of an electrical machine. Fig. 2 is an enlarged diagram showing the position of the relay during normal operation. Fig. 3 is a diagram corresponding to that in fig. 2 and shows machine stopping and triggering of an alarm when an insulation fault occurs. Fig. 4 is a diagram of a variant of the device connected to a single-phase supply. Fig. 5 is a circuit diagram of another variant of a safety device which has an adjustable detection threshold and comprises an amplifier stage in the trigger circuit.

Fig. 6 viser en annen fremgangsmåte for kobling som mulig- Fig. 6 shows another method of connection as possible

gjør bruk av anordningen for en likestrøm eller vekselstrøm tilførsel. makes use of the device for a direct current or alternating current supply.

Fig. 7 er et kretsdiagram for koblingen av en sikkerhetsanordning som anvendes som et kontrollapparat. Fig. 8 viser den elektriske kretsen i en anordning for svit-sjing og avbrytning av krafttilførselskretsen. Fig. 9 er et diagram av den elektriske koblingen av et trigger-rele i detektorkretsen. Fig. 10 viser en forenklet deteksjonsanordning koblet i batterikretsen på et motorkjøretøy. Fig. 11 viser monteringen av en sikkerhetsanordning på en maskin som opererer med hoy intensitet. Fig. 1 viser fasen 1, 2 og 3 i tre-fasetilforselen til en elektrisk maskin. Disse tre fasene har en stjernekobling, hvor midtpunktet 4 er koblet via en diode 5 til en terminal 6. Jordlederen 8 i tilforselskretsen er koblet til en terminal 7 via en likeretterdiode 9. Fig. 7 is a circuit diagram for the connection of a safety device used as a control device. Fig. 8 shows the electrical circuit in a device for switching and interrupting the power supply circuit. Fig. 9 is a diagram of the electrical connection of a trigger relay in the detector circuit. Fig. 10 shows a simplified detection device connected in the battery circuit of a motor vehicle. Fig. 11 shows the installation of a safety device on a machine that operates with high intensity. Fig. 1 shows phases 1, 2 and 3 in the three-phase supply to an electric machine. These three phases have a star connection, where the center point 4 is connected via a diode 5 to a terminal 6. The earth conductor 8 in the supply circuit is connected to a terminal 7 via a rectifier diode 9.

En sikkerhetsanordning A detekterer elektriske isolasjonsfeil mellom lederne 1, 2, 3 og 8 i tilforselskretsen. Sekundærviklingene av en transformator 10 opprettholder permanent en kontinuerlig overvåkningsspenning på terminalene av en bro 11. Denne konstante spenning påtrykkes inngangen av anordningen A. A safety device A detects electrical insulation faults between conductors 1, 2, 3 and 8 in the supply circuit. The secondary windings of a transformer 10 permanently maintain a continuous monitoring voltage on the terminals of a bridge 11. This constant voltage is applied to the input of the device A.

Anordningen A omfatter et kraftrele montert ved terminalene Device A comprises a power relay mounted at the terminals

av hvilke er for det forste en deteksjonsindikator 12 og for det andre kollektorkretsen og emitterkretsen av en transistor 13. Basisen av transistoren 13 er koblet til terminalen 6, mens en shunt 14 forbinder emitteren av transistoren med terminalen 7. Til sist danner terminalene 6 og 7 terminaler for en motstand 15 som har en hoy verdi. of which is firstly a detection indicator 12 and secondly the collector circuit and the emitter circuit of a transistor 13. The base of the transistor 13 is connected to terminal 6, while a shunt 14 connects the emitter of the transistor to terminal 7. Finally, terminals 6 and 7 form terminals for a resistor 15 which has a high value.

•Fig. 2 viser tilstanden av de forskjellige delene av sikkerhetsanordningen når lederne 1, 2, 3 og 8 er isolert på perfekt måte. Terminalene 6 og 7 for motstanden 15 har det samme pot-ensisalet V = 0. Ingen strøm passerer gjennom dioden 5. Ettersom basisen 13b ikke mottar et signal er transistoren 13 ikke ledende. Til tross for spenningen som påtrykkes kol-lektoren 13c via elementet 16 i releet R passerer ingen strom gjennom emitteren 1-3e. Delen 17 i releet R er ikke aktivert. Krafttilførselskretsen 18 og den transistoriserte styrekretsen 19 er åpne (bryterne 17 og 13). Ingen strøm passerer gjennom deteksjonsanordningen, hvor delene i denne beskyttes av et filter som dannes av en kapasitans 21 som har en meget høy verdi (680mF). •Fig. 2 shows the state of the various parts of the safety device when conductors 1, 2, 3 and 8 are perfectly insulated. The terminals 6 and 7 of the resistor 15 have the same potential V = 0. No current passes through the diode 5. As the base 13b does not receive a signal, the transistor 13 is not conductive. Despite the voltage applied to the collector 13c via the element 16 in the relay R, no current passes through the emitter 1-3e. Part 17 of relay R is not activated. The power supply circuit 18 and the transistorized control circuit 19 are open (switches 17 and 13). No current passes through the detection device, the parts of which are protected by a filter formed by a capacitance 21 which has a very high value (680mF).

Når en anomalitet fremkommer i tilforselskretsen til maskinen og spesielt når det opptrer en elektrisk isolasjonsfeil, blir det etablert en strøm mellom jordlederen 8 og en faseleder. Denne kortslutning 23 bevirker en potensialforskjell mellom terminalene 6 og 7 av motstanden 15 (fig. 3). En av vekslingene i vekselstrømmen som kommer fra midtpunktet 4 i stjernen påtrykkes basisen av transistoren 13 (pilen 24). Hvis diodene 5 og 9 er hensiktsmessig anordnet blir transistoren ledende. When an anomaly appears in the supply circuit to the machine and especially when an electrical insulation fault occurs, a current is established between the earth conductor 8 and a phase conductor. This short circuit 23 causes a potential difference between the terminals 6 and 7 of the resistor 15 (fig. 3). One of the alternations in the alternating current coming from the center point 4 in the star is applied to the base of the transistor 13 (arrow 24). If the diodes 5 and 9 are suitably arranged, the transistor becomes conductive.

En strom fremkommer på.lederne 14, 18 og 19. Elementet 17 i releet energiseres, hvilket bevirker aktivering av elementet 16 og lukking av kretsen ved hjelp av indikatoren 12 som tennes. Når transistoren 13 blir ledende vil man således forstå at emitterstrømmmen (pilen 25) fåes fra de to lederne 14 og 19 respektive via kortslutningen 23 og elementet 17 i utkoblingsreleet. A current appears on the conductors 14, 18 and 19. The element 17 in the relay is energized, which causes activation of the element 16 and closing of the circuit by means of the indicator 12 which lights up. When the transistor 13 becomes conductive, it will thus be understood that the emitter current (arrow 25) is obtained from the two conductors 14 and 19 respectively via the short circuit 23 and the element 17 in the disconnection relay.

En strom med en styrke I passerer gjennom krafttilførselskretsen, mens en strøm med meget liten styrke, stort sett lik lekkasje strømmen 23 passerer gjennom den transistoriserte triggerkretsen. Motstanden 15 som har en høy verdi og som er plassert mellom terminalene 6 og 7 og diodene 5 og 9 tillater polarisering av basisen av transistoren selv når maskinen ikke er jordet. Deteksjonen utføres for en strøm 23 av størrelses-orden av en milli-ampere. A current with a strength I passes through the power supply circuit, while a current with a very small strength, largely equal to the leakage current 23, passes through the transistorized trigger circuit. The resistor 15 which has a high value and which is placed between the terminals 6 and 7 and the diodes 5 and 9 allows polarization of the base of the transistor even when the machine is not grounded. The detection is carried out for a current 23 of the order of one milliampere.

Konstruksjonen som er vist i fig. 4 viser anordningen anvendt på en maskin som har en enkelt-fasetilførsel. Basiskretsen av en transistor 30 er koblet til midtpunktet 38 i tilførsels-kretsen via en diode 31. Emitterkretsen er koblet til terminalen 33 a<y>motstanden 15, til dioden 34 og til en jordleder 40. Den kontinuerlige spenningen som påtrykkes krafttilførsels-kretsen tilveiebringes av overvåkningsbroen 11 som mates fra sekundærviklingene i en transformator 10, hvis primærviklinger er koblet til maskinens krafttilførsel. Fig. 4 viser et lys-alarmsystem 35, f.eks. et elektrisk horn. En isolasjons- The construction shown in fig. 4 shows the device used on a machine which has a single-phase supply. The base circuit of a transistor 30 is connected to the center point 38 of the supply circuit via a diode 31. The emitter circuit is connected to the terminal 33 and the resistor 15, to the diode 34 and to a ground conductor 40. The continuous voltage applied to the power supply circuit is provided of the monitoring bridge 11 which is fed from the secondary windings of a transformer 10, whose primary windings are connected to the machine's power supply. Fig. 4 shows a light-alarm system 35, e.g. an electric horn. An isolation

feil mellom de to faselederne 36 og 37 gir opphav til en kort-slutnings strøm 39. Potensialet ved midtpunktet 38 blir ubal-ansert. Dette bevirker en potensialforskjell mellom terminalene 32 og 33 for motstanden 15. Beskyttelse og deteksjonsanordningen er identisk med den som er illustrert i forgående figurer. Kortslutningsstrømmen 39 bevirker jording og øyeblikkelig fault between the two phase conductors 36 and 37 gives rise to a short-circuit current 39. The potential at the midpoint 38 becomes unbalanced. This causes a potential difference between the terminals 32 and 33 of the resistor 15. The protection and detection device is identical to that illustrated in the previous figures. The short-circuit current 39 causes grounding and momentary

stopp av maskinen. stop the machine.

Det er klart at det er mulig å anvende alle kjente typer releer for å avbryte krafttilførselen, uten å avvike fra rammen for oppfinnelsen, og likeledes kan alarmanordningen være en lydalarm eller en lysalarm. Polariseringen av basisen av transistoren som oppnås ved diodene koblet til tilførselslederne, har et fortegn som er definert av naturen av transistoren,, hvilken kan variere. It is clear that it is possible to use all known types of relays to interrupt the power supply, without deviating from the scope of the invention, and likewise the alarm device can be an audible alarm or a light alarm. The polarization of the base of the transistor obtained by the diodes connected to the supply conductors has a sign defined by the nature of the transistor, which may vary.

Hovedfordelene ved oppfinnelsen er som folger: The main advantages of the invention are as follows:

En anomalitet detekteres selv når maskinen ikke er jordet. An anomaly is detected even when the machine is not grounded.

Den lave kostnad av anordningen muliggjør at den kan monteres på hver maskin i verkstedet, slik at deteksjonen av en anomalitet på en av de sistnevnte ikke bevirker stans av hele verkstedet. The low cost of the device enables it to be mounted on every machine in the workshop, so that the detection of an anomaly on one of the latter does not cause the entire workshop to stop.

<rr>erdien av motstanden 15 er tilstrekkelig stor til at basis-strømintensiteten som påtrykkes transistoren er. stort sett lik den for de polariserte vekslinger som tilføres av diodene 5 The value of the resistor 15 is sufficiently large that the base current applied to the transistor is largely equal to that of the polarized alternations supplied by the diodes 5

og 9 eller 31 og 3 4, idet kraften til maskinen forblir avbrutt, så lenge som en kortslutningsstrøm av størrelsesorden milli-. ampere vedvarer. and 9 or 31 and 3 4, the power to the machine remaining interrupted, as long as a short-circuit current of the order of milli-. amps persist.

Endelig muliggjør denne anordning øyeblikkelig trigging av kraftreleet i maskinen, uansett jordingstilstanden.. Så snart som en kortslutningsstrøm detekteres stopper maskinen og oper-atøren beskyttes mot mekaniske eller elektriske uhell. Finally, this device enables immediate triggering of the power relay in the machine, regardless of the grounding condition. As soon as a short-circuit current is detected, the machine stops and the operator is protected against mechanical or electrical accidents.

En mere utførlig variant av sikkerhets- og deteksjonsanordningen er vist i fig. 5. Triggerkretsen omfatter en forsterker med to transistorer 13 og 113, mens et justerbart poténsiometer 116 er plassert mellom basiskretsen om den første transistoren 13 og emitterkretsen av den andre transistoren 113. En "nøy-tral" terminal 101 kan også kobles til midtpunktet 4 av stjernen. A more elaborate variant of the safety and detection device is shown in fig. 5. The trigger circuit comprises an amplifier with two transistors 13 and 113, while an adjustable potentiometer 116 is placed between the base circuit of the first transistor 13 and the emitter circuit of the second transistor 113. A "neutral" terminal 101 can also be connected to the midpoint 4 of the star.

Potensialet ved punktet 6 påtrykkes basisen av den første transistoren, mens emitteren av den andre transistoren er koblet ved hjelp av kretsen 14 til terminalen 7. Kollekterkretsene 13c og 113c av de to transistorene i triggerkretsen er koblet til en terminal 118 av kraftreleet. Den andre terminalen 117 av dette rele R (eller bryteranordning) mottar den kontinuerlige overvåkningsspenningen. The potential at point 6 is applied to the base of the first transistor, while the emitter of the second transistor is connected by means of circuit 14 to terminal 7. The collector circuits 13c and 113c of the two transistors in the trigger circuit are connected to a terminal 118 of the power relay. The second terminal 117 of this relay R (or switch device) receives the continuous monitoring voltage.

Så snart som en potensialforskjell fremkommer mellom punktene As soon as a potential difference appears between the points

6 og 7 påtrykkes den terminalen 116a og 116b av potensiometeret 116. Basisstrommen reverserer polariteten i forsterk-ningstransistorene, hvilke blir ledende såsnart som denne basisstrøm når en verdi som kan justeres ved hjelp av potensiometeret 116. Overvåkningskretsen lukkes av indikatoren 12 koblet i parallell med avbruddsreleet R. 6 and 7, that terminal 116a and 116b is applied by the potentiometer 116. The base current reverses the polarity in the gain transistors, which become conductive as soon as this base current reaches a value that can be adjusted with the help of the potentiometer 116. The monitoring circuit is closed by the indicator 12 connected in parallel with the interruption relay R.

En variant er vist i fig. 6. Sikkerhets- og deteksjonsanordningen forblir uendret. På en annen side er koblingen av denne anordningen til den elektriske maskinen som skal overvåkes blitt modifisert. Lederne 14 og 114 er koblet til to motstående punkter i broen 111. Denne broen er koblet i parallell ved sine to andre punkter til en motstand 115 som har en stor verdi, hvis terminaler 115_a og 115b er koblet direkte til det felles punktet 4 for terminalene som skal kontrolleres og til jordlederen 8. Denne kobling gjor det mulig å frembringe en universell sikkerhetsanordning, dvs. en som er i stand til å kontrollere en'enkelt-fase.eller tre-fase vekselspennings-tilførsel, som har et innbyrdes punkt eller en kontinuerlig tilførsel* av hoy, lav eller gjennomsnittsspenning. A variant is shown in fig. 6. The safety and detection device remains unchanged. On the other hand, the connection of this device to the electrical machine to be monitored has been modified. The conductors 14 and 114 are connected to two opposite points of the bridge 111. This bridge is connected in parallel at its other two points to a resistance 115 having a large value, the terminals 115_a and 115b are connected directly to the common point 4 of the terminals to be controlled and to the earth conductor 8. This connection makes it possible to produce a universal safety device, i.e. one capable of controlling a single-phase or three-phase alternating voltage supply, having a mutual point or a continuous supply* of high, low or average voltage.

Denne konstruksjon er illustrert for tilfellet med et kontrollapparat som har en uavhengig tilførsel 112 (fig. 3). Denne kontrollanordning omfatter sikkerhetsanordningen 100 som dannes av overvåkningskretsen og deteksjonskretsen. Denne sikkerhetsanordning er koblet til koblingssystemet 110, hvor en av utgangene fra sistnevnte er jordet ved punktet 8 og den andre, 104, er koblet ved hjelp av en mellomliggende kontakt 120 This construction is illustrated for the case of a control apparatus having an independent supply 112 (Fig. 3). This control device comprises the safety device 100 which is formed by the monitoring circuit and the detection circuit. This safety device is connected to the switching system 110, where one of the outputs of the latter is grounded at point 8 and the other, 104, is connected by means of an intermediate contact 120

til en av terminalene 1, 2, 3, 101, lo2 og 103 koblet til det felles punkt 4. to one of the terminals 1, 2, 3, 101, lo2 and 103 connected to the common point 4.

Fig. 8 viser en utførelse av bryteranordningen R som innbe-fattes i krafttilførselkretsen. Fig. 8 shows an embodiment of the switch device R which is included in the power supply circuit.

En diac 121 som mates via en motstand 122 og en kontaktgiver A diac 121 which is fed via a resistor 122 and a contact sensor

123 styrer åpningen eller lukkingen av denne kretsen. Dette elektroniske elementet styrer en triac montert i krafttilførsels-kretsen. Når en isolasjonsfeil opptrer bevirker diac1 en 121 123 controls the opening or closing of this circuit. This electronic element controls a triac mounted in the power supply circuit. When an insulation fault occurs, diac1 causes a 121

•åpning av triac<1>en 124 og avbrytning av ladestromtilforselen •opening of triac<1>en 124 and interruption of the charging current supply

P (fig. 8). P (Fig. 8).

Fig. 9 er et detaljert diagram av en utførelse av et trigger-rele R som er tilveiebragt spesielt i et kontroll- og detek-sjohsapparat for, etter jording ved punktet 8, å være i stand til å kontrollere den gode isolasjonen for hver av terminalene 1, 2A 3, 101, 102 og 103, idet jordforbindelsen 8 ikke er i stand bil å bli jordet. Fig. 9 is a detailed diagram of an embodiment of a trigger relay R provided specifically in a control and detection apparatus to be able, after grounding at point 8, to check the good insulation of each of the terminals 1, 2A 3, 101, 102 and 103, as the earth connection 8 is not capable of being earthed.

Sikkerhetsanordingen ifolge oppfinnelsen kan tilpasses den elektriske kretsen for motorkjøretøyer. Overvåkningsspenningen frembringes direkte av batteriet 130 via et rele 131 og hensiktsmessig plasserte dioder 132, 133, 134 og 135 (fig. 10). The safety device according to the invention can be adapted to the electric circuit for motor vehicles. The monitoring voltage is produced directly by the battery 130 via a relay 131 and suitably placed diodes 132, 133, 134 and 135 (Fig. 10).

Når motoren plutselig forandrer sine driftstilstander (f.eks. ved hurtig akselerasjon under forbikjøring), er det kjent at en midlertidig ubalanse fremkommer mellom punktene _a og b. When the engine suddenly changes its operating conditions (e.g. during rapid acceleration during overtaking), it is known that a temporary imbalance appears between points _a and b.

Det samme er tilfelle når starteren opereres for å starte motoren. For å hindre uhensiktsmessig avbrudd forårsaket av sikkerhetsanordningen, er følgende blitt tilveiebragt: Et forsinkelsessystem som trigger utkoblingen kun hvis kortslutningen eller hvis isolasjonsfeilen er vedvarende, og en elektrisk tilførselssløyfe er tilveiebragt med en første kontakt 131 og en andre kontakt 13 7. The same is the case when the starter is operated to start the engine. To prevent inappropriate interruption caused by the safety device, the following has been provided: A delay system that triggers the disconnection only if the short circuit or if the insulation fault is persistent, and an electrical supply loop is provided with a first contact 131 and a second contact 13 7.

Operasjonen er som folger: The operation is as follows:

a) For starting holdes en tredje kontakt 136 som er plassert i basiskretsen for anordningen åpen. Strømmen går først gjennom sløyfen 138 i hvilken kontakten 131 eg 137 er lukket og dernest ved hjelp av dioden 132 og kretsen 139 mater releet R som starter kjøretøyet ; b) Så snart motoren har startet slippes kontakten 136 hvilken så kan lukke når en feil fremkommer mellom punktene _a og b; c) En vedvarende isolasjonsfeil ved punktet a eller b, eller mellom disse punkter, skaper en strom mellom feilpunktet og a) For starting, a third contact 136 which is placed in the base circuit of the device is kept open. The current first passes through the loop 138 in which the contacts 131 and 137 are closed and then with the help of the diode 132 and the circuit 139 feeds the relay R which starts the vehicle; b) As soon as the engine has started, contact 136 is released which can then close when an error occurs between points _a and b; c) A persistent insulation fault at point a or b, or between these points, creates a current between the fault point and

jord. Basiskretsen lukkes ved hjelp av kontakten 136 og en basisstrøm påtrykkes via en av diodene 134 eller 135 til transistorene 13 og 113, hvilke blir ledende. Detektorstrom-men passerer gjennom releet R, lukker kontakten 136, slik at de to polene i batteriet 130 er jordet ved punktet 8. Releet 131 i batterikretsen åpner. Den elektriske . tilførselen avbrytes. earth. The base circuit is closed by means of the contact 136 and a base current is applied via one of the diodes 134 or 135 to the transistors 13 and 113, which become conductive. The detector current passes through relay R, closing contact 136, so that the two poles of battery 130 are grounded at point 8. Relay 131 in the battery circuit opens. The electric . the supply is interrupted.

Oyeblikkelig trigging av en alarm ved hjelp av releet R blir vanligvis tilveiebragt, mens åpning av kontaktbryteren 131 finner sted kun etter en forsinkelse, hvilken skyldes f.eks. reaksjonstidene for kontaktene 131, 136 og 137. Denne forsinkelse forhindrer en utkobling som bevirkes av en ubalanse på grunn av midlertidige operasjonstilstander, mens den sikrer permanent sikkerhet under operasjonen. Således hindrer man en brå utkobling, hvilket kunné være farlig, f.eks. under den tid hvor man foretar en forbikjøringsmanøver. Immediate triggering of an alarm by means of the relay R is usually provided, while opening of the contact switch 131 takes place only after a delay, which is due to e.g. the reaction times of the contacts 131, 136 and 137. This delay prevents a disconnection caused by an imbalance due to temporary operating conditions, while ensuring permanent safety during operation. This prevents an abrupt disconnection, which could be dangerous, e.g. during the time when an overtaking maneuver is carried out.

I alle tilfellene reguleres følsomheten for detektoranordningen slik at den ikke er i stand til å bevirke en brå utkobling mens strømgeneratoren (eller dynamoen) for kjøretøyet opererer ved en operasjonshastighet som er større enn tomgangs-hastigheten. In all cases, the sensitivity of the detector device is regulated so that it is unable to cause an abrupt cut-off while the current generator (or alternator) of the vehicle is operating at an operating speed greater than idle speed.

Likeledes kan den universelle anordningen i fig. 6 anvendes ombord i et fly som er i luften. Apparatet er ikke koblet til jord og det er derfor ikke tale om noen brå utkobling av de elektriske og elektroniske alternerende eller kontinuerlige systemer. Enhver isolasjonsfeil mellom flykroppen og motoren på den ene side og kretsene under overvåkning på den annen side bevirker triggingen av en alarm som signalerer en feil som må utbedres før denne feil blir verre. Likewise, the universal device in fig. 6 is used on board an aircraft that is in the air. The device is not connected to earth and there is therefore no sudden disconnection of the electrical and electronic alternating or continuous systems. Any insulation failure between the fuselage and the engine on the one hand and the circuits under supervision on the other hand causes the triggering of an alarm which signals a fault that must be rectified before this fault becomes worse.

Fig. 11 viser en annen anvendelse som er spesielt beregnet for elektriske motorer som må operere med en høy strømstyrke, f.eks. i størrelsesorden 10 - flere titall ampere. Hver maskin 140 i et verksted blir kontinuerlig beskyttet av kraft-sikringer 141. Som det er tidligere sett er hver maskin 140 også utstyrt med en individuell sikkerhetsanordning 142 som beskytter brukeren mot isoleringsfeil. Fig. 11 shows another application which is particularly intended for electric motors which must operate with a high current strength, e.g. in the order of 10 - several tens of amperes. Each machine 140 in a workshop is continuously protected by power fuses 141. As previously seen, each machine 140 is also equipped with an individual safety device 142 which protects the user against insulation faults.

Det er kjent maskiner som opererer med en strømstyrke større enn 100 ampere.Sikringene (eller avbryterne) 141 er beregnet til å beskytte maskinen i tilfellet av en sann kortslutning, Machines are known which operate with a current greater than 100 amperes. The fuses (or circuit breakers) 141 are intended to protect the machine in the event of a true short circuit,

f.eks. mellom to av tilførselsfåsene. Men avbryterne blir ikke utløst hvis kortslutningen er "delvis". Man kunne således ha en kortslutningsstrøm i størrelsesorden 5-10 ampere. e.g. between two of the supply channels. But the breakers will not trip if the short circuit is "partial". One could thus have a short-circuit current of the order of 5-10 amperes.

Maskinen i seg selv forblir beskyttet, men operatøren utsettes The machine itself remains protected, but the operator is exposed

for faren ved å få et elektrisk støt. for the danger of receiving an electric shock.

Sikkerhetsanordningen 143 sikrer ifølge oppfinnelsen beskytt- According to the invention, the safety device 143 ensures protection

elsen av operatøren. 1^tilføres av kretsen i maskinen via sikringer 144 som smelter f.eks. ved 100 mA. the choice of the operator. 1^ is supplied by the circuit in the machine via fuses 144 which melt e.g. at 100 mA.

Når ingen feil (isolasjon, kortslutning) detekteres, er strom- When no fault (insulation, short circuit) is detected, the current

nen i sikringene 144 lik 0. Maskinen opererer normalt. Detektorkretsen 143 er inoperativ. nen in the fuses 144 equal to 0. The machine operates normally. The detector circuit 143 is inoperative.

En kortslutning mellom to faser, eller mellom en fase og jord A short circuit between two phases, or between a phase and earth

i maskinen, skaper en utledet strøm gjennom sikringene 144 in the machine, creates a leakage current through the fuses 144

mot detektoranordningen 143. Så snart som denne strøm blir farlig kuttes sikringene 144 og 145. Dette bevirker åpning av kontaktbryteren 146 i krafttilførselskretsen 143 og ut- against the detector device 143. As soon as this current becomes dangerous, the fuses 144 and 145 are cut. This causes the contact switch 146 in the power supply circuit 143 to open and out-

kutting av tilførselen til maskinen, eller trigging av en alarm 147. Operatøren er således beskyttet fra enhver elek- cutting off the supply to the machine, or triggering an alarm 147. The operator is thus protected from any electrical

trisk feil (dårlig isolasjon, kortslutning). Mens kraftav- critical fault (poor insulation, short circuit). While power de-

bryterne 141 er beregnet som en funksjon av lasten til den maskinen som anvendes, er' sikkerhetssikringene 144 uavhengige av maskinen idet deres eneste formål er å beskytte operatøren. the switches 141 are calculated as a function of the load of the machine being used, the safety fuses 144 are independent of the machine as their sole purpose is to protect the operator.

Claims

1. Safety device for detecting insulation faults for electrical equipment, comprising an electrical monitoring circuit which is permanently maintained at a continuous voltage, characterized in that this monitoring circuit is a power

circuit, where the voltage is applied to the terminals of a switch device which is controlled by a trigger circuit equipped with at least one transistor arranged to start conducting as soon as a potential difference occurs across the terminals of a resistor which has a high value and which is connected between the base circuit and the emitter circuit of the transistor, where this resistance is calculated so that the base current is practically equal to the short-circuit current that polarizes the transistor, which becomes conductive and remains conductive as long as the insulation fault lasts.

2. - Safety device as specified in claim 1, characterized in that an alarm indicator is connected in the power circuit, which is controlled by a monitoring bridge in which each branch comprises a diode, where the indicator or alarm is made up of e.g. a light or sound alarm.

3. Safety device as specified in claim 1, characterized in that the trigger circuit is formed on two of the electric equipment's electrical supply lines, so that when an insulation fault occurs between these two conductors, a leakage or short-circuit current is established, which is polarized through a rectifying connection and applied the base of the transistor to make the latter conductive, the detection of the fault being ensured regardless of the grounding condition of the apparatus.

4. Safety device as stated in one of the preceding claims, characterized in that the trigger circuit is provided with a first and second transistor arranged in the following manner: The base of the first transistor is first grounded and then connected to the emitter of the second transistor via a adjustable potentiometer, the emitter of the first transistor is connected to the base of the second transistor, the two collectors are connected to the same terminal of the switching device, so that there is thus an adjustable gain connection that makes it possible to regulate the intensity of the short-circuit current that triggers the switch device, to a specific value, where this intensity can be of the order of one milli-ampere.

5. Safety device as stated in one of the preceding claims, characterized in that the base and the emitter of the trigger circuit each comprise a diode, where these diodes rectify the alternations in the alternating short-circuit current to enable suitable polarization of the detector transistor or transistors which enable to detect an insulation fault or electrical anomaly on a machine supplied with alternating current.

6. Safety device as stated in one of the preceding claims, characterized in that the base current is provided by means of a circuit which is connected to the center point of a three-phase star connected supply, while the emitter circuit is connected first to an earth conductor in this supply and then to a terminal of the disconnection relay so that when an anomaly occurs the trigger circuit is polarized, becomes conductive and triggers the opening of the relay and disconnection of the machine power.

7. Safety device as stated in claim 5, characterized in that the transistorized trigger circuit is connected between two phase conductors of the three-phase supply, where the polarization of the transistor thus occurs due to an imbalance between the machine's phases.

8. Safety device as set forth in one of claims 1-5, characterized in that the transistorized circuit provided on a machine that is supplied with single-phase alternating current, where the transistor becomes conductive when an imbalance occurs between the two supply conductors, creates a potential shell at the terminals of the resistor which has a high value and which is connected in parallel with the transistorized device, connected between the base circuit (connected to the midpoint of the supply) and the emitter circuit (connected to a ground conductor or ground connection).

9. Safety and detection device as specified in one of claims 1-4, characterized in that the monitoring circuit is fed from the secondary windings of a transformer, independent of the machine to be monitored, where the frame of the machine is not connected to earth.

10. Device as stated in one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a triac which is controlled by the trigger circuit from a diac, where this switching eliminates any moving contact for the power circuit, which reduces the reaction time of the device at the time of detection of a short closing current, so that the device immediately cuts the power supply to the machine in order to protect the operator regardless of the grounding condition of the machine.

11. Device as specified in one of the claims in 1 - 4 or 9, characterized in that it is connected on the one hand to the supply circuit of the machine to be controlled and on the other hand to the earth conductor by means of a bridge where each branch of the bridge includes a diode and where this connection makes it possible to control both a three-phase or a single-phase alternating current supply as well as a direct current supply.

12. Safety device as specified in one of the preceding claims, characterized in that it comprises, in the power circuit, a further contact that can be connected to one or the other of the terminals to be checked, where these terminals are capable of being supplied with alternating current or direct current at variable voltages.

13. Device as stated in claim 1, characterized by the fact that it is connected directly to an electrical circuit which is supplied with direct current, where the monitoring voltage is thus provided by the current source, while the first terminal is connected via a relay to a first * terminal for the charging current circuit, while the trigger circuit is connected between the other terminal of the current source and the other terminal of the charging current circuit.

14. Safety device as specified in claims 1 and 7, characterized in that the base circuit. of the first transistor is connected to ground so that the presence of a short-circuit current reverses the polarity of the transistorized amplifier and disconnects the circuit for the current source to be controlled, this simplified switching enabling the battery circuit of a motor vehicle to be opened, an instant alarm and a delay of the relay allows permanent operation of the device.

15. Safety device as specified in one of claims 11 - 13, characterized in that it comprises, in the power circuit, an alarm that is triggered by an insulation fault, which makes it possible to detect this fault without disconnecting the circuit, so that the devices used on board a aircraft to detect any fault between the goods formed by the fuselage of the apparatus on the one hand and the electrical or electronic circuits supplied with alternating current or direct current on the other.

16. Safety device as set forth in one of claims 1-5, characterized in that it comprises a trigger hrets which is connected as a shunt on the supply conductors of a high-power machine, where intermediate fuses or circuit breakers determine a ceiling for the intensity of fault current passing through these, where exceeding this ceiling causes the opening of a relay for supply to the machine and/or the triggering of an alarm in order to protect the operator.