Pierwszenstwo: Opublikowano: 25. JX. 1969 58274 Ki. 21 c, 68/70 MKP H 02 h cfMUs Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Andrzej Kmiec, dr inz. Marek Ja- czewski Wlasciciel patentu: Instytut Energetyki, Warszawa (Polska) Wylacznik ochronny róznicowy, dzialajacy równiez przy przerwie w przewodzie zerowym zasilajacym Przedmiotem wynalazku jest wylacznik ochron¬ ny róznicowy niskiego napiecia, wedlug patentu nr 47997 zapobiegajacy porazeniom pradem elek¬ trycznym ludzi i zwierzat w przypadkach zetknie¬ cia sie z przewodami pod napieciem lub uszkodzen instalacji i urzadzen niskiego napiecia, reagujacy na zwarcia, przeciazenia oraz zwiekszony prad uplywu instalacji i wylaczajacy instalacje w przy¬ padku przerwy w przewodzie zerowym zasila¬ jacym.Sposób dzialania wylaczników ochronnych róz¬ nicowych jest znany od dawna i polega na porów¬ naniu za pomoca transformatora róznicowego pra¬ dów plynacych przewodami zasilajacymi odbior¬ nik lub instalacje elektryczna. Jezeli suma wek¬ torowa tych pradów przekroczy wartosc rozru¬ chowa nastepuje wylaczenie odbiornika lub calej instalacji spod napiecia.W wiekszosci dotychczasowych rozwiazan wy¬ laczników ochronnych róznicowych sa stosowane uklady wzmacniajace bardzo slaby impuls pocho¬ dzacy z transformatora róznicowego w celu uzy¬ skania odpowiednio silnego impulsu wystarcza¬ jacego do wyzwolenia elementu wylaczajacego wylacznika. W takich rozwiazaniach uklady wzmacniajace budowane sa z elementów pólprze¬ wodnikowych lub lamp gazowanych i zasilane po¬ srednio lub bezposrednio napieciem chronionej instalacji.Wada tych wylaczników jest to, ze nie spel- 10 15 20 25 30 niaja one swoich zadan ochronnych w przypadku przerwy w przewodzie zerowym przed miejscem zainstalowania wylacznika. Znane sa wprawdzie wylaczniki nie posiadajace tej wady, w których zamiast tradycyjnych ukladów wzmacniajacych zastosowano przekaznik spolaryzowany o malym poborze mocy dzialajacy mechanicznie na wyzwo¬ lenie lacznika. Okazaly sie one jednak zawodne z powodu korodowania niezwykle precyzyjnych elementów przekaznika. Inne rozwiazanie wylacz¬ ników ochronnych róznicowych polega na zasto¬ sowaniu ukladu pólprzewodnikowego, wedlug pa¬ tentu glównego, w którym energia potrzebna do wyzwolenia lacznika jest gromadzona w konden¬ satorze tylko za posrednictwem transformatora róznicowego.Wada tego rozwiazania jest stosunkowo niska czulosc i dlugi czas wlasny wylaczenia.Celem niniejszego wynalazku jest zrealizowanie konstrukcji wylacznika róznicowego ochronnego nie zawierajacego wyzej wymienionych wad.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie w wylaczniku ukladu, w którym energia potrzebna do wyzwolenia lacznika za posrednictwem cewki wyzwalajacej jest gromadzona w kondensatorze zasilanym napieciem sieci poprzez opornik i diode pólprzewodnikowa, oraz przez zastosowanie prze¬ kaznika pomocniczego, zasilanego napieciem z sieci, którego styki w przypadku zaniku napiecia po¬ woduja zamkniecie obwodu rozladowania kon- 58 2743 58 274 4 densatora poprzez cewke wyzwalajaca i wylacze¬ nie chronionej instalacji spod napiecia.Przedmiot wynalazku jest .przedstawiony w przy¬ kladzie zastosowania na rysunku, ilustrujacym schemat polaczen elektrycznych ukladu wylacz¬ nika.Wylacznik zawiera styki glówne 1 otwierane pod dzialaniem elementu termiczno-elektromagnetycz- nego 2 lub cewke wyzwalajaca 3, oraz zestawu róznicowego skladajacego sie z transformatora róznicowego 4, kondensatora 5, tyrystora 6, poten¬ cjometru 7, diody Zenera 8, diody pólprzewodniko¬ wej 9, opornika 10 oraz' przekaznika pomocni¬ czego 11.Na rysunku przewód fazowy instalacji oznaczono x-x, a przewód zerowy o-o.W przypadku zwarcia lub przeciazenia w insta¬ lacji styki glówne 1 lacznika otwierane sa pod wplywem dzialania znanego elementu termiczno- -elektromagnetycznego 2. W* przypadku zas wzro¬ stu uplywu pradu doziemnego ponad wartosc roz¬ ruchowa nastepuje otwarcie styków 1 za posred¬ nictwem transformatora róznicowego 4, którego impulsy powoduja zadzialanie tyrystora 6, rozla¬ dowanie sie kondensatora 5 w obwodzie z cewka wyzwalajaca 3 i w rezultacie otwarcie styków glównych 1.W przypadku zaniku napiecia na zaciskach x-o, na przyklad przy przerwie w przewodzie zero¬ wym, zostaje odwzbudzony przekaznik pomocni¬ czy 11, którego zamykajace sie styki powoduja 10 15 25 30 rozladowanie kondensatora 5 i wylaczenie chro¬ nionej instalacji spod napiecia. Dioda Zenera 8 przylaczona pomiedzy emiterem i baza tranzystora zapobiega zniszczeniu tyrystora pod wplywem du- zycji impulsów, które wystepuja w przypadku zwarc doziemnych chronionej instalacji. Potencjo¬ metr 7 w obwodzie bazy tyrystora umozliwia re¬ gulacje czulosci ukladu.Uklad ten zapewnia wysoka czulosc na prady uplywu, niezawodnosc szybkiego dzialania, a po¬ nadto nie posiada wady wylaczników ochronnych, w których stosuje sie zasilanie ukladów wzmac¬ niajacych napieciem chronionej instalacji. PLPreference: Published: 25. JX. 1969 58274 Ki. 21 c, 68/70 MKP H 02 h cfMUs Inventors: Andrzej Kmiec, M.Sc., Marek Jaczewski, Ph.D. Patent proprietor: Instytut Energetyki, Warsaw (Poland) A differential protective switch, operating also in the event of a break in the neutral wire supplying the Object The invention is a low voltage differential circuit breaker, according to patent No. 47997, preventing electrocution of people and animals in the event of contact with live conductors or damage to low voltage installations and devices, reacting to short circuits, overloads and increased leakage current The operation of differential circuit breakers has been known for a long time and consists in comparing, by means of a differential transformer, the currents flowing through the conductors supplying the receiver or the electrical installation. If the vector sum of these currents exceeds the starting value, the load or the entire installation is disconnected from the voltage. Most of the current solutions of differential protection switches are used to amplify the very weak impulse coming from the differential transformer in order to obtain a sufficiently strong a pulse sufficient to trip the tripping element of the circuit breaker. In such solutions, the amplifiers are built of semiconductor elements or gas-fired lamps and powered directly or indirectly by the voltage of the protected installation. The disadvantage of these switches is that they do not fulfill their protective tasks in the event of a break in the circuit. neutral conductor upstream of the circuit breaker installation site. Circuit breakers which do not have this disadvantage are known, in which, instead of traditional amplifying circuits, a polarized relay with low power consumption is used, which mechanically acts to release the switch. However, they turned out to be unreliable due to corrosion of extremely precise elements of the transmitter. Another solution of differential circuit breakers consists in the use of a semiconductor system, according to the main patent, in which the energy needed to release the switch is stored in the capacitor only via a differential transformer. The disadvantage of this solution is relatively low sensitivity and long time. The purpose of the present invention is to realize a construction of a differential circuit breaker that does not contain the above-mentioned drawbacks. This objective has been achieved by the use of a circuit in the circuit breaker in which the energy needed to trip the switch via a tripping coil is stored in a capacitor supplied with the mains voltage through a resistor and a diode semiconductor, and by using an auxiliary relay, supplied with mains voltage, the contacts of which, in the event of a power failure, close the capacitor discharge circuit through the tripping coil and switching off the protected electrical installation The subject of the invention is presented in an example of application in the drawing illustrating the electrical connection diagram of the circuit breaker. The circuit breaker has main contacts 1 opened by the action of a thermal-electromagnetic element 2 or a trip coil 3, and a differential set consisting of from differential transformer 4, capacitor 5, thyristor 6, potentiometer 7, zener diode 8, semiconductor diode 9, resistor 10 and auxiliary relay 11. In the figure, the phase conductor of the installation is marked as xx and the neutral conductor is marked as O. In the event of a short circuit or overload in the installation, the main contacts 1 of the switch are opened under the influence of a known thermal-electromagnetic element 2. In the event of an increase in the earth current leakage above the start-up value, contacts 1 are opened via a differential transformer 4, the impulses of which cause the thyristor 6 to work, the discharge of capacitor 5 in the circuit with the coil triggers 3 and, as a result, opening the main contacts 1. In the event of a voltage loss on the terminals xo, for example with a break in the neutral conductor, the auxiliary relay 11 is de-energized, the closing contacts of which cause the discharge of the capacitor 5 and the switching off of the circuit ¬ installation under tension. The Zener diode 8 connected between the emitter and the base of the transistor prevents the destruction of the thyristor due to the large impulse that occurs in the case of earth faults in the protected installation. Potentiometer 7 in the circuit of the thyristor base allows for the regulation of the system's sensitivity. This system ensures high sensitivity to leakage currents, reliability of fast operation, and also does not have the disadvantage of protective switches, which use the power supply of the amplifiers with the voltage of the protected installation. . PL