RU1484240C - Устройство дл защитного отключени в сети переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может использоватьс  в частности дл  защиты от поражени  электрическим током. Цель изобрете- ни  - повышение надежности защиты. При отсутствии утечки тока а защищаемой сети устройство дл  защитного отключени  работает s режиме самоконтрол  неисправности, который осуществл етс  следующим образом. Сигнал с импульсного выхода преобразовател  9 поступает на.дополнительный первичный провод датчика 1 тока утечки и наводит в его вторичной об- мотив импульсное напр жение повышенной частоты, которое через операционный усилитель 2 и первый выпр митель 3 поддерживает элемент НЕ 11 в состо нии логического О, поступающего на первый вход элемента ИЛИ 12. Пр моугольные импульсы повышенной частоты с выхода операционного усилител  2 поступают через согласующий каскад 5 на вход выпр мител  6, поддержива  сигнал на его выходе на уровне логического О, поступающего на второй вход элемента ИЛИ 12, который, таким образом, удерживает на своем выходе логический О, поступающий на вход мультивибратора 13, обеспечива  срыв генерации импульсов и, следовательно, закрытие ключа 14. Ток через катушку 16 отключени  при этом ограничиваетс  внутренним сопротивлением блока 7 питани . Выход из - стро  датчика 1 тока утечки, операционного усилител  2, фильтра 4 сигнала промышленной частоты, элементов НЕ 1 и ИЛИ 12, а также блока питани  (прекращение генерации высокочастотных импульсов преобразователем 9, короткое замыкание в элементах 8, 9, 10) приводит К увеличению тока, протекающего через катушку 16 отключени , вызывает отключение защищаемой сети. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может использоватьс  в частности цл  защиты от поражени  электрическим током.

Цель изобретений - повышение на дежности защиты.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства. -WHS9Устройство содержит датчик I тока утечки, операционный усилитель 2, первый выпр митель 3, фильтр 4 сигнала промышленной частоты, выполненный на согласующем каскаде 5 и втором выпр мителе 65 блок 7 питани , включающий в себ  третий выпр митель 8, импульсный преобразователь 9 со сгла3 1484240

живакщим фильтром и стабилизатор 10 напр жени , элемент НЕ И, элемент ИЛИ 12, мультивибратор 13, ключ 14 и коммутационный блок 15 содержащий катушку 16 отключени  и контактную группу.17.

Устройство работает следующим образом .

При включении коммутационного ю блока 15 (при замыкании контактной группы 17) с одной из фаз входной сети питающее напр жение поступает на вход третьего выпр мител  8 блока 7 питани . Выпр мленное напр жение с 15 выхода выпр мител  8 поступает на вход импульсного преобразовател  9 со сглаживающим фильтром, на импульс- , ном выходе которого (до сглаживающего фильтра) формируетс  последова- 20 тельность импульсов (сигнал самоконтрол ) с частотой следовани , равной, например, 2 кГц. С этого выхода импульсный сигнал поступает на дополнительный первичный провод датчика 1 25 тока утечки, а также на сглаживающий LC-фильтр дл  формировани  на другом выходе преобразовател  9 посто нного напр жени . Посто нное напр же- ниё с выхода преобразовател  9 посту- 30 пает ни стабилизатор 10 напр жени , обеспечивающий стабилизацию выходного посто нного напр жени  блока 7 питани , предназначенного дл  питани  электронной части устройства. ,ч При отсутствии утечки тока в защищаемой сети устройство дл  защитного отключени  работает в режиме самоконтрол  исправности. Самоконтроль устройства осуществл етс  следующим 40 образом. Сигнал с импульсного выхода преобразовател  9 поступает на допол- нительный первичный провод, -проход щий через центральное отверстие датчика 1 тока утечки, и наводит в его дс вторичной обмотке импульсное напр жение . С выхода датчика t импульсное- напр жение (сигнал самоконтрол ), поступает на одни из входов операционного усилител  2, на другой -вход которого поступает опорное (пороговое) напр жение Ео  , определ ющее уставку срабатывани  устройства дл  защитного отключени  по току утечки. Амплитуда импульсов сигнала самоконтрол  се превышает уровень порогового напр жени , поэтому на выходе операционного усилител  2 будет формироватьс  последовательность импульсов пр моуголь50

, 5 0 ч 0 с е

0

ной формы с амплитудой, близкой к уровню питающего напр жени . С выхода операционного усилител  импульсный сигнал поступает на вход первого выпр мител  3, на иыходе которого бу- дует формироватьс  посто нное напр жение , поддерживающее элемент НЕ 11 в состо нии логического О на его выходе. Импульсный сигнал самоконтрол  с выхода операционного усилител  2 поступает также на вход фильтра 4 сигнала промышленной частоты (на вход согласующего каскада 5). С выхода согласующего каскада 5 сигнал самоконтрол  поступает на РХОД выпр мител  6 сигнала промышленной частоты , параметры RC-фильтра которого выбраны таким образом, что уровень сигнала самоконтрол  с частотой, например , 2 кГц уменьшаетс  на выходе выделител  до уровн  логического О. Таким образом, при отсутствии утечки тока в защищаемой сети или при токе утечки, меньшем уставки срабатывани , на обоих входах элемента ИЛИ 12 будут поддерживатьс  уровни логических О, и на выходе элемента ИЛИ 12 б/дет также уровень логического О. Мультивибратор 13 при этом находитс  в режиме срыва генерации выходных ин- пульсов, и ключ 14 будет закрыт. По катушке 16 отключени  коммутационного блока 15 проходит ток, величина которого обусловлена внутренним сопротивлением блока 7 питани . Величина этого тока недостаточна дл  срабатывани  катушки 16 отключени , при этом контактна  группа 17 коммутационного блока 15 замкнута и обеспечивает поступление напр жени  сети с контактов АВСО на выходные контакты А В С О и далее на защищаемый участок сети. При неисправности датчика 1 тока утечки (обрыв или замыкание его вторичной обмотки), при неисправности операционного усилител  2 поступление импульсного сигнала самоконтрол  на вход выпр мител  3 прекратитс , уровень сигнала на его выходе уменьшитс  до нул , а уровень сигнала на выходе элемента НЕ 11 ста- с нет равным логической lrt. На выходе элемента ИЛИ 12 при этом по витс  уровень логической 1, что вызовет генерацию импульсов мультивибратором 13. Ключ J4 откроетс  и ток, протекающий по катушке 16 отключени , увеличитс , так как его величина уже

не будет ограничиватьс  внутренним гопротиплением б;юка питани , замкнутого накоротко ключом 14. Увеличение тока через катушку 16 отключени  вы- . зовет срабатывание коммутационного блока 15 (размыкание контактной группы 17) и отключение участка защищаемой сети, а также отключение самой катушки 16 отключени . При необходимости световой сигнализации об отключении участка защищаемой сети параллельно катушке 16 отключени  и контакту , обеспечивающему ее подключение к выходу ключа 14, может быть включен индикатор, например неонова  лампа с ограничивающим резистором. При неисправгости блока 7 питани  (обрывы, замыкани  элеме нтов в вьщр блока 15. Таким образом, ненгнрлг- ность импульсного преобрачо ател  9 и стабилизатора 10 напр жени  вызовет срабатывание ,устройства дл  защитного отключени . Короткое замыкание в выпр мителе 8 блока 7 питани  также вызовет срабатывание устройства и отключение защищаемой сети, так 10 как в этом случае катушка 16 отключени  оказываетс  подключенной к одной из фаз сети через короткоэамкнутый выпр митель 8 блока 7 питани . Неисп- равности блока 4, св занные с ухудше- 15 ниеЯ его фильтрующих свойств в отношении сигнала промышленной частоты и вызывающие превышение амплитуды сигнала самоконтрол  уровн  логической 1 на выходе элементе ИЛИ 12, вызы- мителе 8, преобразователе 9, стабили- 20 вают срабатывание устройства анало- заторе 10 напр жени ) формирование гичным образом. Кроме того, некото

импульсного сигнала самоконтрол  прекращаетс  вследствие изменени  потенциалов между анодом и катЧэдом тиристора в преобразователе 9. Напри- мер, замыкание (или обрыв) элементов выпр мител  8 вызывает либо отсутствие напр жени  на аноде Тиристора, либо повышение напр жени  пульсаций . При этом изменение разности потенциалов на электродах тиристора приводит к тому, что он либо закрыт, либо посто нно открыт, что вызывает срыв генерации импульсов самоконтрол . Аналогичное действие оказывает повреждение элементов по цепи катода тиристора. Дроссель во врем  генерации импульсов поддерживает ток в момент перехода через нулевой уровень разности потенциалов анод-катод тиристора , вызыва  закрытие тиристора при окончании формировани  импульса. Поэтому изменение его индуктивности при повреждении (пробой) также приводит к срыву генерации. К сры- ву генерации приводит и отказ самого тиристора в блоке преобразовател  9. При этом напр жение на выходе первого выпр мител  3 уменьшитс  до уровн  логического О, чт вызовет срабатывание катушки 16 отключени . Конденсатор сглаживающего фильтра, установленный на выходе импульсного преобразовател  9, выбран таким образом, что зар д, накопленный на нем, обеспечивает питание элементов НЕ 11, ИЛИ 12, мультивибратора 13 и ключа 14 на врем , необходимое дл  срабатывани  коммутационного

рые неисправности элемента ИЛИ 12, мультивибратора 13 ключа 14 и коммутационного блока 15 также вызывают

срабатывание устройства. Например, обрыв коллекторной кепи транзистора элемента ИЛИ 12 вызовет по вление логической I на выходе элемента, что приведет к срабатыванию устрой-

ства. Замыкание баз однопереходного транзистора в мультивибраторе 13 вызовет изменение потенциала управл ющего электрода тиристора от 0 до напр жени  питани , что вызовет переход

его в провод щее состо ние и срабатывание коммутационного блока 15. Пробой перехода эмиттер-база однопереходного транзистора вызовет разр д конденсатора в цепи эмиттера на управл ющий электрод тиристора, что также приведет к срабатыванию коммутационного блока 15.

Контроль обрыва катушки 16 отключени  коммутационного блока 15 может

осуществл тьс  путем включени  параллельно с ней последовательно соединенных неоновой лампы и токоограничи- вающего резистора (на чертеже не показаны ). При обрыве катушки б отключени  напр жение на ее концах превысит напр жение зажигани  неоновой лампы и она начнет светитьс , индициру  обрыв катушки 16. Таким образом,

Claims (1)

1. в предлагаемом устройстве осуществл етс  самоконтроль исправности датчика 1 тока утечки операционного усилител  2, блока 7 питани , частичный самоконтроль других элементов (блоков) устройства. Отключение эащиЩЯРМОЙ сети при возникновении в ней утечки тока на землю, превышающей устапку срабатывани , осуществл етс  следующим образом. Сигнал утечки тока с выхода датчика J поступает на один из входов операционного усилител , на выходе которого при этом будут формироватьс  импульсы частота следовани  которых равна промышленной частоте. На выходе выпр мител  6, RC-фильтр которого имеет большую посто нную времени и поэтому большое внутреннее сопротивление дл  сигнала промышленной частоты, выдел етс  сигнал с уровнем превышающим уровень логической 1. Уровень логической 1 поступит на выход элемента ИЛИ 12 и разрешит формирование серии им- пульсов на выходе мультивибратора 13. Ш вление импульсов на выходе мультивибратора 13 вызовет открывание ключа 14, срабатывание коммутационного блока 15 и отключение защищаемой сети . Согласующий каскад 5 предназначенный дл  согласовани  параметров операционного.усилител  2 и выпр мител  6, мохет быть выполнен по схеме эмиттерного повторител . Мультивибратор 13 выполнен на однопереходном транзисторе, при этом в устройстве предусмотрена возможность срыва генерации импульсов уровнем логического О, поступающего на Вход мультивибратора 13./ . Формула из о.б р е т е н и   Устройство дл  защитного отключени  в сети переменного тока, содержа

   щее датчик тока утечки с дополнительным первичным проводом, к вторичной обмотке которого подключен операцнон

   ный усилитель, выход которого позклго- , чен к входу первого выпр мител , ка- тугака отключени  н блок питани , иы- ход которого подключен к питающим входам элементов устройства, о т л и0 чающеес  тем, что, с целью повышение надежности защиты, в него дополнительно введены фильтр сигнала промышленной частоты, выполненный на последовательно соединенных согла5 сующем каскаде и втором выпр мителе, элемент НЕ, элемент ИЛИ, мультивибратор и ключ, а упом нутый блок питани  включает в себ  последовательно соединенные третий выпр митель, имб пульсный преобразователь со сглаживающим фильтром и стабилизатор напр - . жеии , причем выход операционного усилител  подключен к входу согласующего каскада, выход первого пр мител  через элемент НЕ подключен к первому входу элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход второго выпр мител , выход элемента ИЛИ подключен к входу мультивибрато- 0 ра, выход которого подключен к управл ющему входу ключа, импульсный выход импульсного лреобразовател  подключен к дополнительному первичному проводу датчика тока утечки,

   35 ключ и входы блока питани  соединены параллельно и включены в цепь Питани  катушки отключени .

   А в С О

   in1

   А В СО