RU2103982C1

RU2103982C1 - System of electrical connection of domestic appliances with main-line cutting-in and electric insulating connecting insert for it

Info

Publication number: RU2103982C1
Application number: RU96121143A
Authority: RU
Inventors: Владислав Алексеевич Родин
Original assignee: Владислав Алексеевич Родин
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1998-02-10

Abstract

FIELD: electrical engineering; medical and domestic equipment. SUBSTANCE: system has electric and mechanical assembly of domestic appliance with three lead-ins. First and second lead-ins are connected to phase and neutral wires of electric domestic mains. Third lead-in is connected to neutral wire through domestic appliance body. Connecting electric insulating insert consisting of two flanges is positioned at point of cutting into main pipe line. Hollow electric insulating member which contains dielectric is positioned between flanges and press-fitted to the latter. Length of electric insulating member is not less than length of dielectric breakdown area at voltage of at least 3750 V and frequency of 50 Hz. EFFECT: more effective connection system. 7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехническим системам защиты и может быть использовано для обеспечения безопасной эксплуатации различных бытовых и медицинских приборов, например газовых плит, нагревателей водяных и паровых ванн, финских бань и стиральных машин, имеющих врезку в домовые магистральные газо- и водоподводы и снабженных дополнительными электросистемами, например электроподжига газовых горелок. The invention relates to electrical protection systems and can be used to ensure the safe operation of various household and medical devices, for example gas stoves, heaters of water and steam baths, Finnish baths and washing machines, having an insert in the house gas and water mains and equipped with additional electrical systems, for example electric ignition of gas burners.

Известна и широко применяется в технике система защиты от токов утечки путем заземления корпуса электроприборов /1/. Аналогичная система защиты осуществляется в зарубежных странах при эксплуатации бытовой техники с дополнительными электросистемами. Known and widely used in technology, a system of protection against leakage currents by grounding the housing of electrical appliances / 1 /. A similar protection system is carried out in foreign countries when operating household appliances with additional electrical systems.

Однако при этом необходимо наличие в бытовой электропроводке третьего провода, так называемого защитного заземляющего провода, который отсутствует в бытовой электропроводке стран СНГ. However, this requires the presence of a third wire in the household wiring, the so-called protective grounding wire, which is absent in the household wiring of the CIS countries.

Известна система подключения электродов зажигания высокого напряжения бытовой газовой плиты с несколькими горелками /2/, в которой двухпроводная линия подведена к узлу поджига, включающему электрод зажигания, а сама горелка заземлена на корпус плиты. При этом в подводящих к газовой плите трубопроводах возможно возникновение токов перетечек при аварийном замыкании электрической системы на корпус. Однако в силу их кратковременности внешние газопроводы в местах подключения (врезки) не подвержены перегреву, который при длительном воздействии мог бы вызвать аварийную ситуацию. A known system for connecting high voltage ignition electrodes of a household gas stove with several burners / 2 /, in which a two-wire line is connected to the ignition unit, including an ignition electrode, and the burner itself is grounded to the stove body. Moreover, in the pipelines leading to the gas stove, leakage currents may occur during an emergency circuit of the electrical system to the housing. However, due to their short duration, external gas pipelines at the connection points (inset) are not subject to overheating, which could cause an emergency situation during prolonged exposure.

Известна система подключения регулирования водоподачи и климата в ванных комнатах /3/, в которой двухпроводная линия от источника напряжения подключена к ее электротехническому узлу, содержащему систему датчиков и регуляторов расхода, причем первый и второй выводы узла соединены с фазовым и нулевым электропроводами, а третий вывод подведен к магистральному водопроводу простой намоткой на трубы. Данная система рассмотрена в качестве прототипа предлагаемой системы электротехнического подключения. A known connection system for controlling water supply and climate in bathrooms / 3 /, in which a two-wire line from a voltage source is connected to its electrical component, comprising a system of sensors and flow regulators, the first and second conclusions of the node are connected to phase and zero electric wires, and the third terminal It is connected to the main water supply system by simple winding on pipes. This system is considered as a prototype of the proposed electrical connection system.

Все перечисленные системы не могут быть использованы при необходимости подключения бытовых приборов, рассчитанных на наличие нулевого защитного провода ( в основном импортного производства ), к бытовой отечественной электропроводке, так как необратимо возникающие при этом токи перетечки в защитном проводе и на участке подключения газа или воды от магистрального трубопровода вызывают в них неконтролируемое тепловыделение с возможностью создания аварийной ситуации. All of these systems cannot be used if it is necessary to connect household appliances designed for the presence of a zero protective conductor (mainly imported) to domestic domestic wiring, since the leakage currents irreversibly arising from this in the protective conductor and at the gas or water connection from the main pipeline cause uncontrolled heat generation in them with the possibility of creating an emergency.

Следует отметить, что известны элементы оборудования для защиты от аварий, возникающих при возникновении напряжения в трубопроводах при утечке тока на землю. В основном в качестве этих элементов используются встраиваемые изолирующие муфты или отдельные участки трубопровода, устанавливаемые на магистральном трубопроводе /4/ и включающие детали из диэлектрика, однако они устанавливаются в высокорасходных магистралях (в основном стационарных), их подсоединение требует нескольких операций. It should be noted that the known elements of equipment for protection against accidents that occur when voltage occurs in the pipelines during current leakage to the ground. Mostly, these elements are built-in insulating couplings or individual sections of the pipeline installed on the main pipeline / 4 / and including parts made of dielectric, but they are installed in high-flow lines (mostly stationary), their connection requires several operations.

Известна также электроизолирующая трубная соединительная муфта в домовых вводах /5/, состоящая из двух металлических фланцев, между которыми размещен полый электроизолирующий элемент в виде уплотнительного изолирующего кольца, залитого эпоксидной смолой. Муфта используется при подключении бытовых газовых плит всего дома, однако при эксплуатации возможны трудности с ее разборкой при появлении металлических соединений газовых труб с водяными, которые, в свою очередь, имеют соединение с нулевым проводом; муфту нельзя использовать при подключении оборудования с гибкими подводами, кроме того толщина электроизоляции не рассчитана на возможные перетечки токов. Известная электроизолирующая муфта рассмотрена в изобретении, как прототип соединительной вставки. Also known is an electrical insulating pipe coupling in the house inlets / 5 /, consisting of two metal flanges between which a hollow electrical insulating element is placed in the form of a sealing insulating ring filled with epoxy resin. The clutch is used when connecting household gas stoves to the entire house, however, during operation, it may be difficult to disassemble it when metal connections of gas pipes with water appear, which, in turn, have a connection to the neutral wire; the coupling cannot be used when connecting equipment with flexible leads, in addition, the thickness of the electrical insulation is not designed for possible overflow of currents. Known electrical insulating sleeve is considered in the invention as a prototype of the connecting insert.

Целью изобретения является создание безаварийной системы электротехнического подключения бытовых газо- или водоприборов, рассчитанных на трехпроводную электробытовую проводку к стандартной внутриквартирной двухпроводной электропроводке; исключение неконтролируемого тепловыделения от токов утечки в местах подвода к магистральному трубопроводу и по защитным нулевым проводам; осуществление возможности безопасного электротехнического подключения бытовых приборов жесткими и гибкими подводами. The aim of the invention is the creation of a trouble-free system for electrotechnical connection of household gas or water appliances, designed for three-wire electrical wiring to a standard in-house two-wire wiring; the exclusion of uncontrolled heat from leakage currents at the points of supply to the main pipeline and through protective neutral wires; the implementation of the possibility of safe electrical connection of household appliances with rigid and flexible leads.

Изобретение позволяет также подключать бытовые приборы к трубопроводам без дополнительных операций. The invention also allows the connection of household appliances to pipelines without additional operations.

Поставленная цель достигается тем, что в системе электротехнического подключения бытовых приборов с магистральными врезками, содержащей электротехнический узел бытового прибора с тремя вводами, первый и второй вводы которого соединены с фазовым и нулевым проводами электробытовой сети, третий ввод через корпус бытового прибора также подключен к нулевому проводу, а на врезке бытового прибора к магистральному трубопроводу установлена электроизолирующая соединительная вставка. This goal is achieved by the fact that in the electrical connection system of household appliances with trunk connections, containing the electrical assembly of the household appliance with three inputs, the first and second inputs of which are connected to the phase and neutral wires of the household electrical network, the third input through the housing of the household appliance is also connected to the neutral wire and on the inset of the household appliance to the main pipeline an electrically insulating connecting insert is installed.

В свою очередь в электроизолирующей соединительной вставке, состоящей из входного и выходного фланцев, между которыми размещен полый электроизолирующий элемент, содержащий диэлектрик, этот элемент укреплен на фланцах опрессовыванием, а его длина между соседними торцами фланцев составляет величину, не менее длины пробоя диэлектрика при напряжении не менее 3750 В, частотой 50 Гц. In turn, in an electrically insulating connecting insert consisting of an inlet and outlet flanges, between which a hollow electrically insulating element containing a dielectric is placed, this element is fixed by crimping on the flanges, and its length between adjacent ends of the flanges is no less than the breakdown length of the dielectric when the voltage is not less than 3750 V, frequency 50 Hz.

Кроме этого поставленная задача решается тем, что электроизолирующий элемент целиком выполнен из диэлектрика, например полипропилена или этилена. In addition, the task is solved in that the insulating element is entirely made of a dielectric, for example polypropylene or ethylene.

Также фланцы могут быть выполнены заедино с электроизолирующим элементом, из диэлектрика. Also, the flanges can be made integrally with an insulating element made of a dielectric.

Для облегчения подсоединения подводов бытового прибора к трубопроводу на фланцах вставки нанесена резьба. To facilitate the connection of the supply leads of the household appliance to the pipeline, threads are applied on the flanges of the insert.

Электроизолирующий элемент может быть выполнен составным, например из диэлектрических втулок и отрезка гибкого оплетенного резинового трубопровода между ними. The insulating element can be made composite, for example, from dielectric bushings and a segment of flexible braided rubber pipe between them.

Приведенные решения поставленных задач позволяют устранить опасность возникновения аварийных ситуаций, особенно для газовых приборов, за счет исключения токов утечки в магистральные домовые трубопроводы. The above solutions to the problems posed allow eliminating the risk of emergency situations, especially for gas appliances, by eliminating leakage currents into main house pipelines.

Из теории трехфазного тока известно, что при равенстве амплитуд ЭДС

(фиг. 1) и одинаковых сопротивлениях в фазах, токи

также равны по величине и сдвинуты относительно друг друга на одну треть периода, образуя так называемый трехфазный ток /6/. Сумма этих токов в любой момент времени при симметричном режиме работы равна нулю, поэтому ток в нулевом проводе не протекает и от него можно отказаться. На практике симметричный режим работы 3-фазной сети не выполняется из-за неравномерной нагрузки в фазах (Z_1.1...Z_n.3 - нагрузки потребителей в квартирах), неравенства величин ЭДС, отсутствия из-за размыкания одной из фаз, также из-за несимметричного короткого замыкания, например между двумя фазами или фазой и нулем, и целого ряда аналогичных причин. В результате в бытовой сети возникает напряжение смещения между нулевой точкой "0" на трансформаторной подстанции (ТП) и нулевыми точками потребителей в этажных распределительных щитах (0₁,... 0_n), что приводит к появлению значительных переточек токов в нулевых проводниках.From the theory of three-phase current it is known that with equal amplitudes of the EMF

(Fig. 1) and the same resistances in phases, currents

also equal in magnitude and shifted relative to each other by one third of the period, forming the so-called three-phase current / 6 /. The sum of these currents at any time with a symmetrical mode of operation is zero, so the current in the neutral wire does not flow and can be abandoned. In practice, the symmetrical mode of operation of the 3-phase network is not performed due to the uneven load in the phases (Z _1.1 ... Z _n.3 - load of consumers in apartments), the inequality of the EMF values, the absence due to the opening of one of the phases, also from due to an asymmetric short circuit, for example between two phases or a phase and zero, and a number of similar reasons. As a result, a bias voltage arises in the household network between the zero point "0" at the transformer substation (TP) and the consumer zero points in the floor distribution boards (0 ₁ , ... 0 _n ), which leads to the appearance of significant current crossings in the neutral conductors.

Узловое напряжение (напряжение смещения) между нулевыми точками "0" и "0₁" может быть оценено по следующему соотношению:

где Y_A+Y_B+Y_C+Y_N - проводимости соответствующих ветвей. В симметричной трехфазной цепи Y_A=Y_B=Y_C, и, при

, узловое напряжение U_0-01=0 . При этом токи переточек не возникают.The node voltage (bias voltage) between the zero points "0" and "0 ₁ " can be estimated by the following ratio:

where Y _A + Y _B + Y _C + Y _N is the conductivity of the corresponding branches. In a symmetric three-phase circuit, Y _A = Y _B = Y _C , and, when

, the node voltage U _0-01 = 0. In this case, re-currents do not occur.

Современная бытовая техника, имеющая электротехнические узлы, в соответствии с правилами устройств электроустановок (ПУЭ) должна быть занулена отдельным защитным проводом от групповых распределительных электрощитов (на этажах). При этом, при подключении бытового прибора, одновременно соединенного с магистральными газо- или водоподводами и имеющего три ввода, создается параллельная цепь протекания тока от нулевого вывода электрощитка через провод защитного зануления корпуса бытового прибора, его врезку (шланг или трубопровод) в магистральный домовой трубопровод (газовый или водяной). Значительные токи, протекающие по этой цепи, могут привести к возникновению искрения и перегреву во врезках, защитном нулевом проводе и возникновению пожароопасной, особенно в газопроводах, ситуации. Modern household appliances with electrical components, in accordance with the rules of electrical installations (PUE) must be nullified by a separate protective wire from group distribution electrical panels (on floors). In this case, when connecting a household appliance that is simultaneously connected to gas or water mains and has three inputs, a parallel current flow circuit is created from the zero terminal of the electrical panel through the protective grounding wire of the household appliance body, its insert (hose or pipeline) into the main home pipeline ( gas or water). Significant currents flowing along this circuit can lead to arcing and overheating in the insets, protective neutral wire and a fire hazardous situation, especially in gas pipelines.

На фиг. 1 изображена схема подключения бытовых потребителей; на фиг. 2 - система электротехнического подключения бытовых приборов с тремя вводами и магистральными вставками к бытовой двухпроводной сети; на фиг. 3 - электроизолирующая соединительная вставка; на фиг.4 а, б варианты выполнения электроизолирующих соединительных вставок. In FIG. 1 shows a connection diagram for household consumers; in FIG. 2 - a system for electrotechnical connection of household appliances with three inputs and trunk inserts to a household two-wire network; in FIG. 3 - electrical insulating connecting insert; figure 4 a, b embodiments of electrical insulating connecting inserts.

Система электротехнического подключения бытовых приборов с магистральными врезками включает электротехнический узел 2 бытового прибора 1 (фиг.2), первый ввод узла соединен фазовым проводом 4 с соответствующим вводом электрощита 10 на этаже, второй ввод соединен нулевым проводом 5 с нулевым вводом электрощита 10. Третий ввод через корпус 3 подключен к нулевому защитному проводу 6 и нулевому вводу электрощита 10. Бытовой прибор 1 имеет врезку 8 к магистральному домовому трубопроводу 9. Бытовым прибором может быть газовая плита, нагреватель или стиральная машина, а трубопровод - газовым или водяным. На врезке установлена электроизолирующая соединительная вставка 7. The system of electrical connection of household appliances with main insets includes an electrical assembly 2 of a household appliance 1 (Fig. 2), the first input of the assembly is connected by a phase wire 4 to the corresponding input of the electrical panel 10 on the floor, the second input is connected by the neutral wire 5 to the zero input of the electrical panel 10. Third input through the housing 3 it is connected to the neutral protective wire 6 and the zero input of the electrical panel 10. The household appliance 1 has an insert 8 to the main home piping 9. The household appliance can be a gas stove, heater or eral machine, a conduit - gas or water. An insulating connecting insert 7 is installed on the inset.

Электроизолирующая соединительная вставка (фиг. 3, 4) состоит из входного и выходного фланцев 1, 2 и полого электроизолирующего элемента 3, выполненного полностью из диэлектрика (фиг. 3, 4а), например полипропилена (этилена), или составного с диэлектрическими втулками 4, 5 (фиг.4б) и отрезка гибкого резинового трубопровода в металлической оплетке 6 между ними. Электроизолирующий элемент 3 спрессовывается на фланцах при выполнении его составным электроизоляционная втулка обжата между фланцем и трубопроводом. Причем фланцы могут оканчиваться или штуцером, или накидной гайкой для удобства стыковки с магистральными трубопроводами и бытовой техникой. The electrically insulating connecting insert (Fig. 3, 4) consists of the inlet and outlet flanges 1, 2 and the hollow electrically insulating element 3, made entirely of a dielectric (Fig. 3, 4a), for example polypropylene (ethylene), or composite with dielectric bushings 4, 5 (figb) and a piece of flexible rubber pipe in a metal braid 6 between them. The insulating element 3 is pressed onto the flanges when it is made integral, the insulating sleeve is compressed between the flange and the pipeline. Moreover, the flanges can end with either a fitting or a union nut for the convenience of connecting with trunk pipelines and household appliances.

Подобное выполнение вставки позволяет свободно перемещать бытовой прибор относительно трубопровода. Such an insertion allows you to freely move the household appliance relative to the pipeline.

Назначение электроизоляционной вставки может быть полностью реализовано только при соблюдении определенной длины электроизолирующего элемента, исключающей возможный пробой. На основании оценочных расчетов, требований ГОСТов и пробных замеров было определено, что длина изолятора между фланцами должна составлять не менее длины пробоя диэлектрика при испытательном напряжении не менее 3750 В, частотой 50 Гц. The purpose of the insulating insert can be fully realized only if a certain length of the insulating element is observed, eliminating possible breakdown. Based on estimates, GOST requirements and test measurements, it was determined that the length of the insulator between the flanges should be at least the dielectric breakdown length at a test voltage of at least 3750 V, frequency 50 Hz.

Собранная система включается в работу при использовании потребителем электротехнического узла бытового прибора, которым может быть система электроподжига газовой плиты или система управления стиральной машиной. The assembled system is included in the operation when the consumer uses the electrical assembly of the household appliance, which may be a gas stove electric ignition system or a washing machine control system.

Использование подобной системы подключения и ее составляющей электроизоляционной вставки позволяет исключить возможные аварийные ситуации с бытовой техникой, неадаптированной к существующим бытовым электросетям. The use of such a connection system and its component electrical insulating insert eliminates possible emergency situations with household appliances that are not adapted to existing household electrical networks.

Источники информации
1. Электроприборы бытовые. Общие технические условия. ГОСТ 14087-80 (ст. СЭВ 1110-78).Sources of information
1. Household appliances. General specifications. GOST 14087-80 (Art. CMEA 1110-78).

2. ЕР, N 0033700, кл. F 24 С 3/10, 1981. 2. EP, N 0033700, cl. F 24 C 3/10, 1981.

3. FR, N 2712375, кл. F 17 D 5/00, 1993, (прототип). 3. FR, N 2712375, cl. F 17 D 5/00, 1993, (prototype).

4. GB N 2190444, кл. F 16 L 25/02, 1987. 4. GB N 2190444, cl. F 16 L 25/02, 1987.

5. DE, N 1625987, кл. F 16 L 25/00, 1970, (прототип). 5. DE, N 1625987, cl. F 16 L 25/00, 1970, (prototype).

6. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. М.: Энергия, 1969, с. 150-157. 6. Atabekov G.I. Fundamentals of circuit theory. M .: Energy, 1969, p. 150-157.

Claims

1. A system for electrotechnical connection of household appliances with trunk connections, comprising an electrical assembly of a household appliance with three inputs, the first and second inputs of which are connected to the phase and zero wires of the electrical household network, characterized in that the third input through the housing of the household appliance is also connected to the zero wire, and an insulating connecting insert is installed on the inset to the main pipeline.

2. An insulating connecting insert for a system for electrically connecting household appliances with main insets, consisting of an input and an output flange, between which a hollow electrical insulating element containing a dielectric is located, characterized in that the electrical insulating element is mounted on the flanges by crimping, and its length between adjacent ends flanges is not less than the breakdown length of the dielectric with a voltage of at least 3850 V and a frequency of 50 Hz.

3. The insert according to claim 2, characterized in that a thread is made at opposite ends of the flanges.

4. The insert according to claim 3, characterized in that the insulating element is made of a dielectric, for example polypropylene or ethylene.

5. The insert according to claim 4, characterized in that the flanges are made of a dielectric at the same time with an electrically insulating element.

6. The insert according to claim 2, characterized in that the insulating element is made integral.

7. The insert according to claim 6, characterized in that the insulating element consists of dielectric bushings and a piece of flexible pipe in a metal braid between them.