RU2242071C1 - Supply mains disconnecting switch for overvoltage protection of loads - Google Patents
Supply mains disconnecting switch for overvoltage protection of loadsInfo
- Publication number
- RU2242071C1 RU2242071C1 RU2003126735/09A RU2003126735A RU2242071C1 RU 2242071 C1 RU2242071 C1 RU 2242071C1 RU 2003126735/09 A RU2003126735/09 A RU 2003126735/09A RU 2003126735 A RU2003126735 A RU 2003126735A RU 2242071 C1 RU2242071 C1 RU 2242071C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- relay
- electromagnetic relay
- power
- resistor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Relay Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области защиты электрических, в том числе и электронных, устройств от перенапряжения.The invention relates to the field of protection of electrical, including electronic, devices from overvoltage.
В ветренных районах страны, особенно в сельской местности, на воздушных линиях электропередачи случаются аварийные захлесты проводов, их касания и обрывы, из-за чего напряжение в сетях может повышаться с 220 до 380 В, что приводит к выходу из строя электрических и электронных устройств.In windy areas of the country, especially in rural areas, emergency overwhelms of wires occur on overhead power lines, their contact and breaks, due to which the voltage in the networks can increase from 220 to 380 V, which leads to failure of electrical and electronic devices.
В стационарных условиях, например при ремонтных работах или других непредвиденных случаях, может произойти отключение или обрыв нулевого провода. При этом два потребителя, подключенные к разным фазам, окажутся включенными последовательно к сети с напряжением 380 В.In stationary conditions, for example during repair work or other unforeseen cases, disconnection or breakage of the neutral wire may occur. In this case, two consumers connected to different phases will be connected in series to the network with a voltage of 380 V.
Если распределение последовательно включенных нагрузок окажется под длительно действующим перенапряжением, это может создать пожароопасную ситуацию, в том числе и в городских условиях.If the distribution of series-connected loads is under a long-acting overvoltage, this can create a fire hazard situation, including in urban conditions.
Известно устройство для защиты трехфазного потребителя от обрыва фазы (см. авт. свидетельство №1279009, Н 02 Н 7/08, 1984), содержащее электромагнитную систему с силовыми контактами, включенными между клеммами источника и потребителя, кнопки “Пуск” и “Стоп” и схему защиты на тиристоре.A device for protecting a three-phase consumer from phase failure (see auth. Certificate No. 1279009, N 02 H 7/08, 1984), containing an electromagnetic system with power contacts connected between the source and consumer terminals, the “Start” and “Stop” buttons and thyristor protection circuit.
К недостаткам известного устройства следует отнести то, что оно обеспечивает защиту от перенапряжения лишь при обрыве нулевого провода.The disadvantages of the known device include the fact that it provides overvoltage protection only when the neutral wire is broken.
Известно устройство защиты потребителя от перенапряжения (см. журнал “Радио” 1/89, статья В.Солоненко и Е.Алешина “Устройство защиты от повышения напряжения”, с.79), содержащее электромагнитное реле с силовыми контактами, используемое также в качестве порогового элемента, ограничительное сопротивление выполненное на резисторе повышенной мощности, диод и конденсатор.A device is known for consumer protection against overvoltage (see the journal “Radio” 1/89, article V. Solonenko and E. Aleshin “Device for protection against voltage increase”, p.79), containing an electromagnetic relay with power contacts, also used as a threshold element, limiting resistance made on a high-power resistor, diode and capacitor.
К недостаткам известного устройства следует отнести то, что устройство остается включенным в дежурном режиме. При этом резисторы перегреваются, что уменьшает надежность работы данной схемы защиты.The disadvantages of the known device include the fact that the device remains on in standby mode. In this case, the resistors overheat, which reduces the reliability of this protection circuit.
Предлагаемое техническое решение устраняет перечисленные выше недостатки и, кроме того, выполняет функции выключателя сети, то есть является выключателем сети с защитой от перенапряжения.The proposed technical solution eliminates the above disadvantages and, in addition, performs the functions of a network switch, that is, it is a network switch with overvoltage protection.
Кроме того, устройство может быть снабжено второй ступенью защиты, что повысит надежность его работы, так как в данном случае фактор надежности приобретает главное значение.In addition, the device can be equipped with a second stage of protection, which will increase the reliability of its operation, since in this case the reliability factor becomes of primary importance.
Технический результат достигается тем, что выключатель сети с защитой потребителя от перенапряжения, содержащий электромагнитное реле с силовыми контактами, входом подключенными к первой клемме питания, а выходом к первой клемме потребителя, вторую клемму питания, соединенную со второй клеммой потребителя, резистор, диод и конденсатор, дополнительно снабжен вторым электромагнитным реле, включенным последовательно с первым, кнопкой “Пуск”, механически соединенной с якорем первого электромагнитного реле через удлинитель, замыкающими контактами второго реле, подключенными к обмотке первого реле, причем резистор параллельно с конденсатором подключены к обмотке второго электромагнитного реле, а выход силовых контактов через анод диода и вторая клемма питания подключены соответственно к выводам последовательно соединенных первого и второго электромагнитных реле.The technical result is achieved in that the circuit breaker with consumer overvoltage protection, comprising an electromagnetic relay with power contacts connected to the first power terminal and an output to the first customer terminal, a second power terminal connected to the second consumer terminal, a resistor, a diode and a capacitor , is additionally equipped with a second electromagnetic relay, connected in series with the first, “Start” button, mechanically connected to the armature of the first electromagnetic relay through an extension cord, closing the contacts of the second relay connected to the winding of the first relay, and the resistor is connected in parallel with the capacitor to the winding of the second electromagnetic relay, and the output of the power contacts through the diode anode and the second power terminal are connected respectively to the terminals of the first and second electromagnetic relays connected in series.
При некотором усложнении схемы в устройство может быть включена вторая ступень защиты, при этом катод диода подключен к катоду тиристора, соединенного с первыми выводами резистора, конденсатора и переменного резистора, управляющим электродом подключенного к второму выводу резистора и аноду стабилитрона, катод которого подключен к второму выводу конденсатора и среднему выводу переменного резистора, второй вывод которого подключен к второй клемме питания, а анод тиристора подключен к средней точке последовательно соединенных первого и второго электромагнитных реле.With some complication of the circuit, a second stage of protection can be included in the device, while the cathode of the diode is connected to the cathode of the thyristor connected to the first terminals of the resistor, capacitor and variable resistor, the control electrode connected to the second terminal of the resistor and the anode of the zener diode, the cathode of which is connected to the second terminal capacitor and the middle terminal of a variable resistor, the second terminal of which is connected to the second power terminal, and the thyristor anode is connected to the midpoint of the first and second electromagnetic relay.
С целью развития конструкции устройства и расширения объема его использования, кнопка “Пуск”, механически соединенная с якорем первого электромагнитного реле, заменена кнопкой “Пуск”, снабженной двумя парами замыкающих электроконтактов, причем одна из них подсоединена параллельно обмотке второго электромагнитного реле, а другая одним контактом соединена с входом первой клеммы питания и другим - с анодом диода.In order to develop the design of the device and expand the scope of its use, the “Start” button, mechanically connected to the armature of the first electromagnetic relay, is replaced by the “Start” button, equipped with two pairs of make contact contacts, one of which is connected parallel to the winding of the second electromagnetic relay, and the other one the contact is connected to the input of the first power terminal and the other to the anode of the diode.
На чертеже представлена электрическая схема выключателя сети с защитой потребителя от перенапряжения, включающая дополнения по дальнейшему развитию предложенного технического решения.The drawing shows a circuit diagram of a network switch with consumer protection against overvoltage, including additions to the further development of the proposed technical solution.
Выключатель сети с защитой потребителя от перенапряжения содержит клеммы питания 1, кнопку “Пуск” - 2, силовые контакты - 3 первого электромагнитного реле - 4, диод - 5, клеммы потребителя - 6, второе электромагнитное реле - 7, резистор - 8, конденсатор - 9, замыкающий контакт второго реле - 10, тиристор - 11, стабилитрон - 12, переменный резистор - 13, конденсатор - 14, резистор - 15 и вторую кнопку “Пуск” - 16.The network switch with consumer overvoltage protection contains power terminals 1, the “Start” button - 2, power contacts - 3 of the first electromagnetic relay - 4, diode - 5, consumer terminals - 6, the second electromagnetic relay - 7, resistor - 8, capacitor - 9, the make contact of the second relay - 10, thyristor - 11, zener diode - 12, variable resistor - 13, capacitor - 14, resistor - 15 and the second “Start” button - 16.
Кнопка “Пуск” 2 механически соединена с якорем первого электромагнитного реле 4 через удлинитель (конструкция не показана). Путем нажатия через кнопку “Пуск” и удлинитель на якорь электромагнитного реле происходит его срабатывание и самоподхват.The “Start” button 2 is mechanically connected to the armature of the first electromagnetic relay 4 through an extension cord (design not shown). By pressing the “Start” button and extension cord to the anchor of the electromagnetic relay, it triggers and self-pickup.
Второе электромагнитное реле 7 выполняет роль порогового элемента и срабатывает от заранее заданного уровня напряжения сети переменного тока.The second electromagnetic relay 7 acts as a threshold element and is triggered by a predetermined AC voltage level.
Диод 5, резистор 8, конденсатор 9 обеспечивают режим срабатывания второго электромагнитного реле 7. Резистор 8 шунтирует обмотку реле и устанавливает уровень его срабатывания. Диод 5 и конденсатор 9 способствуют уменьшению и сглаживанию пульсаций якоря второго электромагнитного реле 7.Diode 5, resistor 8, capacitor 9 provide the operation mode of the second electromagnetic relay 7. Resistor 8 shunts the relay winding and sets the level of its operation. Diode 5 and capacitor 9 contribute to the reduction and smoothing of the pulsations of the armature of the second electromagnetic relay 7.
Замыкающий контакт второго электромагнитного реле 10 при срабатывании замыкает обмотку первого электромагнитного реле 4, вследствие чего ток через обмотку второго электромагнитного реле 7 на время переключения контактов увеличивается.When activated, the second contact of the second electromagnetic relay 10 closes the winding of the first electromagnetic relay 4, as a result of which the current through the winding of the second electromagnetic relay 7 increases during the switching of contacts.
Такая положительная обратная связь обеспечивает четкое срабатывание второго реле 7 и соответственно обесточивание и отпускание первого реле 4.This positive feedback provides a clear operation of the second relay 7 and, accordingly, de-energizing and releasing the first relay 4.
Так как при нажатии кнопки “Пуск” через второе электромагнитное реле 7 протекает ток, на якорь реле 7 начинает действовать постоянная сила, направленная в сторону его срабатывания, что уменьшает зону неоднозначности релейной характеристики и обеспечивает более стабильный порог срабатывания реле 7.Since when the “Start” button is pressed through the second electromagnetic relay 7, current flows, a constant force begins to act on the armature of the relay 7, which is directed towards its operation, which reduces the ambiguity zone of the relay characteristic and provides a more stable threshold for the operation of the relay 7.
Через резистор 8, подключенный параллельно обмотке реле 7, течет ток в 3-4 раза меньшей величины, чем в случае приведенного выше прототипа, что обеспечивает работу резистора 8 без перегрева. Обмотки первого и второго электромагнитных реле 4 и 7 образуют делитель напряжения, с которого выпрямленное однополупериодное напряжение сети подается на анод и катод тиристора 11 и на делитель напряжения, образованный переменным резистором 13, которым регулируется открытие тиристора 11 при различных заданных напряжениях сети.Through a resistor 8, connected in parallel with the coil of relay 7, current flows 3-4 times less than in the case of the above prototype, which ensures the operation of resistor 8 without overheating. The windings of the first and second electromagnetic relays 4 and 7 form a voltage divider, from which the rectified half-wave network voltage is supplied to the anode and cathode of the thyristor 11 and to the voltage divider formed by a variable resistor 13, which controls the opening of the thyristor 11 at various given network voltages.
При открытии тиристора 11 происходит шунтирование реле 4 и его отпускание. Стабилитрон 12 является пороговым элементом. При напряжении на стабилитроне выше напряжения стабилизации ток стабилитрона резко возрастает.When the thyristor 11 is opened, relay 4 is bypassed and released. Zener diode 12 is a threshold element. When the voltage at the zener diode is higher than the stabilization voltage, the current of the zener diode sharply increases.
Положительное напряжение снимается с переменного резистора 13 и накапливается на конденсаторе 14, который разряжается через стабилитрон 12, создавая на резисторе 6 положительное напряжение, воздействующее на управляющий электрод тиристора 11.The positive voltage is removed from the variable resistor 13 and accumulates on the capacitor 14, which is discharged through the zener diode 12, creating a positive voltage on the resistor 6, acting on the control electrode of the thyristor 11.
Второй кнопкой “Пуск” 16 устройство может быть включено без воздействия на кнопку “Пуск” 2.The second “Start” button 16, the device can be turned on without affecting the “Start” button 2.
Кнопка “Пуск” 16 имеет две пары электроконтактов. Одна пара замыкает обмотку второго электромагнитного реле 7, другая подает напряжение сети на анод диода.The “Start” button 16 has two pairs of electrical contacts. One pair closes the winding of the second electromagnetic relay 7, the other supplies the mains voltage to the anode of the diode.
Таким образом при нажатии второй кнопки “Пуск” 16 второе электромагнитное реле шунтируется накоротко, а на обмотку первого электромагнитного реле 4 через диод подается напряжение сети и реле 4 срабатывает.Thus, when the second “Start” button 16 is pressed, the second electromagnetic relay is short-circuited, and the mains voltage is applied to the winding of the first electromagnetic relay 4 through the diode and relay 4 is activated.
Вторую кнопку “Пуск” 16 целесообразно использовать в комплекте с электромагнитными реле (первыми), имеющими закрытые группы контактов, а кнопку “Пуск” 2 - в комплекте с электромагнитными реле (первыми), имеющими открытые группы контактов, так как в этом случае более доступна конструкция с удлинителем, связанным с кнопкой “Пуск” 2.The second “Start” button 16 is advisable to use complete with electromagnetic relays (first) having closed contact groups, and the “Start” 2 button is complete with electromagnetic relays (first) having open contact groups, since in this case it is more accessible design with extension cord associated with the “Start” button 2.
Выключатель сети с защитой потребителя от перенапряжения работает следующим образом.The circuit breaker with consumer overvoltage protection operates as follows.
После подключения клемм питания 1 к сети переменного тока и нажатия кнопки “Пуск” или кнопки "Пуск" 16 срабатывает первое электромагнитное реле 4, самоподхватывается и подключает потребитель. Тиристор 11 закрыт и шунтирующего действия на обмотку реле 4 не оказывает. Через второе электромагнитное реле 7 течет ток, но за счет шунтирующего резистора 8, срабатывания реле 7 не происходит. В случае повышения напряжения сети выше заданного уровня происходит срабатывание второго электромагнитного реле 7, которое замыкающими контактами 10 обесточивает обмотку реле 4, силовые контакты 3 размыкаются и отключают потребитель.After connecting the power terminals 1 to the AC power and pressing the “Start” button or the “Start” button 16, the first electromagnetic relay 4 is activated, it picks up itself and connects the consumer. The thyristor 11 is closed and does not have a shunting effect on the winding of the relay 4. A current flows through the second electromagnetic relay 7, but due to the shunt resistor 8, the relay 7 does not operate. If the mains voltage rises above a predetermined level, the second electromagnetic relay 7 is triggered, which closes the relay 4 windings with power contacts 10, and the power contacts 3 open and disconnect the consumer.
Вторая ступень защиты от перенапряжения работает следующим образом. После повышения напряжения выше заданного уровня происходит срабатывание стабилитрона 12, по резистору 15 начинает течь ток, создающий на управляющем электроде тиристора 11 положительное напряжение, которое его и открывает.The second stage of surge protection works as follows. After increasing the voltage above a predetermined level, the zener diode 12 is triggered, a current begins to flow through the resistor 15, which creates a positive voltage on the thyristor 11 control electrode, which opens it.
Тиристор 11 шунтирует обмотку первого электромагнитного реле 4 в течение положительного полупериода напряжения переменного тока и реле 4 возвращается в исходное положение, отключая потребитель.Thyristor 11 shunts the winding of the first electromagnetic relay 4 during a positive half-cycle of the AC voltage and relay 4 returns to its original position, turning off the consumer.
По предложенному техническому решению изготовлен эксперементальный образец, который обеспечил защиту от перенапряжений, возникающих во внешних сетях в пределах до 5 В от заданного уровня.According to the proposed technical solution, an experimental sample was made, which provided protection against overvoltages arising in external networks up to 5 V from a given level.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003126735/09A RU2242071C1 (en) | 2003-09-03 | 2003-09-03 | Supply mains disconnecting switch for overvoltage protection of loads |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003126735/09A RU2242071C1 (en) | 2003-09-03 | 2003-09-03 | Supply mains disconnecting switch for overvoltage protection of loads |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2242071C1 true RU2242071C1 (en) | 2004-12-10 |
| RU2003126735A RU2003126735A (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=34388524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003126735/09A RU2242071C1 (en) | 2003-09-03 | 2003-09-03 | Supply mains disconnecting switch for overvoltage protection of loads |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2242071C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460189C2 (en) * | 2008-03-13 | 2012-08-27 | Дайкин Индастриз, Лтд. | Overvoltage protection circuit and power supply source system |
| RU2695109C1 (en) * | 2018-09-27 | 2019-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт "Волга" | Reduced and increased mains voltage cutoff with attenuator |
-
2003
- 2003-09-03 RU RU2003126735/09A patent/RU2242071C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СОЛОНЕНКО В., АЛЕШИНА Е. Устройство защиты от повышения напряжения. Радио. - 1989, №1, с.79. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460189C2 (en) * | 2008-03-13 | 2012-08-27 | Дайкин Индастриз, Лтд. | Overvoltage protection circuit and power supply source system |
| RU2695109C1 (en) * | 2018-09-27 | 2019-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт "Волга" | Reduced and increased mains voltage cutoff with attenuator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003126735A (en) | 2005-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7751161B2 (en) | Leakage current detection and interruption circuit | |
| CN110268493B (en) | Low-voltage protection switch unit | |
| JP2000201433A (en) | Power distributing device | |
| US11373816B2 (en) | Circuit breaker | |
| CA2506541A1 (en) | Method and system for providing power to circuit breakers | |
| CN110088871B (en) | Electrical path fault detector and circuit breaker including the same | |
| RU2242071C1 (en) | Supply mains disconnecting switch for overvoltage protection of loads | |
| RU2319269C1 (en) | Device for protecting cutout in electric circuit with grounded neutral | |
| RU2158954C1 (en) | Alternating current voltage stabilizer | |
| RU2363083C1 (en) | Device for selective protection of three-phase consumers from unbalanced operating conditions | |
| CN210225276U (en) | Power supply equipment | |
| KR20200136250A (en) | Power conversion apparatus cutting off overvoltage supplied from external power source | |
| SU799025A1 (en) | Device for power supply of dc electromagnet ac contactor | |
| RU118480U1 (en) | Mains circuit breaker with overvoltage protection | |
| RU2124794C1 (en) | Device for protective disconnection in ac circuit with grounded neutral | |
| SU1636920A1 (en) | Device for protecting three-phase star load from incomplete phase modes | |
| RU2241294C2 (en) | Load overvoltage protective gear | |
| RU2061288C1 (en) | Phase-failure protective device for trouble-free operation of induction motor | |
| SU1601687A1 (en) | Device for protecting three-phase motor from phase-fault operation | |
| KR200389981Y1 (en) | over current circuit breaker | |
| RU1817182C (en) | Device for protecting electrical plant | |
| RU2269191C1 (en) | Asymmetric-running protective gear for three-phase loads | |
| SU1274098A1 (en) | Two-machine unit | |
| SU1403202A1 (en) | Arrangement for protecting three-phase electric motor against incomplete-phase operation | |
| SU851607A1 (en) | Devie for protecting three-phase electric motor from incomplete-phase modes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090904 |