RU2319269C1 - Device for protecting cutout in electric circuit with grounded neutral - Google Patents
Device for protecting cutout in electric circuit with grounded neutral Download PDFInfo
- Publication number
- RU2319269C1 RU2319269C1 RU2006145832/09A RU2006145832A RU2319269C1 RU 2319269 C1 RU2319269 C1 RU 2319269C1 RU 2006145832/09 A RU2006145832/09 A RU 2006145832/09A RU 2006145832 A RU2006145832 A RU 2006145832A RU 2319269 C1 RU2319269 C1 RU 2319269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- resistor
- capacitor
- input
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Устройство для защитного отключения в электрической сети с заземленной нейтралью относится к области электротехники и может найти применение в селективной системе защиты людей от поражения электрическим током в случае однофазного прикосновения к токоведущим частям электрооборудования или оказавшимся под напряжением нетоковедущим частям в результате повреждения изоляции токоведущих, а также защиты участка электрической цепи от сверхтоков в результате однофазного замыкания на заземленные (зануленные) элементы металлоконструкций, однофазных и межфазных коротких замыканий и перегрузок, недопустимого повышения напряжения в однофазной цепи.A device for protective shutdown in an electric network with a grounded neutral belongs to the field of electrical engineering and can be used in a selective system for protecting people from electric shock in the case of a single-phase contact with live parts of electrical equipment or live parts that are under voltage as a result of damage to the insulation of live parts, as well as protection section of the electric circuit from overcurrents as a result of a single-phase circuit to grounded (zero) metal structural elements, dnofaznyh and interphase short-circuits and overloads, an unacceptable increase in tension in the single phase circuit.
Известно устройство для защитного отключения, содержащее дифференциальный трансформатор, промежуточный полупроводниковый усилитель с включенным на его выходе коммутационным аппаратом и источник питания (патент RU №2171001 С1,7 Н02Н 3/16 / БИ №20, 2001).A device for protective shutdown containing a differential transformer, an intermediate semiconductor amplifier with a switching device turned on at its output, and a power source (patent RU No. 2171001 C1.7
В этом устройстве в рабочем (дежурном) режиме постоянно обтекается током цепь параметрического стабилизатора напряжения, схема которого учитывает возможное допустимое снижение напряжения электрической сети. При номинальном или завышенном напряжении стабилизатор работает с перерасходом энергии. Кроме того, режим однополупериодного усиления сигнала вторичной (информационной) обмотки дифференциального трансформатора не позволяет получить передаточную характеристику усилителя по типу А (усиление сигнала при наличии постоянной и выпрямленной пульсирующей составляющих дифференциального тока), что актуально при наличии среди электроприборов в зоне защиты тиристорных и симисторных регуляторов напряжения и импульсных источников питания (современные компьютеры, телевизоры, стиральные автоматы, пылесосы и пр.)In this device, in the operating (standby) mode, the circuit of the parametric voltage regulator is constantly flowing current, the circuit of which takes into account a possible allowable decrease in the voltage of the electric network. At rated or overvoltage, the stabilizer operates with excessive energy consumption. In addition, the mode of half-wave amplification of the signal of the secondary (informational) winding of the differential transformer does not allow to obtain the transfer characteristic of the amplifier of type A (signal amplification in the presence of a constant and rectified pulsating components of the differential current), which is relevant when there are thyristor and triac regulators among electrical appliances in the protection zone voltage and switching power supplies (modern computers, televisions, washing machines, vacuum cleaners, etc.)
Из известных устройств, где в значительно меньшей мере проявляются указанные недостатки, наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока, содержащее датчик тока утечки, первый конденсатор, усилитель с делителем напряжения на входе и транзисторным ключом на выходе, расцепитель и источник питания, снабжено первым и вторым стабилитронами, вторым конденсатором, первым резистором, цепочкой, состоящей из последовательно соединенных второго резистора и диода, а усилитель выполнен с инвертирующим и неинвертирующим входами, к которым параллельно подключен первый конденсатор, а параллельно неинвертирующему входу и выходу усилителя подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных второго резистора и диода, включенного катодом к выходу усилителя, а делитель напряжения подсоединен средней точкой к инвертирующему входу усилителя, один из выводов делителя соединен с катодом первого стабилитрона и плюсом источника питания, а анод стабилитрона подключен к первому выводу вторичной обмотки датчика тока утечки, второму выводу делителя и к катоду второго стабилитрона, зашунтированного вторым вновь введенным конденсатором, анод стабилитрона подсоединен к минусу источника питания, а инвертирующий вход усилителя соединен через первый вновь введенный резистор с плюсом источника питания и вторым выводом вторичной обмотки датчика тока утечки, а в управляющую цепь транзисторного ключа включен расцепитель (а.с. СССР №1056344, МКИ Н02Н 3/16, БИ №43, 1983).Of the known devices, where these disadvantages are manifested to a much lesser extent, the closest in technical essence to the claimed device is a device for protective shutdown of an electrical installation in an AC network, containing a leakage current sensor, a first capacitor, an amplifier with an input voltage divider and a transistor switch for output, the release and the power source, is equipped with a first and second zener diodes, a second capacitor, a first resistor, a chain consisting of series-connected W resistor and diode, and the amplifier is made with inverting and non-inverting inputs, to which the first capacitor is connected in parallel, and a circuit consisting of a second resistor and a diode connected in series by the cathode to the amplifier output is connected in parallel to the non-inverting input and output of the amplifier, and the voltage divider is connected midpoint to the inverting input of the amplifier, one of the outputs of the divider is connected to the cathode of the first zener diode and the plus of the power source, and the anode of the zener diode is connected to the first the output of the secondary winding of the leakage current sensor, the second output of the divider and the cathode of the second zener diode, shunted by the second newly introduced capacitor, the zener diode anode is connected to the negative of the power source, and the inverting input of the amplifier is connected through the first newly introduced resistor to the plus of the power source and the second output of the secondary sensor leakage current, and a trip is included in the control circuit of the transistor switch (a.s. USSR No. 10556344, MKI H2N 3/16, BI No. 43, 1983).
Коммутационный аппарат этого устройства в рабочем (дежурном) режиме током не обтекается, а промежуточный усилитель заперт, его дифференциальный каскад имеет несколько меньшее энергопотребление (не работает в режиме микротокового потребления).The switching apparatus of this device in the operating (standby) mode does not flow with current, and the intermediate amplifier is locked, its differential cascade has a slightly lower power consumption (does not work in microcurrent consumption mode).
Недостатком прототипа является слабая помехозащищенность из-за высокого сопротивления входных цепей (300-400 кОм), отсутствие характеристики срабатывания по типу А, отсутствие реакции на недопустимое повышение напряжения в однофазной сети.The disadvantage of the prototype is poor noise immunity due to the high resistance of the input circuits (300-400 kOhm), the absence of response characteristics of type A, the lack of response to an unacceptable voltage increase in a single-phase network.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение энергопотребления с одновременным расширением потребительских свойств (характеристика срабатывания по типу А, защита от недопустимого повышения напряжения в однофазной сети), существенное повышение надежности и долговечности).The objective of the invention is to reduce energy consumption while expanding consumer properties (response characteristics of type A, protection against unacceptable voltage increases in a single-phase network), a significant increase in reliability and durability).
В результате использования предлагаемого изобретения резко ограничивается влияние тока небаланса, помех, повышается стабильность передаточной характеристики промежуточного усилителя, снижается энергопотребление, реализуются характеристика срабатывания по типу А и защита от недопустимого повышения напряжения в однофазной сети.As a result of the use of the present invention, the influence of unbalance current, interference is sharply limited, the stability of the transfer characteristic of the intermediate amplifier is increased, power consumption is reduced, the response characteristic of type A and protection against an unacceptable voltage increase in a single-phase network are realized.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в устройстве для защитного отключения в электрической сети с заземленной нейтралью (вариант А), содержащем дифференциальный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками и катушку электромагнита отключения коммутационного аппарата, при замыкании замыкающих контактов которого напряжение от электрической сети через первичные обмотки дифференциального трансформатора, связанные с разными выводами сети, подается в нагрузку и на выходные выводы выпрямительного моста, вторичная обмотка дифференциального трансформатора зашунтирована параллельно соединенными первым резистором и первым конденсатором, первый и второй выводы вторичной обмотки дифференциального трансформатора через соответствующие третий и четвертый резисторы соединены с соответствующими первым и вторым входами операционного усилителя, первым входом и общим выводом, вторым входом и общим выводом, первым и вторым входами, выходом и общим выводом операционного усилителя включены второй, третий и шестой конденсаторы, соответственно, к выходу операционного усилителя через четвертый резистор подключена база транзистора, эмиттер которого непосредственно соединен со входом пороговой ключевой схемы и через параллельно соединенные пятые резистор и конденсатор - с общим выводом, коллектор транзистора через седьмой резистор соединен с входом питания электронной схемы, к которому подключены выводы питания операционного усилителя и пороговой ключевой схемы, между входом и выводом промежуточного каскада пороговой ключевой схемы, выводом промежуточного каскада пороговой ключевой схемы и общим выводом, выходом пороговой ключевой схемы и общим выводом включены седьмой, восьмой и девятый конденсаторы, соответственно, упомянутая катушка электромагнита через силовую цепь тиристора включена между вторым входным выводом и минусовым выводом выпрямительного моста, плюсовой вывод выпрямительного моста через одиннадцатый резистор соединен с входом питания электронной схемы, а через делитель напряжения из восьмого и девятого резисторов - с общим выводом, средний вывод делителя напряжения через последовательно соединенные стабилитрон и соединенные параллельно десятый резистор и одиннадцатый конденсатор соединен с общим выводом, при этом катод тиристора соединен с общим выводом, а его управляющий вывод с общей точкой анода стабилитрона, десятого резистора и одиннадцатого конденсатора, которая через диод соединена с выходом пороговой ключевой схемы.The above technical result is achieved in that in a device for protective shutdown in an electric network with a grounded neutral (option A), containing a differential transformer with two primary and one secondary windings and a coil of an electromagnet for disconnecting the switching device, when the make contacts are closed, the voltage from the electric network through the primary windings of the differential transformer associated with different network leads are fed to the load and to the output terminals of the rectifier mos a, the secondary winding of the differential transformer is shunted in parallel by the first resistor and the first capacitor, the first and second terminals of the secondary winding of the differential transformer are connected through the corresponding third and fourth resistors to the corresponding first and second inputs of the operational amplifier, the first input and common terminal, second input and common terminal , the first, second inputs, output and common output of the operational amplifier include the second, third and sixth capacitors, respectively, the base of the transistor is connected to the output of the operational amplifier through the fourth resistor, the emitter of which is directly connected to the input of the threshold key circuit and through the fifth resistor and capacitor connected in parallel with a common output, the collector of the transistor through the seventh resistor is connected to the power input of the electronic circuit to which the power leads are connected operational amplifier and a threshold key circuit, between the input and output of the intermediate stage of the threshold key circuit, the output of the intermediate stage of the threshold the key circuit and the common output, the output of the threshold key circuit and the common output include the seventh, eighth and ninth capacitors, respectively, said electromagnet coil is connected through the thyristor power circuit between the second input terminal and the negative terminal of the rectifier bridge, the positive terminal of the rectifier bridge through the eleventh resistor is connected to the power input of the electronic circuit, and through the voltage divider from the eighth and ninth resistors - with a common output, the average output of the voltage divider through in series the zener diode connected in parallel and the tenth resistor and the eleventh capacitor connected in parallel are connected to a common terminal, while the thyristor cathode is connected to a common terminal, and its control terminal is connected to a common point of the zener diode, a tenth resistor, and an eleventh capacitor, which is connected through an diode to the output of the threshold key circuit.
В другом варианте (вариант Б) в устройстве для защитного отключения в электрической сети с заземленной нейтралью, содержащем дифференциальный трансформатор с двумя первичными и вторичной обмотками и катушку электромагнита отключения коммутационного аппарата, при замыкании замыкающих контактов которого напряжение от электрической сети через первичные обмотки дифференциального трансформатора, связанные с разными выводами сети, подается в нагрузку и на входные выводы выпрямительного моста, вторичная обмотка дифференциального трансформатора зашунтирована параллельно соединенными первым резистором и первым конденсатором, первый и второй выводы вторичной обмотки дифференциального трансформатора через соответствующие третий и четвертый резисторы соединены с соответствующими первым и вторым входами операционного усилителя, первым входом и общим выводом, вторым входом и общим выводом, первым и вторым входами, выходом и общим выводом операционного усилителя включены второй, третий и шестой конденсаторы, соответственно, выход операционного усилителя непосредственно соединен со входом пороговой ключевой схемы и к входу питания электронных схем подключены выводы питания операционного усилителя и пороговой ключевой схемы, между входом и выводом промежуточного каскада пороговой ключевой схемы, выводом промежуточного каскада пороговой ключевой схемы и общим выводом выходом пороговой ключевой схемы включены седьмой, восьмой и девятый конденсаторы, соответственно, упомянутая катушка электромагнита через силовую цепь тиристора включена между вторым входным выводом и минусовым выводом выпрямительного моста, плюсовой вывод выпрямительного моста через одиннадцатый резистор соединен с входом питания электронных схем, а через делитель напряжения из восьмого и девятого резисторов - с общим выводом, средний вывод делителя напряжения через последовательно соединенные стабилитрон и соединенные параллельно десятый резистор и одиннадцатый конденсатор соединен с общим выводом, при этом катод тиристора соединен с общим выводом, а его управляющий вывод с общей точкой анода стабилитрона, десятого резистора и одиннадцатого конденсатора, которая через диод соединена с выходом пороговой ключевой схемы.In another embodiment (option B), in a device for protective shutdown in an electric network with an earthed neutral containing a differential transformer with two primary and secondary windings and a coil of an electromagnet for disconnecting the switching device, when the make contacts are closed, the voltage from the electric network through the primary windings of the differential transformer is closed, connected to different network outputs, it is supplied to the load and to the input terminals of the rectifier bridge, the secondary winding of the differential transfer of the rimator is shunted in parallel by the first resistor and the first capacitor, the first and second terminals of the secondary winding of the differential transformer are connected through the corresponding third and fourth resistors to the corresponding first and second inputs of the operational amplifier, the first input and the common output, the second input and the common output, the first and second inputs the output and the general output of the operational amplifier include the second, third and sixth capacitors, respectively, the output of the operational amplifier is directly is connected to the input of the threshold key circuit and the power input of the operational amplifier and the threshold key circuit are connected to the power input of the electronic circuits, the seventh, eighth, and the output terminal of the threshold key circuit are connected between the input and output of the intermediate stage of the threshold key circuit and the common output of the threshold key circuit ninth capacitors, respectively, said electromagnet coil through the thyristor power circuit is connected between the second input terminal and the negative terminal of the first bridge, the positive output of the rectifier bridge through the eleventh resistor is connected to the power input of the electronic circuits, and through the voltage divider from the eighth and ninth resistors to the common output, the middle output of the voltage divider through the zener diode connected in series and the tenth resistor and the eleventh capacitor connected in parallel is connected to the common output, while the thyristor cathode is connected to a common terminal, and its control terminal with a common point of the anode of the zener diode, the tenth resistor and the eleventh capacitor, which Paradise through a diode is connected to the output of the threshold key circuit.
В другом варианте (вариант В) в устройстве для защитного отключения в электрической сети с заземленной нейтралью, содержащем дифференциальный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками и катушку электромагнита отключения коммутационного аппарата, при замыкании замыкающих контактов которого напряжение от электрической сети через первичные обмотки дифференциального трансформатора, связанные с разными выводами сети, подается в нагрузку и на выходные выводы выпрямительного моста, вторичная обмотка дифференциального трансформатора зашунтирована параллельно соединенными первым резистором и первым конденсатором, первый и второй выводы вторичной обмотки дифференциального трансформатора через соответствующие третий и четвертый резисторы соединены с соответствующими первым и вторым входами операционного усилителя, первым входом и общим выводом, вторым входом и общим выводом, первым и вторым входами, выходом и общим выводом операционного усилителя включены второй, третий и шестой конденсаторы, соответственно, выход операционного усилителя непосредственно соединен со входом пороговой ключевой схемы, к входу питания электронных схем подключены выводы питания операционного усилителя и пороговой ключевой схемы, между входом и выводом промежуточного каскада пороговой ключевой схемы, выводом промежуточного каскада пороговой ключевой схемы и общим выводом выходом пороговой ключевой схемы и общим выводом включены седьмой, восьмой и девятый конденсаторы, соответственно, упомянутая катушка электромагнита через силовую цепь тиристора включена между вторым входным выводом и минусовым выводом выпрямительного моста, плюсовой вывод выпрямительного моста через одиннадцатый резистор соединен с входом питания электронных схем, соединенные параллельно десятый резистор и одиннадцатый конденсатор включены параллельно управляющему переходу тиристора, при этом катод тиристора соединен с общим выводом, а его управляющий вывод - с общей точкой десятого резистора и одиннадцатого конденсатора, которая через диод соединена с выходом пороговой ключевой схемы.In another embodiment (option B), in a device for protective shutdown in an electric network with an earthed neutral containing a differential transformer with two primary and one secondary windings and a coil of an electromagnet for disconnecting the switching device, when the make contacts are closed, the voltage from the electric network through the primary windings of the differential transformer is closed associated with different conclusions of the network is supplied to the load and to the output terminals of the rectifier bridge, the secondary winding of the differential the transformer is shunted in parallel by the first resistor and the first capacitor, the first and second terminals of the secondary winding of the differential transformer are connected through the corresponding third and fourth resistors to the corresponding first and second inputs of the operational amplifier, the first input and the common output, the second input and the common output, the first and second inputs , the output, and the general output of the operational amplifier include the second, third, and sixth capacitors, respectively, the output of the operational amplifier directly is connected to the input of the threshold key circuit, the power amplifier of the operational amplifier and the threshold key circuit are connected to the power input of the electronic circuits, between the input and output of the intermediate stage of the threshold key circuit, the output of the intermediate stage of the threshold key circuit and the common output, the output of the threshold key circuit and the general output are included seventh, eighth and ninth capacitors, respectively, said electromagnet coil is connected through the thyristor power circuit between the second input terminal and the negative the rectifier bridge output, the positive output of the rectifier bridge through the eleventh resistor is connected to the power input of electronic circuits, the tenth resistor and the eleventh capacitor connected in parallel are connected in parallel to the thyristor control transition, while the thyristor cathode is connected to the common terminal, and its control terminal is connected to the common point of the tenth resistor and the eleventh capacitor, which is connected through an diode to the output of the threshold key circuit.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1, 2, 3.The essence of the invention is illustrated in figures 1, 2, 3.
На фиг.1 представлена общая схема устройств для защитного отключения в электрической сети с заземленной нейтралью, базовый вариант А (п.1 формулы).Figure 1 presents a General diagram of devices for protective shutdown in an electrical network with a grounded neutral, the basic version A (
На фиг.2 представлена схема устройства для защитного отключения в электрической сети с заземленной нейтралью, типовой (массовый) вариант Б (п.2 формулы).Figure 2 presents a diagram of a device for protective shutdown in an electrical network with a grounded neutral, typical (mass) option B (
На фиг.3 представлена схема устройства для защитного отключения в электрической сети с заземленной нейтралью, упрощенный вариант В (п.3 формулы).Figure 3 presents a diagram of a device for protective shutdown in an electrical network with a grounded neutral, simplified version B (
Все три варианта устройства для защитного отключения в электрической сети с заземленной нейтралью содержат дифференциальный трансформатор TD с первичными I, II и вторичной (информационной) III обмоткой, первый резистор 1, первый конденсатор 2, второй 3, третий 4 резисторы, второй 5, третий 6, четвертый 7 конденсаторы, операционный усилитель с дифференциальным входом 8 (А1), четвертый 9, пятый 10 резисторы, пятый 11, шестой 12 конденсаторы, транзистор 16, седьмой 14, восьмой 15 конденсаторы, пороговую ключевую схему 13 (А2), первый диод 18, шестой 17 резистор, девятый 19 конденсатор, седьмой 20 резистор, восьмой 21, девятый 22 резистор, десятый 23, десятый 24, одиннадцатый 25 конденсаторы, стабилитрон 26, тиристор 27, расцепитель с катушкой 28, одиннадцатый резистор 29, светоизлучающий диод 30, выпрямительный мост 31, двенадцатый резистор 32, кнопку «Тест».All three versions of the device for protective shutdown in an electrical network with a grounded neutral contain a TD differential transformer with primary I, II and secondary (information) III winding, the
На фиг.1 представлен вариант А устройства, в котором первый и второй выводы N и L для подключения сети через замыкающие контакты коммутационного аппарата В и соответствующие I, II первичной обмотки трансформатора TD соединены с соответствующими выводами N. L1 нагрузки, к вторичной обмотке III дифференциального трансформатора TD параллельно подключены первый резистор 1 и первый конденсатор 2, их первые выводы присоединены к первому выводу второго резистора 3, вторые выводы присоединены к первому выводу третьего резистора 4, к второму выводу второго резистора 3 присоединены первые выводы второго 5 и третьего 7 конденсаторов и первый (опорный) вход дифференциального каскада операционного усилителя 8 (А1), к второму выводу третьего резистора 4 присоединены второй вывод второго конденсатора 5, первый вывод третьего конденсатора 6 и второй (сигнальный) вход дифференциального каскада операционного усилителя 8 (А1), вторые выводы третьего 6 и четвертого 7 конденсаторов присоединены к общему проводу схемы, к выходу операционного усилителя 8 (А1) подключены первыми выводами шестой конденсатор 12 и четвертый резистор 9, второй вывод шестого конденсатора 12 соединен с общим проводом схемы, второй вывод четвертого резистора 9 соединен с выводом базы транзистора 16, эмиттер которого соединен с первыми выводами пятого резистора 10, пятого 11, седьмого 14 конденсаторов и входом пороговой ключевой схемы 13 (А2), вторые выводы пятого резистора 10 и пятого конденсатора 11 соединены с общим проводом схемы, второй вывод седьмого конденсатора 14 соединен с первым выводом восьмого конденсатора 15 и выводом промежуточного каскада пороговой ключевой схемы, второй вывод восьмого конденсатора 15 соединен с общим проводом схемы, коллектор транзистора 16 соединен с первым выводом седьмого резистора 20, второй вывод которого соединен с первым выводом девятого конденсатора 19 и положительным полюсом источника питания электронной схемы и первым выводом шестого резистора 17, второй вывод девятого конденсатора 19 соединен с общим проводом схемы, выход пороговой ключевой схемы соединен с катодом первого диода 18, анод первого диода 18 соединен с управляющим электродом тиристора 27 и с первыми выводами десятого резистора 23, одиннадцатого конденсатора 25 и анодом стабилитрона 26, катод стабилитрона 26 соединен с первыми выводами восьмого 21, девятого 22 резисторов и десятого конденсатора 24, вторые выводы девятого 22 и десятого 23 резисторов, десятого 24 и одиннадцатого 25 конденсаторов соединены с катодом тиристора 27 и общим проводом схемы, второй вывод восьмого резистора 21 присоединен к положительному полюсу источника питания электронной схемы, второму выводу шестого резистора 17 и катоду светодиода 30, анод светоизлучающего диода соединен с первым выводом одиннадцатого резистора 29, присоединенного вторым выводом к первому выводу катушки электромагнита 28 и к первому входному выводу выпрямительного моста 31, второй вывод катушки электромагнита 28 присоединен к аноду тиристора 27, первый вывод кнопки "Тест" соединен через двенадцатый резистор 32 с первым входным выводом выпрямительного моста 31 и первым N выводом для подключения нагрузки, второй вывод кнопки "Тест" через дополнительную обмотку IV дифференциального трансформатора TD соединен с вторым входным выводом выпрямительного моста 31 вторым (L1), выводом для подключения нагрузки.Figure 1 shows a variant A of the device in which the first and second terminals N and L for connecting the network through the make-up contacts of the switching apparatus B and the corresponding I, II of the primary winding of the transformer TD are connected to the corresponding terminals N. L 1 of the load, to the secondary winding III the differential transformer TD, the
Время срабатывания схемы устройства варианта А по защитному отключению до 0,5 с в первой ступени селективной системы защиты с характеристикой защитного отключения по типу А и с функцией защиты от перенапряжения.The response time of the circuit of the device of option A for protective shutdown up to 0.5 s in the first stage of the selective protection system with the characteristic of protective shutdown of type A and with the function of overvoltage protection.
В варианте Б устройства, представленного на фиг.2, выход операционного усилителя соединен непосредственно с входом пороговой ключевой схемы, а четвертый 9, пятый 10, седьмой 20 резисторы, пятый 11 конденсатор и транзистор 16 отсутствуют. Время срабатывания схемы устройства по защитному отключению до 0,04 с во второй (третьей) ступени селективной системы защиты с характеристикой защитного отключения по типу А и с функцией защиты от перенапряжения.In embodiment B of the device shown in FIG. 2, the output of the operational amplifier is connected directly to the input of the threshold key circuit, and the fourth 9, fifth 10, seventh 20 resistors, fifth 11 capacitor and transistor 16 are absent. The response time of the device circuit for protective shutdown up to 0.04 s in the second (third) stage of the selective protection system with the characteristic of the protective shutdown of type A and with the function of overvoltage protection.
В варианте В устройства, представленного на фиг.3, выход операционного усилителя соединен непосредственно с входом пороговой ключевой схемы, четвертый 9, пятый 10, седьмой 20, восьмой 21, девятый 22 резисторы, пятый 11, десятый 24 конденсаторы, транзистор 16 и стабилитрон 26 отсутствуют. Без функции защиты от перенапряжения.In the embodiment B of the device shown in FIG. 3, the output of the operational amplifier is connected directly to the input of the threshold key circuit, the fourth 9, fifth 10, seventh 20, eighth 21, ninth 22 resistors, fifth 11, tenth 24 capacitors, transistor 16 and
Предлагаемое устройство для защитного отключения в сети с заземленной нейтралью работает следующим образом.The proposed device for protective shutdown in a network with a grounded neutral operates as follows.
При замыкании замыкающих контактов коммутационного аппарата В переменный ток от выводов N, L сети подается одновременно через первичные обмотки I и II дифференциального трансформатора TD в нагрузку к выводам N, L1 для подключения нагрузки и на входные выводы выпрямительного моста 31.When the closing contacts of the switching device are closed, alternating current from the terminals N, L of the network is supplied simultaneously through the primary windings I and II of the differential transformer TD to the load to the terminals N, L 1 for connecting the load to the input terminals of the
Через светодиод 30 по цепи: первый входной вывод выпрямительного моста 31 - резистор 29 - светодиод 30 - плюсовой вывод выпрямительного моста-второй входной вывод выпрямительного моста-выводы сети начинает течь однополупериодный ток. Двухполупериодное выпрямленное напряжение с выхода выпрямительного моста 31 через резистор 17 подается на входы питания операционного усилителя и пороговой ключевой схемы. Конденсатор 19 осуществляет сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения и ограничивает проникновение высших гармонических составляющих напряжения электрической сети в электронную схему устройства защитного отключения со стороны источника питания.Through the
Благодаря низкому входному сопротивлению дифференциального каскада операционного усилителя 8 (А1) в последнем за 1-2 миллисекунды устанавливается рабочий режим со стабильным коэффициентом усиления в широком диапазоне температур окружающей среды.Due to the low input impedance of the differential stage of the operational amplifier 8 (A1), the operating mode with a stable gain in a wide range of ambient temperatures is established in the latter in 1-2 milliseconds.
Резистором 1 устанавливают порог срабатывания (опрокидывания) дифференциального каскада усилителя (это называется уставкой срабатывания устройства).
Резистором 1 устанавливают порог срабатывания (опрокидывания) дифференциального каскада усилителя (это называется уставкой срабатывания устройства).
Конденсаторы 2, 5, 6, 7 и резисторы 3, 4 формируют частотную полосу пропускания входной цепи дифференциального каскада и совместно с многовитковой обмоткой III трансформатора TD образуют резонансный контур, эффективно действующий в диапазоне частот 40-80 Гц.
Ограничение амплитуды напряжения на входе дифференциального каскада с целью защиты его от повреждения в режимах короткого замыкания осуществляют встречно включенные диоды, входящие в структуру операционного усилителя.Limiting the amplitude of the voltage at the input of the differential stage in order to protect it from damage in short-circuit modes is carried out by counter-diodes included in the structure of the operational amplifier.
В дежурном режиме при отсутствии тока утечки на землю на выходе 4 операционного усилителя 8 (А1) устанавливается небольшое отрицательное напряжение, запирающее переход база-эмиттер транзистора 16, который через резисторы 9 и 10 подключен к выходу операционного усилителя 8 (А1), входу 5 пороговой ключевой схемы 13 (А2), транзистор 16 заперт и не пропускает напряжение. При этом пороговая ключевая схема 13 (А2), представляющая триггер с одним устойчивым состоянием и линейным полосовым усилителем на входе, закрыта. На аноде диода 18 низкий потенциал, диод 18 заперт и не пропускает ток на управляющий переход тиристора 27, который в свою очередь разрывает цепь питания катушки 28 электромагнита. Любые импульсные помехи наносекундной длительности, проникающие в усилитель по входным цепям, шунтируются конденсатором 12, RC-цепочкой, состоящей из резистора 10 и конденсатора 11.In standby mode, in the absence of a leakage current to the ground, the
Конденсаторы 14 и 15 формируют частотную полосу пропускания линейного усилителя на входе ключевой пороговой схемы 13 (А2).The
Диод 18 предотвращает повреждение элементов ключевой пороговой схемы импульсами напряжения со стороны стабилитрона 26 и при пробое перехода анод-управляющий электрод тиристора 27.The
Резисторы 21 и 22 образуют микротоновый делитель выпрямленного напряжения питания, конденсатор 24-сглаживающий, совместно с резистором 22 формирует постоянную времени задержки открытия стабилитрона 26.
При появлении дифференциального тока (утечки) на землю в обмотке III дифференциального трансформатора TD индуктируется напряжение примерно пропорциональное этому току(через коэффициент передачи трансформатора TD). Волна синусоидального (а также прямоугольного - ограниченного по амплитуде и содержащего постоянную составляющую) напряжения с обмотки III поступает на входы дифференциального каскада операционного усилителя 8 через фильтр, образованный резисторами 1-3 и конденсаторами 1-4. Фильтр обрезает высшие гармонические частоты помех со стороны сети, выравнивает форму напряжения, приближая ее к синусоидальной. Конденсатор 6, включенный на выходе операционного усилителя 8 (А1), дополнительно сглаживает усиленный сигнал, поступающий через резистор 4 на базу транзистора 16.When a differential current (leakage) occurs to earth in the winding III of the TD differential transformer, a voltage is induced that is approximately proportional to this current (through the transfer coefficient of the TD transformer). A sinusoidal wave (as well as a square wave of a limited amplitude and containing a constant component) voltage from winding III is fed to the inputs of the differential cascade of
Включенная в цепь эмиттера транзистора цепь из параллельно соединенных резистора 5 и конденсатора 5 создает постоянную времени задержки подачи сигнала с эмиттера на вход пороговой ключевой схемы. Такая задержка необходима и по ГОСТ Р 51327.1-99 может достигать 0,5 с для создания эшелонированной двух-трехступенчатой селективной системы защитного отключения конкретного объекта. Конденсаторы 7 и 8 корректируют форму поступающего сигнала, в том числе при наличии выпрямленной и постоянной составляющих в дифференциальном токе (формируют характеристику срабатывания усилителя по типу А). Резистор 7 в цепи коллектора транзистора 16-баластный. Если усиливаемого сигнала достаточно, пороговая ключевая схема 13 из закрытого устойчивого состояния переходит в открытое. На аноде диода 18 появляется высокий потенциал, диод открывается и подает этот потенциал на управляющий электрод тиристора 27. Тиристор 27 открывается, подавая ток с выпрямительного моста на катушку 28 электромагнита расцепителя, ток через которую замыкается по цепи: второй входной вывод выпрямительного моста 31 - катушка 28 - тиристор 27 - минусовой вывод выпрямительного моста 31 (общий вывод) - первый входной вывод выпрямительного моста - выводы сети. Происходит сброс защелки механизма управления автоматического выключателя В, который размыкает свои контакты, защищая потребителей от поражения электрическим током и отключает напряжение сети от нагрузки.The circuit included in the emitter circuit of the transistor from a parallel-connected
Резистор 6 и конденсатор 9 - делитель и фильтр выпрямленного напряжения питания схемы усилителя.
Резисторы 8 и 9 образуют микротоковый пропорциональный делитель однополупериодного выпрямленного напряжения, снимаемого с моста 31.
Конденсатор 10 включен параллельно резистору 9, создает постоянную времени задержки изменения напряжения на этом резисторе, обеспечивает "мягкое" включение стабилитрона 26.The capacitor 10 is connected in parallel to the resistor 9, creates a time constant for the delay of voltage changes on this resistor, provides a “soft” inclusion of the
Резистор 10 и конденсатор 11 присоединены параллельно управляющему электроду тиристора 27 и обеспечивают его открытие без "дребезга".The resistor 10 and the
Резистор 11 и светоизлучающий диод 30 включены параллельно одному из плеч выпрямительного моста 31.The
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006145832/09A RU2319269C1 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Device for protecting cutout in electric circuit with grounded neutral |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006145832/09A RU2319269C1 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Device for protecting cutout in electric circuit with grounded neutral |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2319269C1 true RU2319269C1 (en) | 2008-03-10 |
Family
ID=39281101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006145832/09A RU2319269C1 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Device for protecting cutout in electric circuit with grounded neutral |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2319269C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA025757B1 (en) * | 2014-08-08 | 2017-01-30 | Валерий Иванович Таракановский | Super-high-speed automatic circuit breaker |
| RU2661311C2 (en) * | 2015-12-17 | 2018-07-13 | Грундфос Холдинг А/С | Electronic circuit and method of operation of electronic circuit |
-
2006
- 2006-12-25 RU RU2006145832/09A patent/RU2319269C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA025757B1 (en) * | 2014-08-08 | 2017-01-30 | Валерий Иванович Таракановский | Super-high-speed automatic circuit breaker |
| RU2661311C2 (en) * | 2015-12-17 | 2018-07-13 | Грундфос Холдинг А/С | Electronic circuit and method of operation of electronic circuit |
| US10468969B2 (en) | 2015-12-17 | 2019-11-05 | Grundfos Holding A/S | Electronic circuit and method for operating an electronic circuit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7639461B2 (en) | Overcurrent protection for circuit interrupting devices | |
| CA2256243C (en) | Arc fault detector with circuit interrupter and early arc fault detection | |
| US4068276A (en) | Protective system for electrical appliances | |
| CN107819317B (en) | Energy supply device | |
| CA2510562A1 (en) | Electrical power outlet strip | |
| JP4931754B2 (en) | Earth leakage breaker | |
| RU2319269C1 (en) | Device for protecting cutout in electric circuit with grounded neutral | |
| CN205622200U (en) | Circuit and switch board with overvoltage protection | |
| JPS5951431A (en) | Leakage breaker | |
| JP2018101549A (en) | Cable way abnormality detector, and switch including the same | |
| KR102349343B1 (en) | Switchboard having three phases open and netural line protecting function | |
| JP2023504681A (en) | residual current circuit breaker | |
| CN108966393A (en) | Electromagnetic heating circuit and electromagnetic heating circuit surge protection method | |
| RU2242071C1 (en) | Supply mains disconnecting switch for overvoltage protection of loads | |
| PL199098B1 (en) | Circuit arrangement for a residual-current circuit breaker | |
| RU124069U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTIVE DISCONNECTING OF ELECTRICAL INSTALLATION FROM AC NETWORK WITH THREE PHASE WIRES AND ZERO WIRE | |
| RU2171001C1 (en) | Protective disconnecting device for grounded- neutral mains (alternatives) | |
| AU2015201523A1 (en) | Residual current protection device | |
| RU124453U1 (en) | PROTECTIVE CIRCUIT BREAKER (OPTIONS) | |
| RU2708378C1 (en) | Combined residual current device | |
| KR101409352B1 (en) | Apparatus of power supply having protection circuit from surge for supplying power for appliances at subway substation | |
| CN213125575U (en) | Electronic relay with selectable ground fault protection function | |
| RU2241294C2 (en) | Load overvoltage protective gear | |
| RU2321127C1 (en) | Off-operation protective device incorporating disconnection phase synchronizer | |
| SU1132322A1 (en) | Device for protective de-energizing operating in system with solidity earthed neutral and voltage up to 1000 volt |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081226 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110227 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121226 |