RU2478246C2 - Protection device of electric appliances against increased and decreased voltage in ac mains and impact of phase voltage on zero conductor - Google Patents

Protection device of electric appliances against increased and decreased voltage in ac mains and impact of phase voltage on zero conductor Download PDF

Info

Publication number
RU2478246C2
RU2478246C2 RU2011119263/07A RU2011119263A RU2478246C2 RU 2478246 C2 RU2478246 C2 RU 2478246C2 RU 2011119263/07 A RU2011119263/07 A RU 2011119263/07A RU 2011119263 A RU2011119263 A RU 2011119263A RU 2478246 C2 RU2478246 C2 RU 2478246C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
core
led
switching device
winding
Prior art date
Application number
RU2011119263/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011119263A (en
Inventor
Александр Сергеевич Прохоров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТест" (ООО "ЭнергоТест")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТест" (ООО "ЭнергоТест") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоТест" (ООО "ЭнергоТест")
Priority to RU2011119263/07A priority Critical patent/RU2478246C2/en
Publication of RU2011119263A publication Critical patent/RU2011119263A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2478246C2 publication Critical patent/RU2478246C2/en

Links

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: device includes input pins L, N, Nt, output pins RH, step-down transformer (1), the primary winding of which is connected at one end to phase conductor L, and its other end is grounded; secondary winding of transformer (1) is connected to rectifier bridge (2) feeding an actuation component. Mains voltage control component includes solenoid SL1 (3), inside the winding of which there is core (4) with spring (5). On one side, core (4) has adjustment screw (6), and on the other side, elongated end of core (4) has slot (7). One end of winding of solenoid (3) is connected to phase conductor L, and the other end is connected to zero conductor N. Actuation component includes LED (11) and photo diode (12), which form an optoelectronic couple through slot (7) of core (4). LED (11) is connected to rectifier bridge (2), and photo diode (12) is connected to amplifier of signal loaded to switching device K1. At optic communication between LED (11) and photo diode (12) the switching device K1 is deenergised, and electric current is supplied through normally closed contacts K 1.1 to load. At failure of optic communication, at increase or decrease of the mains voltage, the switching device K1 trips the load from electric mains through contacts K 1.1. The indication component includes two-colour light-emitting diode (15) connected through limit resistor 16 to zero conductor N, and through diodes 17 to contacts K1.1 of switching device K1.
EFFECT: improving operating reliability and simplifying electric circuit of the device.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты питающих электросетей от отклонений напряжения, и может быть использовано для защиты электроприборов (теле- и аудиоаппаратуры, персональных компьютеров и других бытовых приборов и средств офисной техники) от длительных или временных перенапряжений в системах переменного тока и последующего автоматического включения указанных приборов после восстановления напряжения до допустимого значения.The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for protecting power supply networks from voltage fluctuations, and can be used to protect electrical appliances (television and audio equipment, personal computers and other household appliances and office equipment) from prolonged or temporary overvoltage in AC systems and subsequent automatic inclusion of these devices after voltage recovery to an acceptable value.

Отклонения фазного напряжения в распределительных электрических сетях наиболее часто возникают вследствие обрыва нулевого провода. При этом из-за несимметричной нагрузки фазные напряжения в двух фазах могут достигать 380 В, а в третьей фазе быть ниже 180 В. Недопустимые отклонения напряжения возникают также при попадании напряжения городского электротранспорта в распределительную электрическую сеть. Указанные отклонения напряжения приводят к повреждению бытовой или офисной техники, которая не рассчитана на длительную работу при напряжении, выходящем за диапазон 180…250 В, а также к возгораниям и пожарам. В результате наносится ущерб здоровью и имуществу людей. Наиболее вероятно повреждение электроприборов, работающих в круглосуточном или ждущем режимах. При неблагоприятных погодных условиях (сильный ветер, снегопад, гроза и пр.) часто происходят обрыв или перехлестывание проводов воздушной линии электропередачи. При этом на нулевой провод некоторое время может подаваться линейное напряжение с другой фазы, что приводит к возрастанию напряжения в электросети с 220 В до 380 В.Deviations of phase voltage in distribution electric networks most often occur due to a broken neutral wire. At the same time, due to the asymmetric load, the phase voltages in two phases can reach 380 V, and in the third phase they can be lower than 180 V. Unacceptable voltage deviations also occur when the voltage of urban electric vehicles enters the distribution electric network. The indicated voltage deviations lead to damage to household or office equipment, which is not designed for long-term operation at a voltage outside the range 180 ... 250 V, as well as to fires and fires. As a result, damage is caused to the health and property of people. Most likely damage to electrical appliances operating around the clock or standby. Under adverse weather conditions (strong wind, snow, thunder, etc.), breakage or overlapping of wires of an overhead power line often occurs. At the same time, a neutral voltage from another phase can be applied to the neutral wire for some time, which leads to an increase in the voltage in the mains from 220 V to 380 V.

Известно устройство защиты однофазных электроприемников от повышения напряжения (патент РФ №39230, МПК7 H02H 3/20, опубл. 20.07.2004), содержащее входные выводы для подключения к питающей сети, выходные выводы для подключения к потребителю, электромагнитный элемент с одним устойчивым состоянием, последовательно с обмоткой управления которого включен токоограничивающий элемент, причем первый входной вывод для подключения к сети питания соединен через первый размыкающий силовой контакт электромагнитного элемента с одним устойчивым состоянием с первым выходным выводом для подключения к выводам нагрузки, а второй входной вывод для подключения к сети питания соединен через второй размыкающий силовой контакт электромагнитного элемента с одним устойчивым состоянием со вторым выходным выводом для подключения к выводам нагрузки, дополнительно введены выпрямитель, делитель напряжения, два пороговых элемента, логический элемент ИЛИ, элемент выдержки времени на срабатывание и на возврат, два замыкающих ключа, одновибратор, три последовательно соединенных резистивных элемента и параметрический стабилизатор напряжения, причем в качестве токоограничивающего элемента использован компенсационный стабилизатор напряжения, входные выводы которого подключены к выходу выпрямителя последовательно с обмоткой управления электромагнитного элемента с одним устойчивым состоянием и входными выводами параметрического стабилизатора напряжения, а вход выпрямителя подключен между первым и вторым входными выводами для подключения к сети питания, входы пороговых элементов подключены через делитель напряжения к выходу выпрямителя, выход первого порогового элемента подключен непосредственно, а второго - через элемент выдержки времени на срабатывание и на возврат ко входам логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу первого замыкающего ключа, кроме того, к выходным выводам компенсационного стабилизатора напряжения подключены три последовательно соединенных резистивных элемента, один из которых шунтирован силовыми выводами первого замыкающего ключа, а два - силовыми выводами второго замыкающего ключа, причем управляющий вход второго замыкающего ключа подключен к выходу одновибратора, вход которого подключен к выходу логического элемента ИЛИ.A device is known for protecting single-phase power consumers against voltage increase (RF patent No. 39230, IPC 7 H02H 3/20, publ. 07/20/2004), containing input terminals for connecting to the mains, output terminals for connecting to the consumer, an electromagnetic element with one stable state in series with the control winding of which a current-limiting element is switched on, the first input terminal for connecting to the power supply being connected through the first disconnecting power contact of the electromagnetic element with one stable state with the first output terminal for connecting to the load terminals, and the second input terminal for connecting to the power supply is connected through a second disconnecting power contact of the electromagnetic element with one stable state to the second output terminal for connecting to the load terminals, a rectifier, a voltage divider, two threshold elements are additionally introduced , OR logic element, time delay element for response and return, two make-up keys, one-shot, three series-connected resistive elements and pairs a voltage regulator, and a compensation voltage regulator is used as a current-limiting element, the input terminals of which are connected to the output of the rectifier in series with the control winding of the electromagnetic element with one stable state and the input terminals of the parametric voltage stabilizer, and the input of the rectifier is connected between the first and second input terminals for connection to the power supply, the inputs of the threshold elements are connected through the voltage divider to the output will be straightened For, the output of the first threshold element is connected directly, and the second - through the delay element for operation and return to the inputs of the OR logic element, the output of which is connected to the control input of the first closing key, in addition, three series-connected wires are connected to the output terminals of the compensation voltage stabilizer resistive elements, one of which is shunted by the power terminals of the first locking key, and two by the power terminals of the second locking key, and the control input is second of the closing key is connected to the output of a single-shot, the input of which is connected to the output of the OR logic element.

Известно устройство для защиты электроприборов в однофазной электросети при попадании фазового напряжения на нулевой провод (патент РФ на полезную модель №18806, МПК7 H02H 3/14, опубл. 10.07.2001), включающее релейный элемент с замыкающими контактами, один конец обмотки которого соединен с нулевым проводом, а другой конец обмотки релейного элемента с замыкающими контактами снабжен дополнительно введенным проводом заземления, при этом нормально-замкнутые контакты релейного элемента подсоединены к фазному проведу сети. Кроме того, устройство снабжено системой сигнализации, включающей последовательно подключенные в сеть между проводом заземления и нулевым проводом светодиод, диод, резистор, ограничитель.A device is known for protecting electrical appliances in a single-phase power supply when phase voltage gets into the neutral wire (RF patent for utility model No. 18806, IPC 7 H02H 3/14, publ. 07/10/2001), including a relay element with make contacts, one end of the winding of which is connected with a neutral wire, and the other end of the coil of the relay element with make contacts is equipped with an additional ground wire, while the normally-closed contacts of the relay element are connected to the phase conductor of the network. In addition, the device is equipped with an alarm system, including a LED, a diode, a resistor, a limiter, connected in series to the network between the ground wire and the neutral wire.

Известно устройство для защиты потребителя от повышенного и пониженного напряжения в сети переменного тока (патент РФ №2136097, МПК6 H02H 3/20, H02H 3/24, опубл. 27.08.1999), принятое за протоип, содержащее выпрямительный мост, исполнительный элемент, пороговый узел, два стабилизатора напряжения, делитель напряжения сети, узел контроля напряжения сети, формирователь импульсов, счетчик импульсов, узел индикации и узел управления. Устройство обеспечивает мгновенное отключение потребителя от сети при изменении напряжения ниже 170 В и выше 250 В и включение потребителя с задержкой 5 мин при восстановлении напряжения сети выше 170 В и ниже 250 В. Однако известное устройство недостаточно эффективно защищает потребителя электрической энергии, не позволяет контролировать наличие и исправность заземляющего провода, а также имеет достаточно сложную электрическую схему, что влияет на ее надежность.A device is known for protecting a consumer from over and under voltage in an alternating current network (RF patent No. 2136097, IPC 6 H02H 3/20, H02H 3/24, publ. 08/27/1999), adopted as a prototype containing a rectifier bridge, an actuator, threshold node, two voltage stabilizers, network voltage divider, network voltage monitoring unit, pulse shaper, pulse counter, indication unit and control unit. The device provides instant disconnection of the consumer from the network when the voltage changes below 170 V and above 250 V and the consumer turns on with a delay of 5 min when the network voltage is restored above 170 V and below 250 V. However, the known device does not protect the consumer of electrical energy efficiently, does not allow to control the presence of and the health of the ground wire, and also has a fairly complex electrical circuit, which affects its reliability.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности и надежности защиты потребителей электрической энергии от превышения и понижения напряжения в электросети в пределах 180-250 В, от попадания фазного напряжения на нулевой провод при его обрыве, при перекосе фаз, вызванного использованием неисправных электроприборов, например электросварочного аппарата с короткозамкнутыми витками первичной обмотки, и в упрощении электрической схемы устройства. Предлагаемое устройство защищает от грозы, так как схема имеет непосредственное заземление.The technical result to which the claimed invention is directed is to increase the efficiency and reliability of protecting consumers of electric energy from over and undervoltage in the power supply network within 180-250 V, from getting phase voltage to the neutral wire when it is broken, when the phase imbalance caused by the use of faulty electrical appliances, such as an electric welding machine with short-circuited turns of the primary winding, and in simplifying the electrical circuit of the device. The proposed device protects against thunderstorms, since the circuit has direct grounding.

В устройстве защиты электроприборов от повышенного и пониженного напряжения в сети переменного тока и попадания фазного напряжения на нулевой провод, включающем узел контроля напряжения сети, исполнительный узел, узел индикации, выпрямительный мост, новым является то, что устройство снабжено понижающим трансформатором, первичная обмотка которого подключена одним концом к фазному проводу, а ее другой конец заземлен, вторичная обмотка подсоединена к выпрямительному мосту, питающему исполнительный узел, узел контроля напряжения сети включает соленоид, внутри обмотки которого имеется подпружиненный сердечник, с одной стороны сердечник имеет регулировочный винт, с другой стороны удлиненный конец сердечника имеет прорезь, при этом один конец обмотки соленоида подсоединен через диод к фазному проводу, а второй конец через диод, включенный в обратном направлении, подсоединен к нулевому проводу, исполнительный узел включает светодиод и фотодиод, усилитель сигнала, коммутирующее устройство, при этом светодиод и фотодиод образуют через прорезь сердечника соленоида оптопару, светодиод подсоединен к выпрямительному мосту через ограничительное сопротивление, а фотодиод подключен к усилителю сигнала, который нагружен на коммутирующее устройство, управляющее контактами включения и отключения электроприборов.In the device for protecting electrical appliances from over and under voltage in the AC network and phase voltage entering the neutral wire, which includes the network voltage monitoring unit, the executive unit, the display unit, the rectifier bridge, the device is equipped with a step-down transformer, the primary winding of which is connected one end to the phase wire, and its other end is grounded, the secondary winding is connected to the rectifier bridge supplying the actuating unit, the network voltage monitoring unit VK There is a solenoid, inside the winding of which there is a spring-loaded core, on the one hand the core has an adjusting screw, on the other hand, the elongated end of the core has a slot, while one end of the solenoid winding is connected through a diode to a phase wire, and the second end through a diode connected in the opposite direction connected to the neutral wire, the actuating unit includes an LED and a photodiode, a signal amplifier, a switching device, while the LED and the photodiode form an optocouple through the slot of the solenoid core , the LED is connected to the rectifier bridge through the limiting resistance, and the photodiode is connected to a signal amplifier, which is loaded on a switching device that controls the on and off contacts of electrical appliances.

Узел индикации включает двухцветный светодиод, подключенный через ограничительное сопротивление к нулевому проводу, и через диоды - к контактам коммутирующего устройства.The display unit includes a two-color LED connected via a limiting resistance to the neutral wire, and through diodes to the contacts of the switching device.

На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема устройства.Figure 1 presents the electrical circuit diagram of the device.

Устройство защиты электроприборов от повышенного и пониженного напряжения в сети переменного тока и попадания фазного напряжения на нулевой провод содержит входные выводы L, N, Nt для подключения к питающей сети, выходные выводы Rн для подключения к потребителю. Устройство имеет понижающий трансформатор 1, например ТПС-5, первичная обмотка которого подключена одним концом к фазному проводу L, а ее другой конец подключен к проводу Nt - заземлен, в результате на его первичной обмотке стабильно сохраняется напряжение 220 В и, следовательно, схема не нуждается в стабилизации напряжения. Вторичная обмотка трансформатора 1 подсоединена к выпрямительному мосту 2 (КЦ 407А), питающему исполнительный узел, на ней формируется напряжение до 24 В.The device for protecting electrical appliances from over and under voltage in the AC network and phase voltage entering the neutral wire contains input terminals L, N, N t for connecting to the mains, output terminals R n for connecting to the consumer. The device has a step-down transformer 1, for example, TPS-5, the primary winding of which is connected at one end to the phase wire L, and its other end is connected to the wire N t - grounded, as a result, the voltage 220 V is stably stored on its primary winding and, therefore, the circuit does not need voltage stabilization. The secondary winding of the transformer 1 is connected to a rectifier bridge 2 (KTs 407A), which feeds the actuating unit, a voltage of up to 24 V. is formed on it.

Узел контроля напряжения сети включает соленоид SL1 3, рассчитанный на напряжение питания 500 В, внутри обмотки которого имеется сердечник 4 с пружиной 5. С одной стороны сердечник 4 имеет регулировочный винт 6, с другой стороны удлиненный конец сердечника 4 имеет прорезь 7. Один конец обмотки соленоида 3 подсоединен через диод 8 (КД-202Р) к фазному проводу, а второй конец через диод 9 (КД-202Р), включенный в обратном направлении, подсоединен к нулевому проводу N. Диоды 8 и 9 образуют однополупериодную схему выпрямления напряжения, между ними расположен электролитический конденсатор 10, выполняющий роль фильтра для уменьшения пульсаций напряжения, рассчитанный на напряжение 450 В с емкостью 200 МФ. При увеличении напряжения в сети, включая 380 В (попадание фазного напряжения на нулевой провод), сердечник 4 втягивается в соленоид 3, прорезь 7 смещается вместе с сердечником 3, оптическая связь прерывается и через коммутирующее устройство К1 питание сети отключается, при этом конденсатор 10 заряжается до максимального напряжения в сети. Схема будет находиться в этом положении, пока напряжение не достигнет номинального. При достижении номинального напряжения сердечник 3, а вместе с ним и прорезь 7 не вернется в исходное положение, соответствующее номинальному напряжению, до тех пор, пока конденсатор 10 не разрядится через соленоид 3 до напряжения 220 В. В процессе разрядки конденсатора 10 обеспечивается задержка возвращения сердечника 4 соленоида 3 и, соответственно, прорези 7 на время от одной до двух минут. Время задержки возвращения исключает срабатывание коммутирующего устройства при периодическом замыкании фазного провода с нулевым, например, при ветре и перехлестывании проводов.The node for monitoring the network voltage includes a solenoid SL 1 3, designed for a supply voltage of 500 V, inside the winding of which there is a core 4 with a spring 5. On the one hand, the core 4 has an adjustment screw 6, on the other hand, the elongated end of the core 4 has a slot 7. One end the windings of the solenoid 3 are connected through a diode 8 (KD-202P) to a phase wire, and the second end through a diode 9 (KD-202P), connected in the opposite direction, is connected to a neutral wire N. Diodes 8 and 9 form a half-wave voltage rectification circuit, between they located u ektrolitichesky condenser 10 performing as a filter for reducing ripple voltage, rated at 450 V with a capacitance of 200 MF. When the voltage in the network increases, including 380 V (phase voltage hits the neutral wire), the core 4 is pulled into the solenoid 3, the slot 7 is displaced along with the core 3, the optical connection is interrupted and the mains power is disconnected through the switching device K1, while the capacitor 10 is charged to the maximum voltage in the network. The circuit will remain in this position until the voltage reaches the rated voltage. When the rated voltage is reached, the core 3, and with it the slot 7, will not return to its original position corresponding to the rated voltage, until the capacitor 10 is discharged through the solenoid 3 to a voltage of 220 V. During the discharge of the capacitor 10, a delay in the return of the core is provided 4 solenoid 3 and, accordingly, slots 7 for a period of one to two minutes. The return delay time eliminates the operation of the switching device when the phase conductor is periodically closed to zero, for example, during wind and overlapping wires.

Исполнительный узел включает светодиод 11 (АЛС-307) и фотодиод 12 (ФД-5), образующие через прорезь 7 сердечника 4 соленоида SL1 3 оптопару. Светодиод 11 подсоединен к выпрямительному мосту 2 через ограничительное сопротивление 13, а фотодиод 12 подключен к усилителю сигнала, состоящего из двух транзисторов 14 (КТ-315Г и КТ-815Г) и нагруженного на коммутирующее устройство К1, управляющее контактами К1.1 включения и отключения электроприборов. При оптической связи между светодиодом 11 и фотодиодом 12 транзисторы 14 закрыты и коммутирующее устройство К1 обесточено, при этом через нормально замкнутые контакты К1.1 на нагрузку поступает электрический ток сети. При нарушении оптической связи между светодиодом 11 и фотодиодом 12, при повышении или понижении напряжения в сети, сопротивление на фотодиоде 12 увеличивается, транзисторы 14 открываются, коммутирующее устройство К1 срабатывает и отключает через контакты К1.1 нагрузку от электрической сети.The actuating unit includes a LED 11 (ALS-307) and a photodiode 12 (FD-5), forming through the slot 7 of the core 4 of the solenoid SL 1 3 optocoupler. The LED 11 is connected to the rectifier bridge 2 through the limiting resistance 13, and the photodiode 12 is connected to a signal amplifier consisting of two transistors 14 (KT-315G and KT-815G) and loaded on the switching device K1, which controls the contacts K1.1 on and off electrical appliances . With optical communication between the LED 11 and the photodiode 12, the transistors 14 are closed and the switching device K1 is de-energized, while an electric current of the network is supplied to the load through normally closed contacts K1.1. If the optical connection between the LED 11 and the photodiode 12 is broken, when the voltage in the network increases or decreases, the resistance on the photodiode 12 increases, the transistors 14 open, the switching device K1 trips and disconnects the load from the mains through the contacts K1.1.

Между узлом контроля напряжения сети и исполнительным узлом отсутствует электрическая связь, что повышает надежность работы устройства.There is no electrical connection between the network voltage control unit and the executive unit, which increases the reliability of the device.

Узел индикации включает двухцветный светодиод 15, подключенный через ограничительное сопротивление 16 (ОМЛТ-II, 470 К) к нулевому проводу N и через диоды 17 (КД-221) - к контактам К1.1 коммутирующего устройства К1. При нормальном напряжении включается зеленый светодиод, а при аномальном напряжении - красный.The display unit includes a two-color LED 15 connected via a limiting resistance 16 (OMLT-II, 470 K) to the neutral wire N and through diodes 17 (KD-221) to the contacts K1.1 of the switching device K1. At normal voltage, the green LED turns on, and at abnormal voltage - red.

Работает устройство следующим образом. При подаче на соленоид SL1 3 нормального напряжения, предварительно выпрямленного диодами 8 и 9, сердечник 4, поджимаемый пружиной 5, занимает положение, соответствующее рабочему напряжению в сети, питающей электрооборудование. Через прорезь 7 происходит оптическая связь между светодиодом 11 и фотодиодом 12. При колебаниях напряжения сердечник 4 меняет свое положение. Если напряжение в сети возрастает или падает от номинального (180-250 В), сердечник 4 втягивается в соленоид 3 при увеличении напряжения или выталкивается из него пружиной 5 при уменьшении напряжения, при этом прорезь 7 уходит с прежнего положения, оптическая связь между светодиодом 11 и фотодиодом 12 нарушается, что свидетельствует об аварийной ситуации в сети, при этом контакты К1.1 отключают нагрузку.The device operates as follows. When applying to the solenoid SL 1 3 normal voltage previously rectified by diodes 8 and 9, the core 4, pressed by the spring 5, occupies a position corresponding to the operating voltage in the network supplying electrical equipment. Through the slot 7, an optical connection occurs between the LED 11 and the photodiode 12. When the voltage fluctuates, the core 4 changes its position. If the voltage in the network rises or falls from the nominal (180-250 V), the core 4 is drawn into the solenoid 3 when the voltage increases or is pushed out of it by the spring 5 when the voltage decreases, while the slot 7 leaves its previous position, the optical connection between the LED 11 and the photodiode 12 is violated, which indicates an emergency in the network, while the contacts K1.1 disconnect the load.

Прорезь 7 заданной длины регулирует пределы напряжения питающего электрооборудования (180-250 В), так как она непосредственно связана с сердечником 4. Оптопара - светодиод 11 и фотодиод 12 - имеет оптическую связь, когда питающее напряжение сети находится в заданном пределе и электроприборы подключены. Когда напряжение питания больше 250 В или меньше 180 В оптическая связь нарушается и соответственно исполнительная часть схемы отключает нагрузку. Остальные элементы схемы усилителя (резисторы) обеспечивают нормальный режим работы элементов усилителя.Slot 7 of a given length adjusts the voltage limits of the supply electrical equipment (180-250 V), since it is directly connected to the core 4. The optocoupler - LED 11 and photodiode 12 - has an optical connection when the mains voltage is in the specified limit and the electrical devices are connected. When the supply voltage is more than 250 V or less than 180 V, the optical connection is broken and, accordingly, the executive part of the circuit disconnects the load. The remaining elements of the amplifier circuit (resistors) ensure the normal operation of the amplifier elements.

После прекращения действия повышенного напряжения в сети и возврата его к номинальному конденсатор 10, заряженный до 380 В, удерживает сердечник 4 во втянутом положении до тех пор, пока он не разрядится по цепи конденсатор 10 - шунтирующий резистор Rш - обмотка соленоида 3 - конденсатор 10 до напряжения 220 В, после чего оптическая связь через прорезь 7 возобновится и коммутирующее устройство К1 включит нагрузку.After the termination of the increased voltage in the network and its return to the rated capacitor 10, charged up to 380 V, keeps the core 4 in the retracted position until it is discharged along the circuit capacitor 10 - shunt resistor Rш - solenoid winding 3 - capacitor 10 to voltage of 220 V, after which the optical connection through the slot 7 will resume and the switching device K1 will turn on the load.

При падении напряжения ниже 180 В пружина 5, уравновешивающая момент силы втягивания сердечника 4, начнет выдавливать его из соленоида 3 за счет перемещения прорези 7, оптическая связь прервется и произойдет отключение нагрузки. При возвращении напряжения в номинальное (220 В) сердечник 4 втягивается в соленоид 3 и прорезь 7 восстанавливает оптическую связь и через коммутирующее устройство К1 происходит подключение нагрузки.When the voltage drops below 180 V, the spring 5, balancing the moment of pulling force of the core 4, will begin to squeeze it out of the solenoid 3 by moving the slot 7, the optical connection will be interrupted and the load will be disconnected. When the voltage returns to the nominal (220 V) core 4 is pulled into the solenoid 3 and the slot 7 restores the optical connection and the load is connected through the switching device K1.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность и эффективность защиты электроприборов при колебании напряжения как в большую, так и в меньшую стороны, за счет того что отключение потребителя от сети при изменении напряжения ниже 180 В и выше 250 В и включение потребителя с задержкой 1-2 мин при восстановлении напряжения сети выше 180 В и ниже 250 В осуществляется исполнительным узлом, на основе оптической связи, образованной оптопарой светодиод и фотодиод и прорезью в сердечнике соленоида, которая определяет заданные пределы напряжения. Отсутствие электрической связи между узлом контроля напряжения сети и исполнительным узлом повышает надежность работы устройства. Кроме того, наличие заземленного конца первичной обмотки трансформатора создает стабильное напряжение на его вторичной обмотке, что позволяет существенно упростить электропитание элементов схемы устройства, повысить его надежность, а также является громоотводом.Thus, the proposed technical solution allows to increase the reliability and efficiency of protection of electrical appliances during voltage fluctuations, both up and down, due to the fact that disconnecting the consumer from the network when the voltage changes below 180 V and above 250 V and turning on the consumer with a delay of 1 -2 min when restoring the mains voltage above 180 V and below 250 V is carried out by the actuating unit, based on the optical connection formed by the optocoupler LED and photodiode and a slot in the core of the solenoid, which determines the nye voltage limits. The lack of electrical connection between the node monitoring the voltage of the network and the Executive node increases the reliability of the device. In addition, the presence of a grounded end of the primary winding of the transformer creates a stable voltage on its secondary winding, which can significantly simplify the power supply of the circuit elements of the device, increase its reliability, and is also a lightning rod.

Claims (2)

1. Устройство защиты электроприборов от повышенного и пониженного напряжения в сети переменного тока и попадания фазного напряжения на нулевой провод, включающее узел контроля напряжения сети, исполнительный узел, узел индикации, выпрямительный мост, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено понижающим трансформатором, первичная обмотка которого подключена одним концом к фазному проводу, а ее другой конец - заземлен, вторичная обмотка подсоединена к выпрямительному мосту, питающему исполнительный узел, узел контроля напряжения сети включает соленоид, внутри обмотки которого имеется подпружиненный сердечник, с одной стороны сердечник имеет регулировочный винт, с другой стороны удлиненный конец сердечника имеет прорезь, при этом один конец обмотки соленоида подсоединен через диод к фазному проводу, а второй конец через диод, включенный в обратном направлении, подсоединен к нулевому проводу, исполнительный узел включает светодиод и фотодиод, усилитель сигнала, коммутирующее устройство, при этом светодиод и фотодиод образуют через прорезь сердечника соленоида оптопару, светодиод подсоединен к выпрямительному мосту через ограничительное сопротивление, а фотодиод подключен к усилителю сигнала, который нагружен на коммутирующее устройство, управляющее контактами включения и отключения электроприборов.1. A device for protecting electrical appliances from over and under voltage in an alternating current network and phase voltage falling onto a neutral wire, including a network voltage monitoring unit, an executive unit, an indication unit, a rectifier bridge, characterized in that the device is additionally equipped with a step-down transformer, the primary winding of which connected at one end to the phase wire, and its other end is grounded, the secondary winding is connected to a rectifier bridge supplying the actuating unit, the control unit The mains voltage includes a solenoid, inside the winding of which there is a spring-loaded core, on the one hand the core has an adjustment screw, on the other hand, the elongated end of the core has a slot, while one end of the solenoid winding is connected through a diode to a phase wire, and the second end through a diode included in in the opposite direction, connected to the neutral wire, the actuating unit includes an LED and a photodiode, a signal amplifier, a switching device, while the LED and the photodiode form sol Noida optocoupler LED is connected to the rectifier bridge through the limiting resistance and the photodiode is connected to a signal amplifier, which is loaded by a switching device controlling contacts on and off electrical devices. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел индикации включает двухцветный светодиод, подключенный через ограничительное сопротивление к нулевому проводу, и через диоды к контактам коммутирующего устройства. 2. The device according to claim 1, characterized in that the display unit includes a two-color LED connected via a limiting resistance to a neutral wire, and through diodes to the contacts of the switching device.
RU2011119263/07A 2011-05-16 2011-05-16 Protection device of electric appliances against increased and decreased voltage in ac mains and impact of phase voltage on zero conductor RU2478246C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011119263/07A RU2478246C2 (en) 2011-05-16 2011-05-16 Protection device of electric appliances against increased and decreased voltage in ac mains and impact of phase voltage on zero conductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011119263/07A RU2478246C2 (en) 2011-05-16 2011-05-16 Protection device of electric appliances against increased and decreased voltage in ac mains and impact of phase voltage on zero conductor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011119263A RU2011119263A (en) 2012-11-27
RU2478246C2 true RU2478246C2 (en) 2013-03-27

Family

ID=49151522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011119263/07A RU2478246C2 (en) 2011-05-16 2011-05-16 Protection device of electric appliances against increased and decreased voltage in ac mains and impact of phase voltage on zero conductor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2478246C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1026226A2 (en) * 1982-01-25 1983-06-30 Vokhmyanin Vladislav G Device for overvoltage and undervoltage protection of electric device
GB2203907A (en) * 1987-03-09 1988-10-26 Qualcast Garden Prod Testing residual current circuit breakers
RU2072602C1 (en) * 1994-07-25 1997-01-27 Николай Иванович Филиппов Circuit breaker for electric device
RU2136097C1 (en) * 1998-03-17 1999-08-27 Волошин Аркадий Иосифович Device for user protection against over and under voltage in alternating current mains
RU39230U1 (en) * 2004-03-29 2004-07-20 Кужеков Станислав Лукьянович DEVICE FOR PROTECTING SINGLE-PHASE ELECTRIC RECEIVERS FROM RISING VOLTAGE
RU2340060C2 (en) * 2004-04-19 2008-11-27 Тринити С.А. Protective method and device for ground fault prevention

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1026226A2 (en) * 1982-01-25 1983-06-30 Vokhmyanin Vladislav G Device for overvoltage and undervoltage protection of electric device
GB2203907A (en) * 1987-03-09 1988-10-26 Qualcast Garden Prod Testing residual current circuit breakers
RU2072602C1 (en) * 1994-07-25 1997-01-27 Николай Иванович Филиппов Circuit breaker for electric device
RU2136097C1 (en) * 1998-03-17 1999-08-27 Волошин Аркадий Иосифович Device for user protection against over and under voltage in alternating current mains
RU39230U1 (en) * 2004-03-29 2004-07-20 Кужеков Станислав Лукьянович DEVICE FOR PROTECTING SINGLE-PHASE ELECTRIC RECEIVERS FROM RISING VOLTAGE
RU2340060C2 (en) * 2004-04-19 2008-11-27 Тринити С.А. Protective method and device for ground fault prevention

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011119263A (en) 2012-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102638114B (en) Power supply device of current transformer
US7423854B2 (en) Interruption circuit with improved shield
US20190212713A1 (en) Power grid system
US10951057B1 (en) Reliable power module for improved substation device availability
CN106129954A (en) Chopper
Bhosale et al. Over voltage, under voltage protection of electrical equipment
US20170149379A1 (en) Interconnect device for use in islanding a microgrid
CN113394878A (en) Low-voltage power grid physical topology automatic identification generating circuit
CN205622200U (en) Circuit and switch board with overvoltage protection
RU2478246C2 (en) Protection device of electric appliances against increased and decreased voltage in ac mains and impact of phase voltage on zero conductor
Deng et al. Smart plug 2.0: Solid state smart plugs preventing fire and shock hazards in smart homes and offices
Solangi et al. Selective Coordination of GaN-Based Solid State Circuit Breakers
JP2011160517A (en) Overcurrent protection circuit, and switching power supply device
EA018813B1 (en) Alternating voltage stabiliser (embodiments)
CN203387397U (en) Soft starting circuit structure of large-power photovoltaic inverter auxiliary power supply
US11038336B1 (en) Redundant power module and discharge circuit for improved substation device availability
CN108512484B (en) Motor protection measurement and control method with anti-interference function
CN205986105U (en) Circuit breaker zero -pressure time delay trip gear
US11469660B2 (en) Inrush current limiting power supply
CN205846698U (en) There is the RCCB of overvoltage protection and low-voltage protection
CN104158160A (en) E-type pole-mounted-switch-based 10 KV distribution line and fault detection method
CN212811269U (en) High-explosion switch with anti-electric-dazzling function
CN109672156A (en) The electronic switch containing soft start and defencive function for direct-flow distribution system
CN214204937U (en) 110kV transformer substation based on full-control hybrid bridge type high-temperature superconducting current limiter
CN111327035B (en) High-speed switching device of arc extinction cabinet

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130517