RU42917U1

RU42917U1 - SHEVCHUK PROTECTIVE DISABLING DEVICE (OPTIONS)

Info

Publication number: RU42917U1
Application number: RU2004123148/22U
Authority: RU
Inventors: А.С. Шевчук
Original assignee: Шевчук Александр Сергеевич
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2004-12-20

Abstract

1. Устройство защитного отключения, содержащее датчик фазного тока, датчик напряжения, источник опорного напряжения, два компаратора, первые входы которых подключены к датчику фазного тока и к датчику напряжения, а вторые входы подключены к выходу источника опорного напряжения, исполнительный орган защиты и логический элемент И, входы которого подключены к выходам компараторов, а выход подключен к исполнительному органу защиты, отличающееся тем, что в него введены коммутирующий аппарат, силовые цепи которого включены в фазный и нулевой провода электрической сети, трансформатор, вход которого подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а первый выход подключен к датчику напряжения, и блок источников питания, вход которого подключен к второму выходу трансформатора, первый выход подключен к источнику опорного напряжения, второй выход подключен к второму входу исполнительного органа защиты, выходные цепи которого включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, а третий выход соединен с третьими входами обоих компараторов и с датчиком фазного тока, который подключен к фазному проводу электрической сети.2. Устройство защитного отключения, содержащее датчик фазного тока, датчик напряжения, источник опорного напряжения, два компаратора, первые входы которых подключены к датчику фазного тока и к датчику напряжения, а вторые входы подключены к выходу источника опорного напряжения, исполнительный орган защиты и логический элемент И, входы которого подключены к выходам компараторов, отличающееся тем, что в него введены коммутирующий аппарат, силовые цепи которого включены в фаз�1. A residual current device comprising a phase current sensor, a voltage sensor, a reference voltage source, two comparators, the first inputs of which are connected to a phase current sensor and a voltage sensor, and the second inputs are connected to the output of the reference voltage source, an executive protection element, and a logic element And, the inputs of which are connected to the outputs of the comparators, and the output is connected to the executive body of protection, characterized in that a switching device is introduced into it, the power circuits of which are included in the phase and zero the electric network, a transformer whose input is connected to the input power circuits of the switching apparatus, and the first output is connected to a voltage sensor, and a power supply unit, whose input is connected to the second output of the transformer, the first output is connected to a reference voltage source, the second output is connected to the second the input of the executive protection body, the output circuits of which are connected in series to the power circuit of the switching device, and the third output is connected to the third inputs of both comparators and to the phase sensor current, which is connected to the phase conductor of the electrical network. 2. A residual current device comprising a phase current sensor, a voltage sensor, a reference voltage source, two comparators, the first inputs of which are connected to the phase current sensor and the voltage sensor, and the second inputs are connected to the output of the reference voltage source, the protective actuator and the logical element And, the inputs of which are connected to the outputs of the comparators, characterized in that a switching device is introduced into it, the power circuits of which are included in the phase�

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защитного отключения, предназначенным для защиты электрических сетей и электроустановок от токов короткого замыкания или перегрузки, для защиты от пожаров зданий, помещений или квартир, возникающих при коротком замыкании или перегрузки в электропроводке, в электрической сети или в электроустановке, для защиты человека от поражения электрическим током.The invention relates to electrical engineering, in particular to residual current devices designed to protect electrical networks and electrical installations against short circuit currents or overloads, to protect against fires of buildings, premises or apartments that occur during short circuits or overloads in electrical wiring, in an electrical network or in electrical installation, to protect a person from electric shock.

Известны аппараты защиты электрической сети от токов перегрузки и короткого замыкания, например, плавкие предохранители или тепловые аппараты защиты, основанные на тепловой деформации биметаллической пластины, описанные в книге В.Т.Морозовского, И.М.Синдеева, К.Д.Рунова «Системы электроснабжения летательных аппаратов». М. Машиностроение, 1973. Они защищают электрическую сеть от превышения током в приемнике допустимого значения определенной кратности.Known devices for protecting the electric network from overload and short circuit currents, for example, fuses or thermal protection devices based on thermal deformation of a bimetallic plate, described in the book by V.T. Morozovsky, I.M.Sindeev, K.D. Runov "Systems power supply aircraft ”. M. Engineering, 1973. They protect the electric network from exceeding the current in the receiver of the permissible value of a certain multiplicity.

Недостатками этих аппаратов защиты являются: наличие кратности по току перегрузки (например, в 5, 7 или 12 раз), большое время срабатывания, невозможно с высокой точностью установить порог срабатывания, не способны защитить человека от поражения электрическим током, так как они не реагируют на токи утечки, возникающие при касании человека к токонесущим проводам.The disadvantages of these protection devices are: the presence of a multiplicity in the overload current (for example, 5, 7 or 12 times), a long response time, it is impossible to set the response threshold with high accuracy, they are not able to protect a person from electric shock, since they do not respond to leakage currents that occur when a person touches current-carrying wires.

Известен автомат защиты (Патент №2121205, Н 02 Н 5/12, 3/08, 1998, Бюл. №30), состоящий из дифференциального трансформатора тока, первичные обмотки которого образуют фазный и нейтральный провода, коммутирующего элемента, устройства управления коммутирующим элементом, питаемого от сети и подключенного к вторичной обмотке дифференциального трансформатора тока, последовательно с дифференциальным трансформатором тока включен аппарат защиты сети от токов перегрузки и короткого замыкания, а коммутирующий элемент включен с возможностью замыкания между собой зажимов токоприемника при превышении током утечки своего допустимого значения.A known circuit breaker (Patent No. 2121205, H 02 H 5/12, 3/08, 1998, Bull. No. 30), consisting of a differential current transformer, the primary windings of which form phase and neutral wires, a switching element, a switching element control device, a differential current transformer powered from the network and connected to the secondary winding, the device for protecting the network from overload and short circuit currents is connected in series with the differential current transformer, and the switching element is connected with the possibility of short-circuiting between clamps of the current collector when the leakage current exceeds its permissible value.

Недостатками этого аппарата защиты являются: при срабатывании автомата защиты происходит отключение только фазного проводника, что не соответствует требованиям п.1.7 нормативного документа «Временные указания по применению устройств защитного отключения в электроустановках жилых зданий», утвержденного Главгосэнергонадзором России 17.04.97 г., искусственное закорачивание фазного проводника на нейтральный при несрабатывании аппарата защиты сети может привести к пожару или выходу из строя токоприемника, если в его составе имеются другие источники электроэнергии (например, аккумуляторы или конденсаторы большой емкости).The disadvantages of this protection device are: when the circuit breaker is triggered, only the phase conductor is switched off, which does not meet the requirements of clause 1.7 of the normative document "Temporary instructions for the use of residual current circuit breakers in electrical installations of residential buildings", approved by the Glavgosenergonadzor of Russia on 04.17.97, artificial shorting a phase conductor to neutral when the network protection device does not work, it can lead to fire or failure of the current collector, if it contains other Sources of electric power (e.g., batteries or large-capacity capacitors).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для реализации описываемого способа защиты The closest technical solution, selected as a prototype, is a device for implementing the described method of protection

преобразователя /Авторское свидетельство №1501860, Н 02 Н 7/12, 1989), содержащее датчик фазного тока преобразователя, датчик выходного напряжения, источник опорного напряжения, два компаратора, первые входы которых подключены к датчику фазного тока и к датчику выходного напряжения, а вторые входы подключены к выходу источника опорного напряжения, исполнительный орган защиты и логический элемент И, входы которого подключены к выходам компараторов, а выход подключен к исполнительному органу защиты.converter / Copyright certificate No. 1501860, Н 02 Н 7/12, 1989), which contains the phase-current sensor of the converter, the output voltage sensor, the reference voltage source, two comparators, the first inputs of which are connected to the phase current sensor and to the output voltage sensor, and the second the inputs are connected to the output of the reference voltage source, the actuator of protection and the logical element AND, the inputs of which are connected to the outputs of the comparators, and the output is connected to the actuator of the protection.

Недостатками этого устройства являются: это устройство предназначено для встраивания в преобразовательное устройство и не может быть применено для защиты электрических сетей и находящихся в эксплуатации электроустановок от токов короткого замыкания или перегрузки, для защиты от пожаров зданий, помещений или квартир, возникающих при коротких замыканиях и перегрузках, так как в нем отсутствуют: коммутирующий аппарат, трансформатор, источник питания, датчик тока утечки, а также оно не реагирует на токи утечки, возникающие при касании человека к токоведущим проводам.The disadvantages of this device are: this device is designed to be embedded in a converter device and cannot be used to protect electrical networks and electrical installations in operation from short circuit currents or overloads, to protect buildings, premises or apartments from fires arising from short circuits and overloads since it is missing: a switching device, a transformer, a power source, a leakage current sensor, and it does not respond to leakage currents that occur when people touch century with live wires.

Технический результат - при срабатывании устройства защитного отключения (фиг.1) происходит отключение всех проводников электрической сети от источника электроэнергии или от электроустановки, обеспечена возможность установки с высокой точностью любой величины порога срабатывания устройства защитного отключения, применение устройства защитного отключения для защиты находящихся в эксплуатации электрических сетей и электроустановок от коротких замыканий или перегрузок, для защиты от пожаров зданий, помещений или квартир, возникающих при коротком замыкании в электропроводке, в электрической сети или в электроустановке.EFFECT: when the protective shutdown device is triggered (Fig. 1), all conductors of the electric network are disconnected from the electric power source or from the electrical installation, it is possible to set with high accuracy any threshold value of the protective shutdown device, the use of the protective shutdown device to protect electrical in operation networks and electrical installations against short circuits or overloads, for protection against fires of buildings, premises or apartments arising with a short circuit in the wiring, in the electrical network or in the electrical installation.

При срабатывании устройства защитного отключения (фиг.2) происходит отключение всех проводников электрической сети от источника электроэнергии или от электроустановки, обеспечена возможность установки с высокой точностью любой величины порога срабатывания устройства защитного отключения, применение устройства защитного отключения для защиты находящихся в эксплуатации электрических сетей и электроустановок от коротких замыканий или перегрузок, для защиты от пожаров зданий, помещений или квартир, возникающих при коротком замыкании в электропроводке, в электрической сети или в электроустановке, для защиты человека от поражения электрическим током.When the protective shutdown device is activated (Fig. 2), all conductors of the electric network are disconnected from the electric power source or from the electrical installation, it is possible to set with high accuracy any threshold value of the protective shutdown device, the use of the protective shutdown device to protect electrical networks and installations in operation from short circuits or overloads, for protection against the fires of buildings, premises or apartments arising from a short circuit in electrical wiring, in an electrical network or in an electrical installation, to protect a person from electric shock.

Технический результат (фиг.1) достигается тем, что в устройство защитного отключения введены коммутирующий аппарат, силовые цепи которого включены в фазный и нулевой провода электрической сети, трансформатор, вход которого подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а первый выход подключен к датчику напряжения, и блок источников питания, вход которого подключен к второму выходу трансформатора, первый выход подключен к источнику опорного напряжения, второй выход подключен к второму входу исполнительного органа защиты, выходные цепи которого включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, а третий выход соединен с третьими входами обоих компараторов и с датчиком фазного тока, который подключен к фазному проводу электрической сети.The technical result (Fig. 1) is achieved by the fact that a switching device is introduced into the residual current device, the power circuits of which are included in the phase and zero wires of the electric network, a transformer whose input is connected to the input power circuits of the switching device, and the first output is connected to a voltage sensor , and the power supply unit, the input of which is connected to the second output of the transformer, the first output is connected to the voltage reference source, the second output is connected to the second input of the protection executive body, you the drive circuits of which are connected in series to the power circuit of the switching apparatus, and the third output is connected to the third inputs of both comparators and to the phase current sensor, which is connected to the phase wire of the electrical network.

Технический результат (фиг.2) достигается тем, что в устройство защитного отключения введены коммутирующий аппарат, силовые цепи которого включены в фазный и нулевой провода электрической сети, трансформатор, вход которого подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, The technical result (figure 2) is achieved by the fact that a switching device is introduced into the residual current device, the power circuits of which are included in the phase and zero wires of the electric network, a transformer whose input is connected to the input power circuits of the switching device,

а первый выход подключен к датчику напряжения, блок источников питания, вход которого подключен к второму выходу трансформатора, первый выход подключен к источнику опорного напряжения, второй выход подключен к второму входу исполнительного органа защиты, выходные цепи которого включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, а третий выход соединен с третьими входами обоих компараторов и с датчиком фазного тока, который подключен к фазному проводу электрической сети, логический элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу логического элемента И, а выход подключен к первому входу исполнительного органа защиты, датчик тока утечки, который подключен к фазному и нулевому проводам электрической сети, и третий компаратор, первый вход которого соединен с выходом датчика тока утечки, второй вход соединен с выходом источника опорного напряжения, третий вход соединен с третьим выходом блока источников питания, а выход подключен к второму входу логического элемента ИЛИ.and the first output is connected to a voltage sensor, the power supply unit, the input of which is connected to the second output of the transformer, the first output is connected to a reference voltage source, the second output is connected to the second input of the protective protection organ, the output circuits of which are connected in series to the power circuit of the switching device, and the third output is connected to the third inputs of both comparators and to the phase current sensor, which is connected to the phase wire of the electric network, an OR logic element, the first input of which is connected is connected to the output of the logic element AND, and the output is connected to the first input of the executive protection element, a leakage current sensor that is connected to the phase and neutral wires of the electric network, and a third comparator, the first input of which is connected to the output of the leakage current sensor, the second input is connected to the output reference voltage source, the third input is connected to the third output of the power supply unit, and the output is connected to the second input of the OR logic element.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию «новизна».Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with their criterion of "novelty."

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «существенные отличия».In the study of other well-known technical solutions in this technical field, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства защитного отключения; на фиг.2 другой вариант функциональной схемы устройства защитного отключения,Figure 1 presents a functional diagram of a residual current device; figure 2 is another variant of the functional circuit of the residual current device,

Устройство защитного отключения (фиг.1) состоит из датчика фазного тока 1, компаратора 2, логического элемента И 3, исполнительного органа защиты 4, коммутирующего аппарата 5, трансформатора 6, датчика напряжения 7, компаратора 8, блока источников питания 9 и источника опорного напряжения 10.The protective shutdown device (Fig. 1) consists of a phase current sensor 1, a comparator 2, an AND 3 logic element, an actuator 4, a switching device 5, a transformer 6, a voltage sensor 7, a comparator 8, a power supply unit 9 and a reference voltage source 10.

Датчик фазного тока 1 предназначен для контроля величины тока, протекающего в проводах электрической сети. Датчик фазного тока вырабатывает напряжение пропорциональное току, протекающему в проводах электрической сети. Величина этого напряжения устанавливается переменным резистором.The phase current sensor 1 is designed to control the magnitude of the current flowing in the wires of the electrical network. The phase current sensor generates a voltage proportional to the current flowing in the wires of the electrical network. The value of this voltage is set by a variable resistor.

Компаратор 2 предназначен для сравнения напряжения, снимаемого с датчика фазного тока 1, с опорным напряжением и выработки управляющего напряжения.Comparator 2 is designed to compare the voltage taken from the phase current sensor 1, with the reference voltage and the generation of control voltage.

Логический элемент И 3 предназначен для реализации функции логического совпадения двух напряжений, поступающих на его входы, и выработки управляющего напряжения.The logical element And 3 is designed to implement the function of the logical coincidence of the two voltages supplied to its inputs, and the generation of control voltage.

Исполнительный орган защиты 4 предназначен для размыкания цепи питания коммутирующего аппарата 5 при возникновении короткого замыкания или перегрузки.The executive protection element 4 is designed to open the power circuit of the switching device 5 in the event of a short circuit or overload.

Коммутирующий аппарат 5 предназначен для отключения электрической сети от источника электроэнергии или от электроустановки при возникновении короткого замыкания или перегрузки.The switching device 5 is designed to disconnect the electrical network from a source of electricity or from an electrical installation in the event of a short circuit or overload.

Трансформатор 6 предназначен для понижения напряжения электрической сети до требуемых значений, гальванической развязки выходных напряжений от электрической сети и обеспечения питанием устройства защитного отключения.Transformer 6 is designed to lower the voltage of the electric network to the required values, galvanically decouple the output voltages from the electric network and provide power to the protective shutdown device.

Датчик напряжения 7 предназначен для контроля величины напряжения электрической сети и вырабатывает пониженное напряжение, пропорциональное The voltage sensor 7 is designed to control the magnitude of the voltage of the electrical network and produces a reduced voltage proportional to

напряжению электрической сети. Величина этого напряжения устанавливается переменным резистором.mains voltage. The value of this voltage is set by a variable resistor.

Компаратор 8 предназначен для сравнения напряжения, снимаемого с датчика напряжения 7, с опорным напряжением и выработки управляющего напряжения.The comparator 8 is designed to compare the voltage taken from the voltage sensor 7, with the reference voltage and the generation of control voltage.

Блок источников питания 9 вырабатывает напряжения, необходимые для питания устройства защитного отключения.The power supply unit 9 generates the voltage necessary to power the residual current device.

Источник опорного напряжения 10 предназначен для выработки опорного напряжения. Он вырабатывает высокостабильное напряжение, которое используется в качестве опорного напряжения в узлах сравнения компараторов.The reference voltage source 10 is designed to generate a reference voltage. It produces a highly stable voltage, which is used as a reference voltage in the comparator comparison nodes.

На фиг.2 представлен второй вариант функциональной схемы устройства защитного отключения.Figure 2 presents the second variant of the functional diagram of the protective shutdown device.

Устройство защитного отключения по второму варианту состоит из датчика фазного тока 1, компаратора 2, логического элемента И 3, исполнительного органа защиты 4, коммутирующего аппарата 5, трансформатора 6, датчика напряжения 7, компаратора 8, блока источников питания 9, источника опорного напряжения 10, логического элемента ИЛИ 11, датчика тока утечки 12 и компаратора 13.The protective shutdown device according to the second embodiment consists of a phase current sensor 1, comparator 2, logic element 3, actuator 4, switching device 5, transformer 6, voltage sensor 7, comparator 8, power supply unit 9, reference voltage source 10, OR gate 11, leakage current sensor 12, and comparator 13.

Исполнительный орган защиты 4 предназначен для размыкания цепи питания коммутирующего аппарата 5 при возникновении короткого замыкания, при перегрузке или при появлении тока утечки.The executive protection element 4 is designed to open the power circuit of the switching device 5 when a short circuit occurs, during overload, or when a leakage current occurs.

Коммутирующий аппарат 5 предназначен для отключения электрической сети от источника электроэнергии или от электроустановки при возникновении короткого замыкания, при перегрузке или при появлении тока утечки.The switching device 5 is designed to disconnect the electrical network from a source of electricity or from an electrical installation when a short circuit occurs, during overload, or when a leakage current occurs.

Датчик напряжения 7 предназначен для контроля величины напряжения электрической сети и вырабатывает пониженное напряжение, пропорциональное напряжению электрической сети. Величина этого напряжения устанавливается переменным резистором.The voltage sensor 7 is designed to control the magnitude of the voltage of the electrical network and generates a reduced voltage proportional to the voltage of the electrical network. The value of this voltage is set by a variable resistor.

Логический элемент ИЛИ 11 предназначен для реализации функции логического сложения двух напряжений, поступающих на его входы, и выработки управляющего напряжения.The logic element OR 11 is designed to implement the function of the logical addition of two voltages supplied to its inputs, and the generation of control voltage.

Датчик тока утечки 12 предназначен для выработки напряжения пропорционального току утечки, которое появляется при нарушении баланса мгновенных значений токов в фазном и нулевом проводах.The leakage current sensor 12 is designed to generate a voltage proportional to the leakage current, which appears when the balance of the instantaneous values of the currents in the phase and neutral wires is disturbed.

Компаратор 13 предназначен для сравнения напряжения, снимаемого с датчика тока утечки 12, с опорным напряжением, величина которого устанавливается переменным резистором, и выработки управляющего напряжения.The comparator 13 is designed to compare the voltage taken from the leakage current sensor 12, with a reference voltage, the value of which is set by a variable resistor, and the generation of control voltage.

Устройство защитного отключения (фиг.1) работает следующим образом.The protective shutdown device (figure 1) works as follows.

Напряжение от источника электроэнергии через коммутирующий аппарат 5 поступает в электрическую сеть или к электроустановке. В исходном состоянии (нормальная работа электрической сети или электроустановки) напряжение от датчика фазного тока 1, поступающее на первый вход компаратора 2, не превышает напряжение, поступающее на второй вход компаратора 2 от источника опорного напряжения 10. Напряжение от датчика напряжения 7, поступающее на первый вход компаратора 8, превышает напряжение, поступающее на второй вход компаратора 8 от источника опорного напряжения 10. В результате этого на выходах компараторов 2 и 8 присутствуют напряжения, запирающие входы логического элемента И 3. Поэтому на выходе логического элемента И 3 отсутствует управляющее напряжение. Коммутирующий аппарат 5 включен в работу исполнительным органом защиты 4.The voltage from the power source through the switching device 5 is supplied to the electrical network or to the electrical installation. In the initial state (normal operation of the electrical network or electrical installation), the voltage from the phase current sensor 1, supplied to the first input of the comparator 2, does not exceed the voltage supplied to the second input of the comparator 2 from the reference voltage source 10. The voltage from the voltage sensor 7, supplied to the first the input of the comparator 8 exceeds the voltage supplied to the second input of the comparator 8 from the source of the reference voltage 10. As a result, the outputs of the comparators 2 and 8 contain voltages blocking the inputs of the logical ele ment And 3. Therefore, at the output of the logic element And 3 there is no control voltage. The switching device 5 is included in the work of the executive body of protection 4.

При коротком замыкании (перегрузке) в электрической сети или в электроустановке в проводах электрической сети возрастет фазный ток и понизится напряжение в электрической сети на величину падения напряжения на проводах электрической сети. Следовательно, увеличится выходное напряжение, снимаемое с датчика фазного тока 1, и уменьшится выходное напряжение, снимаемое с датчика выходного напряжения 7.In case of a short circuit (overload) in the electric network or in the electrical installation in the wires of the electric network, the phase current will increase and the voltage in the electric network will decrease by the magnitude of the voltage drop across the wires of the electric network. Therefore, the output voltage taken from the phase current sensor 1 will increase, and the output voltage taken from the output voltage sensor 7 will decrease.

Когда выходное напряжение датчика фазного тока 1 превысит опорное напряжение на втором входе компаратора 2, а выходное напряжение датчика напряжения 7 станет меньше опорного напряжения на втором входе компаратора 8, тогда на выходах компараторов 2 и 8 появятся управляющие напряжения, отпирающие входы логического элемента И 3. Это приведет к появлению напряжения на выходе логического элемента И 3, к срабатыванию исполнительного органа защиты 4 и к выключению коммутирующего аппарата 5. Коммутирующий аппарат 5 отключит электрическую сеть от источника электроэнергии или от электроустановки.When the output voltage of the phase current sensor 1 exceeds the reference voltage at the second input of the comparator 2, and the output voltage of the voltage sensor 7 becomes lower than the reference voltage at the second input of the comparator 8, then control voltages appear on the outputs of the comparators 2 and 8, unlocking the inputs of the AND 3 logic element. This will lead to the appearance of voltage at the output of the logical element And 3, to the actuation of the Executive body of protection 4 and to turn off the switching device 5. The switching device 5 will disconnect the electrical network from regular enrollment electricity or electrical.

Устройство защитного отключения по фиг.2 работает следующим образом.The protective shutdown device of figure 2 works as follows.

Напряжение от источника электроэнергии через коммутирующий аппарат 5 поступает в электрическую сеть или к электроустановке. В исходном состоянии (нормальная работа электрической сети или электроустановки) напряжение от датчика фазного тока 1, поступающее на первый вход компаратора 2, не превышает напряжение, поступающее на второй вход компаратора 2 от источника опорного напряжения 10. Напряжение от датчика напряжения 7, поступающее на первый вход компаратора 8, превышает напряжение, поступающее на второй вход компаратора 8 от источника опорного напряжения 10. Напряжение от датчика тока утечки 12, поступающее на первый вход компаратора 13, не превышает напряжение, поступающее на второй вход компаратора 13 от источника опорного напряжения 10.The voltage from the power source through the switching device 5 is supplied to the electrical network or to the electrical installation. In the initial state (normal operation of the electrical network or electrical installation), the voltage from the phase current sensor 1, supplied to the first input of the comparator 2, does not exceed the voltage supplied to the second input of the comparator 2 from the reference voltage source 10. The voltage from the voltage sensor 7, supplied to the first the input of the comparator 8 exceeds the voltage supplied to the second input of the comparator 8 from the reference voltage source 10. The voltage from the leakage current sensor 12 supplied to the first input of the comparator 13 does not exceed the voltage blunt the second input of the comparator 13 from reference voltage source 10.

В результате этого на выходах компараторов 2 и 8 присутствуют напряжения, запирающие входы логического элемента И 3, а на выходе компаратора 13 управляющее напряжение отсутствует. Поэтому на выходах логических элементов ИЗ и ИЛИ 11 отсутствуют управляющие напряжения. Коммутирующий аппарат 5 включен в работу исполнительным органом защиты 4.As a result of this, there are voltages at the outputs of comparators 2 and 8, blocking the inputs of logic element And 3, and there is no control voltage at the output of comparator 13. Therefore, there are no control voltages at the outputs of the logic elements FROM OR OR 11. The switching device 5 is included in the work of the executive body of protection 4.

Когда выходное напряжение датчика фазного тока 1 превысит опорное напряжение на втором входе компаратора 2, а выходное напряжение датчика напряжения 7 станет меньше опорного напряжения на втором входе компаратора 8, тогда на выходах компараторов 2 и 8 появятся напряжения, отпирающие входы логического элемента И 3. Это приведет к появлению напряжения на выходе логического элемента И 3, которое через логический элемент ИЛИ 11 поступит на вход исполнительного органа защиты 4, к срабатыванию исполнительного органа защиты 4 и к выключению коммутирующего аппарата 5. Коммутирующий аппарат 5 отключит электрическую сеть от источника электроэнергии или от электроустановки.When the output voltage of the phase current sensor 1 exceeds the reference voltage at the second input of the comparator 2, and the output voltage of the voltage sensor 7 becomes lower than the reference voltage at the second input of the comparator 8, then voltages appear on the outputs of the comparators 2 and 8, which unlock the inputs of the logic element 3. This will lead to the appearance of voltage at the output of the logical element And 3, which through the logical element OR 11 will go to the input of the executive protection 4, to the actuation of the executive protection 4 and to turn off the commutator unit 5. The switching unit 5 will disconnect the electrical network from the source of electricity or from the electrical installation.

Мгновенные значения токов в фазном и нулевом проводах при нормальной работе электрической сети или электроустановки остаются равными друг другу и противоположными по направлению, поэтому напряжение на выходе датчика тока утечки 12 близко к нулю. Напряжение от датчика тока утечки 12, поступающее на первый вход компаратора 13, не превышает напряжение, подаваемое на второй вход компаратора 13 от источника опорного напряжения 10. В результате этого на выходе компаратора 13 отсутствует управляющее напряжение.The instantaneous values of the currents in the phase and neutral wires during normal operation of the electrical network or electrical installation remain equal to each other and opposite in direction, therefore, the voltage at the output of the leakage current sensor 12 is close to zero. The voltage from the leakage current sensor 12 supplied to the first input of the comparator 13 does not exceed the voltage supplied to the second input of the comparator 13 from the reference voltage source 10. As a result, the control voltage is not output from the comparator 13.

При возникновении тока утечки нарушается баланс мгновенных значений токов в фазном и нулевом проводах, что приводит к появлению напряжения на выходе датчика тока утечки 12. Когда выходное напряжение датчика тока утечки 12 превысит опорное напряжение на втором входе компаратора 13, тогда на выходе компаратора 13 появится управляющее напряжение, которое через логический элемент ИЛИ 11 поступит на вход исполнительного органа защиты 4. Это приведет к срабатыванию исполнительного органа защиты 4 и к выключению коммутирующего аппарата 5. Коммутирующий аппарат 5 отключит электрическую сеть от источника электроэнергии или от электроустановки.When a leakage current occurs, the balance of the instantaneous values of the currents in the phase and neutral wires is violated, which leads to the appearance of a voltage at the output of the leakage current sensor 12. When the output voltage of the leakage current sensor 12 exceeds the reference voltage at the second input of the comparator 13, then the control will appear at the output of the comparator 13 the voltage that, through the OR gate 11, will be supplied to the input of the executive protection body 4. This will lead to the actuation of the executive protection body 4 and to turn off the switching device 5. Switching The washing device 5 will disconnect the electric network from the electric power source or from the electrical installation.

Если устройство защитного отключения включено в электрическую сеть непосредственно возле зажимов питания электроустановки, то оно будет отключать электрическую сеть от электроустановки при возникновении короткого замыкания или недопустимой перегрузки в самой электроустановке.If the residual current device is connected to the electrical network directly near the power supply terminals of the electrical installation, it will disconnect the electrical network from the electrical installation in the event of a short circuit or an unacceptable overload in the electrical installation itself.

Если устройство защитного отключения включено в электрическую сеть на входе в здание, помещение, квартиру или в какое-либо другое помещение, то оно будет отключать электрическую сеть здания, помещения, квартиры иди какого-либо другого помещения от источника электроэнергии при возникновении короткого замыкания или недопустимой перегрузки в электрической сети здания, помещения, квартиры, какого-либо другого помещения или у потребителя электроэнергии (электроплита, холодильник, микроволновая печь, стиральная машина или другие электроустановки).If the protective shutdown device is included in the electric network at the entrance to the building, premises, apartment or in some other room, it will disconnect the electric network of the building, premises, apartment or any other room from the source of electricity if a short circuit occurs or is unacceptable overloads in the electrical network of a building, premises, apartment, any other room or at the consumer of electricity (electric stove, refrigerator, microwave, washing machine or other electrical devices new).

Если включено устройство защитного отключения по фиг.2, то оно будет дополнительно отключать электрическую сеть от источника электроэнергии или от электроустановки при появлении тока утечки.If the protective shutdown device of FIG. 2 is turned on, it will further disconnect the electrical network from the electric power source or from the electrical installation when a leakage current occurs.

Таким образом, изобретение (фиг.1) позволяет отключать все проводники электрической сети от источника электроэнергии или от электроустановки, устанавливать с высокой точностью любую величину порога срабатывания устройства защитного отключения, применять устройство защитного отключения для защиты электрических сетей и находящихся в эксплуатации электроустановок от пожаров, возникающих при коротком замыкании или перегрузки в электропроводке.Thus, the invention (figure 1) allows you to disconnect all conductors of the electrical network from a source of electricity or from an electrical installation, set with high accuracy any threshold value of the protective shutdown device, use a protective shutdown device to protect electrical networks and electrical installations in operation from fires, arising from a short circuit or overload in the wiring.

Изобретение по фиг.2 позволяет дополнительно отключать все проводники электрической сети от источника электроэнергии или от электроустановки при возникновении тока утечки (защита человека от поражения электрическим током).The invention of figure 2 allows you to additionally disconnect all the conductors of the electrical network from a source of electricity or from an electrical installation when a leakage current occurs (protection of a person from electric shock).

Claims

1. A residual current device comprising a phase current sensor, a voltage sensor, a reference voltage source, two comparators, the first inputs of which are connected to a phase current sensor and a voltage sensor, and the second inputs are connected to the output of the reference voltage source, an executive protection element, and a logic element And, the inputs of which are connected to the outputs of the comparators, and the output is connected to the executive body of protection, characterized in that a switching device is introduced into it, the power circuits of which are included in the phase and zero the electric network, a transformer whose input is connected to the input power circuits of the switching apparatus, and the first output is connected to a voltage sensor, and a power supply unit, whose input is connected to the second output of the transformer, the first output is connected to a reference voltage source, the second output is connected to the second the input of the executive protection body, the output circuits of which are connected in series to the power circuit of the switching device, and the third output is connected to the third inputs of both comparators and to the phase sensor oh current, which is connected to the phase conductor of the electrical network.

2. A residual current device comprising a phase current sensor, a voltage sensor, a reference voltage source, two comparators, the first inputs of which are connected to a phase current sensor and a voltage sensor, and the second inputs are connected to the output of the reference voltage source, an executive protection element, and a logic element And, the inputs of which are connected to the outputs of the comparators, characterized in that a switching device is introduced into it, the power circuits of which are included in the phase and neutral wires of the electrical network, a transformer, a cat input It is connected to the input power circuits of the switching apparatus, and the first output is connected to a voltage sensor, the power supply unit, the input of which is connected to the second output of the transformer, the first output is connected to a reference voltage source, and the second output is connected to the second input of the protection executive body, the output circuits of which are connected in series to the power circuit of the switching apparatus, and the third output is connected to the third inputs of both comparators and to the phase current sensor, which is connected to the phase wire of the electric a logical network, an OR logical element, the first input of which is connected to the output of the AND logical element, and the output is connected to the first input of the protective actuation body, a leakage current sensor, which is connected to the phase and neutral wires of the electric network, and a third comparator, the first input of which is connected to the output of the leakage current sensor, the second input is connected to the output of the reference voltage source, the third input is connected to the third output of the power supply unit, and the output is connected to the second input of the OR logic element.