RU86031U1

RU86031U1 - SECURITY DISABLED DEVICES STAND

Info

Publication number: RU86031U1
Application number: RU2008149385/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Солуянов; Марк Иосифович Шмуклер
Original assignee: Юрий Иванович Солуянов
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2009-08-20

Abstract

Стенд исследования устройств защитного отключения, содержащий разделительный трансформатор, устройство для регулировки тока, показывающий прибор-измеритель и проверяемое устройство (УЗО), отличающийся тем, что стенд содержит автоматический выключатель, который является одновременно элементом защиты, обеспечивающим безопасную работу обучаемых, разделительный трансформатор, предназначенный для развязки сети с элементами стенда, что позволяет обезопасить работающих со стендом при случайном одновременном прикосновении к клеммам показывающего прибора-измерителя и заземленному оборудованию, а устройство для регулировки тока выполнено в виде универсального источника тока с переключателями, один из которых подключает соответствующее УЗО для исследования, другой переводит УЗО в один из режимов - тестирования или рабочий, что позволяет обучаемому понять принцип работы УЗО, а также определять эффективность работы существующих технических средств защиты от поражения человека электрическим током, обеспечивая учебно-демонстрационную модель для эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.A research stand for protective shutdown devices containing an isolation transformer, a current control device showing a measuring device and a test device (UZO), characterized in that the stand contains a circuit breaker, which is also a protection element that ensures the safe operation of students, an isolation transformer designed for decoupling the network with the elements of the stand, which allows you to secure working with the stand while accidentally touching the terminals for now the measuring instrument and the grounded equipment, and the device for adjusting the current is made in the form of a universal current source with switches, one of which connects the appropriate RCD for research, the other puts the RCD in one of the modes - testing or working, which allows the student to understand the principle of operation of the RCD , as well as determine the effectiveness of existing technical means of protection against electric shock, providing a training and demonstration model for effective implementation aboratornyh work on electrical safety.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и безопасности жизнедеятельности, и предназначена для использования в учебном процессе по исследованию устройств защитного отключения (УЗО), реагирующих на ток нулевой последовательности, обеспечивающих безопасность человека в случае прикосновения к заземленному (запуленному) корпусу при замыкании на него фазы или к токоведущей части, находящейся под напряжением.The utility model relates to electrical engineering and life safety, and is intended for use in the educational process for the study of residual current devices (RCDs) that respond to zero-sequence current, ensuring human safety in case of touching a grounded (bulletproof) case when a phase is shorted to it or live parts under voltage.

Из уровня техники известен стенд для проведения лабораторных работ по электробезопасности (№92004841, вид A, G09B23/18, 1995). Однако, проверить УЗО на стенде не предоставляется возможным. Известно также устройство защитного отключения (№97103038, H02h3/16, 1999).The prior art stand for laboratory work on electrical safety (No. 92004841, type A, G09B23 / 18, 1995). However, it is not possible to check the RCD at the stand. A residual current circuit breaker is also known (No. 97103038, H02h3 / 16, 1999).

Наиболее близким аналогом является стенд для проверки устройств защитного отключения, содержащий разделительный трансформатор, устройство для регулировки тока, показывающий прибор-измеритель и проверяемое устройство (УЗО) (патент ПМ РФ №42305, 2005, G01d 21/00; Н01h 73/00, 2005, прототип).The closest analogue is a stand for testing residual current devices, containing an isolation transformer, a device for adjusting the current, showing a measuring instrument and a test device (RCD) (patent of the Russian Federation PM No. 42305, 2005, G01d 21/00; H01h 73/00, 2005 prototype).

Однако недостатком известного устройства является то, что измеряя отдельные параметры на стенде для проверки устройств защитного отключения, его нельзя использовать в качестве учебно-демонстрационных моделей для эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.However, a disadvantage of the known device is that when measuring individual parameters on the stand to test residual current circuit breakers, it cannot be used as training and demonstration models for the effective conduct of laboratory work on electrical safety.

Целью полезной модели является возможность наглядной демонстрации (визуализации) и моделирование условий работы, приближенных к реальным, и исследование при этих условиях обучаемости, обеспечивая учебно-демонстрационную модель для эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.The purpose of the utility model is the possibility of visual demonstration (visualization) and modeling of working conditions close to real, and research under these learning conditions, providing a training and demonstration model for the effective conduct of laboratory work on electrical safety.

Технический результат достигается за счет того,, что стенд исследования устройств защитного отключения, содержащий разделительный трансформатор, устройство для регулировки тока, показывающий прибор-измеритель и проверяемое устройство (УЗО), кроме того содержит автоматический выключатель, который является одновременно элементом защиты, обеспечивающим безопасную работу обучаемых, разделительный трансформатор, предназначенный для развязки сети с элементами стенда, что позволяет обезопасить работающих со стендом при случайном одновременном прикосновении к клеммам; показывающего прибора-измерителя и заземленному оборудованию, а устройство для регулировки тока выполнено в виде универсального источника тока с переключателями, один из которых подключает соответствующее УЗО для исследования, другой переводит УЗО в один из режимов - тестирования или рабочий, что позволяет обучаемому понять принцип работы УЗО, а также определять эффективность работы существующих технических средств защиты от поражения человека электрическим током, обеспечивая учебно-демонстрационную модель для эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.The technical result is achieved due to the fact that the research stand of the residual current circuit breakers containing an isolation transformer, a current control device showing a measuring device and a test device (RCD), in addition, contains a circuit breaker, which is also a protection element that ensures safe operation trainees, an isolation transformer designed to isolate the network with the elements of the stand, which allows you to secure working with the stand in case of accidental odnvre touching the terminals; indicating measuring device and grounded equipment, and the device for adjusting the current is made in the form of a universal current source with switches, one of which connects the corresponding RCD for research, the other puts the RCD in one of the modes - testing or working, which allows the student to understand the principle of operation of the RCD , as well as determine the effectiveness of existing technical means of protection against electrical shock, providing a training and demonstration model for the effective conduct laboratory work on electrical safety.

Сущность полезной модели поясняется чертежом на фиг.1 - стенд исследования устройств защитного отключения; фиг.2 - устройство защитного отключения (УЗО).The essence of the utility model is illustrated by the drawing in figure 1 - test bench research devices protective shutdown; figure 2 - protective shutdown device (RCD).

Стенд на фиг.1 включает в себя следующие узлы:: автоматический выключатель 1 (В1), разделительный трансформатор 2 (Тр), исследуемые УЗО 3 и универсальный источник тока 4. Включение стенда осуществляется автоматическим выключателем 1 (В1), который является одновременно элементом защиты. Разделительный трансформатор 2 предназначен для «развязки» сети с элементами стенда, что позволяет обезопасить работающих со стендом при случайном одновременном прикосновении к клеммам А и заземленному оборудованию. Исследуемые УЗО 3, встроенные в стенд, имеют значения уставки срабатывания по току утечки соответственно 10 мА, 30 мА или 300 мА. Универсальный источник тока 4 выполнен на резисторах R1-R6 и переключателях В2 и В3. Резисторы R1-1, R1-2 и R2 выведены на. переднюю панель в качестве регуляторов тока. Переключатель - В2 подключает соответствующее УЗО для исследования. Переключатель В3 переводит УЗО в один из режимов - тестирования, т.е. контроль исправности или рабочий. Контроль включенного положения стенда осуществляется по загоранию лампочки, расположенной над автоматическим выключателем В1. Для работы со стендом необходим миллиамперметр типа Э536, который при помощи специальных проводов подключается к клеммам А стенда.The stand in figure 1 includes the following nodes: circuit breaker 1 (B1), isolation transformer 2 (Tr), investigated RCD 3 and universal current source 4. The stand is turned on by circuit breaker 1 (B1), which is also a protection element . Isolation transformer 2 is designed for “decoupling” the network with the elements of the stand, which makes it possible to secure those working with the stand by accidentally touching terminals A and grounded equipment. The RCDs 3 under investigation, built into the test bench, have the values of the response settings for the leakage current, respectively 10 mA, 30 mA or 300 mA. Universal current source 4 is made on resistors R1-R6 and switches B2 and B3. Resistors R1-1, R1-2 and R2 are displayed on. front panel as current regulators. Switch - B2 connects the corresponding RCD for research. Switch B3 transfers the RCD to one of the modes - testing, i.e. health monitoring or working. The control of the included position of the stand is carried out by lighting a lamp located above the circuit breaker B1. To work with the stand, an E536 milliammeter is required, which is connected to the terminals A of the stand using special wires.

Порядок работы следующий. Подключаем стенд с помощью сетевого шнура к сети Переменного тока 220 В, 50 Гц. Затем подключаем к клеммам А миллиамперметр Э536. Устанавливаем ручки потенциометров Rl-1, R1-2 и R2, расположенных на передней панели стенда, в крайнее левое положение. Включаем сетевой автомат В1, о включенном состоянии устройства сигнализирует соответствующая неоновая лампа, что предоставляет возможность обучаемому наблюдать моделирование сетей трехфазного тока. Включаем УЗО (фиг.2) и устанавливаем переключатель В3 в положениеThe procedure is as follows. We connect the stand using the power cord to the AC network 220 V, 50 Hz. Then we connect to the terminals A milliammeter E536. We set the knobs of potentiometers Rl-1, R1-2 and R2, located on the front panel of the stand, in the extreme left position. We turn on the B1 circuit breaker, the corresponding neon lamp signals about the switched on state of the device, which allows the student to observe the simulation of three-phase current networks. Turn on the RCD (figure 2) and set the switch B3 to position

«Тест». Затем, надо установить переключатель В2 последовательно в положение 10 мА, 30 мА или 300 мА и нажатием на кнопку «Тест» на соответствующем УЗО произвести их тестирование. Затем установить переключатель ВЗ в положение «Работа» и снова повторить включение УЗО. Переключатель В2 установить последовательно в положение 10 мА, 30 мА или 300 мА и вращением регулятора тока добиться срабатывания УЗО. По амперметру зафиксировать значения токов, при которых происходит срабатывание УЗО и занести эти значения в таблицу. Эти операции позволяют обучаемому понять принцип работы УЗО, а также определять эффективность работы существующих технических средств защиты от поражения человека электрическим током."Test". Then, it is necessary to set the B2 switch sequentially to the position of 10 mA, 30 mA or 300 mA and by testing the corresponding RCD by pressing the "Test" button. Then set the OT switch to the “Work” position and repeat switching on the RCD again. Set the B2 switch sequentially to the position of 10 mA, 30 mA or 300 mA and by turning the current regulator to achieve the operation of the RCD. According to the ammeter, fix the current values at which the RCD trips and enter these values in the table. These operations allow the student to understand the principle of operation of the RCD, as well as determine the effectiveness of the existing technical means of protection against electric shock.

Принцип действия УЗО - быстрое отключение участка сети или потребителя энергии, если ток нулевой последовательности превышает некоторое значение, при котором напряжение прикосновения к «пробитому» корпусу или токоведущей части, находящейся под напряжением, имеет наибольшее длительно допустимое значение. Датчиком тока нулевой последовательности служит, как правило, трансформатор тока нулевой последовательности [ТТНП] охватывающий магнитопроводом все провода сети, которые в этом случае играют роль первичных одновитковых обмоток трансформатора. В результате магнитные потоки, создаваемые в магнитопроводе трансформатора токами первичных обмоток, складываются в суммарный поток, под воздействием которого во вторичной обмотке трансформатора тока возникает ток, воздействующий в свою очередь на электронную схему УЗО. Конструктивно УЗО совмещается в едином корпусе с автоматическим выключателем, поэтому при срабатывании УЗО происходит отключение автоматического выключателя посредством катушки отключения, расположенной в автоматическом выключателе. Если на защищаемом участке сети проводимости фаз относительно земли одинаковы, то сумма токов, проходящих по фазным проводам сети, а следовательно и ток через электронную схему УЗО, равны нулю, т.е. I_А+I_В+I_С=0. Отсюда I_ЭС=0. Если на защищаемом участке возникает асимметрия проводимости фаз относительно земли, в результате, например, замыкания фазы на землю, прикосновения человека к фазе и т.п., то равенство суммы токов, проходящих по фазным проводам сети, нарушается, т.к. возникает ток нулевой последовательности ЗI₀ и через электронную схему УЗО потечет ток I_ЭС, пропорциональный значению тока нулевой последовательности ЗI₀, где k_m - коэффициент трансформации ТТНП. Этот ток, достигнув значения тока срабатывания электрической схемы УЗО, например, 10 мА, 30 мА или 300 мА, или превысив его, вызовет отключение защищаемого участка сети от источника питания.The principle of operation of the RCD is a quick disconnection of a network section or an energy consumer if the zero sequence current exceeds a certain value at which the voltage of contact with the “punctured” case or live part, which is energized, has the largest long-term acceptable value. The zero-sequence current sensor is, as a rule, a zero-sequence current transformer [TTNP] covering the magnetic circuit with all the wires of the network, which in this case play the role of primary single-turn transformer windings. As a result, the magnetic fluxes generated in the transformer’s magnetic circuit by the currents of the primary windings are added up to the total flux, under the influence of which a current arises in the secondary winding of the current transformer, which in turn affects the RCD electronic circuit. Structurally, the RCD is combined in a single housing with a circuit breaker, so when the RCD trips, the circuit breaker trips by means of a trip coil located in the circuit breaker. If the conductivities of the phases relative to the earth on the protected section of the network are the same, then the sum of the currents passing through the phase wires of the network, and therefore the current through the RCD electronic circuit, are zero, i.e. I _A + I _B + I _C = 0. Hence, I _ES = 0. If an asymmetry in the conductivity of the phases relative to the ground occurs in the protected area, as a result, for example, of a phase short to ground, a person touching the phase, etc., then the equality of the sum of the currents passing through the phase wires of the network is violated, because there is a zero sequence current ZI ₀ and through the RCD electronic circuit current I _ES flows proportional to the value of the zero sequence current ZI ₀ , where k _m is the transformation coefficient of TTNP. This current, having reached the value of the trip current of the RCD circuitry, for example, 10 mA, 30 mA or 300 mA, or exceeding it, will disconnect the protected section of the network from the power source.

Преимущество предлагаемого стенда исследования устройств защитного отключения состоит в том, что благодаря ему появляется возможность наглядной демонстрации (визуализации) и моделирование условий работы, приближенные к реальным, и исследовать при этих условиях обучаемость, обеспечивая учебно-демонстрационную модель для эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.The advantage of the proposed stand-off device research stand is that thanks to it, it becomes possible to demonstrate (visualize) and simulate working conditions close to real ones and to study learning under these conditions, providing a training and demonstration model for effective laboratory work on electrical safety.

Автоматический выключатель, который является одновременно элементом защиты, обеспечивает безопасную работу обучаемых.The circuit breaker, which is also an element of protection, ensures the safe work of students.

Разделительный трансформатор, предназначенный для развязки сети с элементами стенда, позволяет обезопасить работающих со стендом при случайном одновременном прикосновении к клеммам показывающего прибора-измерителя и заземленному оборудованию.An isolation transformer, designed to isolate the network with the elements of the stand, allows you to secure working with the stand by accidentally touching the terminals of the indicating measuring instrument and grounded equipment.

Встроенные в стенд устройства защитного отключения со значениями уставки срабатывания по току утечки соответственно 10 мА, 30 мА и 300 мА исследуются универсальным источником тока и высокочувствительным показывающим прибором-измерителем.Residual current circuit breakers built into the test bench with leakage current setpoint values of 10 mA, 30 mA and 300 mA, respectively, are examined by a universal current source and a highly sensitive indicating instrument.

Claims

A research stand for protective shutdown devices containing an isolation transformer, a current control device showing a measuring device and a test device (UZO), characterized in that the stand contains a circuit breaker, which is also a protection element that ensures the safe operation of students, an isolation transformer designed for decoupling the network with the elements of the stand, which allows you to secure working with the stand while accidentally touching the terminals for now the measuring instrument and the grounded equipment, and the device for adjusting the current is made in the form of a universal current source with switches, one of which connects the appropriate RCD for research, the other puts the RCD in one of the modes - testing or working, which allows the student to understand the principle of operation of the RCD , as well as determine the effectiveness of existing technical means of protection against electric shock, providing a training and demonstration model for effective implementation aboratornyh work on electrical safety.