RU88848U1

RU88848U1 - THREE-PHASE PORTABLE PROTECTIVE DISABLED DEVICE

Info

Publication number: RU88848U1
Application number: RU2009121072/22U
Authority: RU
Inventors: Тамара Владимировна Еремина
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2009-11-20

Abstract

Трехфазное переносное устройство защитного отключения, содержащее корпус, в котором установлены соленоид, дифференциальный трансформатор тока, имеющий первичную и вторичную обмотки, первичная обмотка состоит из фазного и нулевого проводников, подключенных к контактам силовой контактной группы, соединенных со штырями вилки и силовыми зажимами, а вторичной обмоткой является катушка на торроидальном сердечнике, к которой подключено следящее устройство, отличающееся тем, что первичная обмотка дифференциального трансформатора тока состоит из трех фазных и нулевого проводников, подключенных к четырем силовым зажимам и к четырем штырям вилки, при этом силовая контактная группа содержит восемь контактов.A three-phase portable residual current device containing a housing in which a solenoid is installed, a differential current transformer having primary and secondary windings, the primary winding consists of phase and neutral conductors connected to the contacts of the power contact group, connected to the plug pins and power clamps, and the secondary the winding is a coil on a toroidal core, to which a tracking device is connected, characterized in that the primary winding of the differential current transformer is It consists of three phase and neutral conductors connected to four power terminals and four plug pins, while the power contact group contains eight contacts.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам защитного отключения (УЗО), применяемым в однофазных и трехфазных электрических сетях напряжением 220/380 B для гарантированной защиты человека от поражения электрическим током, и может быть использована в промышленности, сельском хозяйстве, жилых и общественных зданиях и сооружениях при эксплуатации электроустановок, электроприборов и электроинструмента промышленного и бытового назначения. Конструкция УЗО обеспечивает быстрое отключение защищаемой электроустановки от сети при протекании тока через тело человека. При возникновении тока утечки на землю в результате повреждения изоляции токоведущих частей УЗО рассматривается как устройство для обеспечения пожарной безопасности.The proposed utility model relates to residual current devices (RCDs) used in 220/380 V single-phase and three-phase electric networks for guaranteed protection of a person from electric shock, and can be used in industry, agriculture, residential and public buildings and structures with operation of electrical installations, electrical appliances and power tools for industrial and domestic use. The design of the RCD provides a quick disconnection of the protected electrical installation from the network when current flows through the human body. If a leakage current to the earth occurs as a result of damage to the insulation of live parts of the RCD, it is considered as a device for ensuring fire safety.

Известно устройство защитного отключения (УЗО-вилка) типа А, УЗО-ДПВ16 (без встроенной защиты), зависящее от напряжения питания, в котором источником энергии, необходимой для выполнения защитных функций, является сигнал - дифференциальный ток, на который оно реагирует, т.е. данное устройство имеет собственное потребление электроэнергии. Известное устройство предназначено для использования в качестве переносных УЗО в однофазных электрических сетях с защитным РЕ-проводником, напряжением 220 В, частотой 50 Гц, номинальным током не более 16А, диапазоном напряжений работоспособности 115-265 В, отключающим дифференциальным током 30 мА. По своим характеристикам устройство обеспечивает: защиту людей от поражения электрическим током при прямом однофазном прикосновении к токоведущим частям; защиту людей от поражения электрическим током при косвенном контакте с доступными проводящими частями электроустановок, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции; защиту от пожаров, возникающих вследствие длительного протекания токов утечки на землю. Выполняет функцию автоматического выключения защищаемой цепи при превышении величины номинального отключающего тока (см. Переносные устройства защитного отключения, 06/09. Каталог «Интерэлектрокомплект» (ИЭК). М., 2006.).A residual current device (RCD plug) of type A, RCD-DPV16 (without built-in protection) is known, depending on the supply voltage, in which the source of energy necessary to perform protective functions is a signal - the differential current to which it responds, i.e. e. This device has its own power consumption. The known device is intended for use as a portable RCD in single-phase electric networks with a protective PE conductor, voltage 220 V, frequency 50 Hz, rated current not more than 16A, operating voltage range 115-265 V, disconnecting 30 mA differential current. According to its characteristics, the device provides: protection of people from electric shock with direct single-phase contact with live parts; protection of people from electric shock during indirect contact with accessible conductive parts of electrical installations that are energized when insulation is damaged; protection against fires resulting from prolonged leakage currents to the ground. It performs the function of automatically shutting down the protected circuit when the rated breaking current is exceeded (see Portable Residual Current Circuit Breakers, 06/09. Catalog “Interelectrokomplekt” (IEK). M., 2006.).

Недостатком известной конструкции является отсутствие (при сложном техническом исполнении) в электрической схеме элементов для использования устройства, выполняющего функцию защиты людей, при подключении ее к трехфазным электроустановкам, в частности, к электрифицированному ручному инструменту и др., применяемым в промышленности и сельском хозяйстве.A disadvantage of the known design is the absence (with complex technical design) in the circuitry of elements for using a device that performs the function of protecting people when it is connected to three-phase electrical installations, in particular, to an electrified hand tool, etc., used in industry and agriculture.

Известно устройство защитного отключения переносное (УЗО-вилка) АСТРО*УЗОФ-1271 типа А (без встроенной защиты), предназначенное для комплектации бытовых электроприборов - насосов, электроинструмента и т.п., используемое в однофазных электрических сетях напряжением 220 В, частотой 50 Гц, с номинальным током нагрузки 16А, номинальным отключающим дифференциальным током 30 мА, зависящее от напряжения питания (диапазон изменения напряжения составляет 220±22 В). Устройство состоит из корпуса, в котором размещены дифференциальный трансформатор тока; пусковой орган (пороговый элемент), выполненный на электронных компонентах; исполнительный механизм, включающий в себя силовую контактную группу с механизмом привода и соленоид; три зажима к которым подключается питающий кабель нагрузки и защитный РЕ-проводник; фазный и нулевой проводники. На корпусе расположены кнопка «ВКЛ»; кнопка «ТЕСТ» и два штыря вилки, подключаемой в сеть источника питания (см. Устройство защитного отключения. Каталог-справочник. М., 2006, 75 с. Под редакцией Лобановой Л.А.…27-28 с.).Known residual current device (UZO plug) ASTRO * UZOF-1271 type A (without built-in protection), designed to complete household appliances - pumps, power tools, etc., used in single-phase electric networks with voltage of 220 V, frequency 50 Hz , with a rated load current of 16A, a rated breaking differential current of 30 mA, depending on the supply voltage (voltage variation range is 220 ± 22 V). The device consists of a housing in which a differential current transformer is placed; trigger element (threshold element) made on electronic components; an actuator including a power contact group with a drive mechanism and a solenoid; three clamps to which the load supply cable and protective PE conductor are connected; phase and neutral conductors. On the case there is an ON button; the “TEST” button and two pins of the plug connected to the power supply network (see Residual current circuit breaker. Directory-directory. M., 2006, 75 pages. Edited by L. Lobanova ... 27-28 pages).

Однако, недостатками указанного УЗО являются сложность конструктивного исполнения, имеющего большое количество элементов, недостаточный диапазон изменения напряжения работоспособности, ограниченные функциональные возможности использования в трехфазных электрических сетях для защиты трехфазной переносной нагрузки, применяемой в промышленности, сельском хозяйстве и др. (электроинструмента, насосов, водонагревателей и т.п.).However, the disadvantages of this RCD are the complexity of the design, having a large number of elements, the insufficient range of variation of the working voltage, limited functionality in three-phase electrical networks to protect the three-phase portable load used in industry, agriculture, etc. (power tools, pumps, water heaters etc.).

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является УЗО-вилка, основными узлами которого являются корпус, дифференциальный трансформатор тока, соленоид, следящее устройство, силовая контактная группа, силовые зажимы кнопка «ВКЛ», кнопка «ТЕСТ». В корпусе из термостойкой ABS-пластмассы установлены: важнейший функциональный блок УЗО - дифференциальный трансформатор тока; исполнительный механизм, состоящий из силовой контактной группы и соленоида, т.е. механизма привода; пороговый элемент или следящее устройство, реагирующее на появление тока утечки; фазный и нулевой проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода, включенные встречно, являющиеся первичной обмоткой дифференциального трансформатора тока, подключенные к силовым контактам; три зажима. К двум зажимам подключены фазный и нулевой проводники, идущие от силовых контактов, а так же фазный и нулевой проводники питающего кабеля, подключенного к нагрузке. К третьему зажиму подключен защитный РЕ-проводник от источника питания (который к УЗО не подключается) и защитный РЕ-проводник питающего кабеля. Вторичной обмоткой дифференциального трансформатора тока является катушка, расположенная на торроидальном сердечнике, к которой подключено следящее устройство. На корпусе расположены два стержня вилки (включаемой в розетку), соединенные с силовыми контактами. На съемной крышке корпуса расположены кнопка «ВКЛ», предназначенная для подачи напряжения на УЗО и кнопка «ТЕСТ», в цепи тестирования, для осуществления периодического контроля исправности (работоспособности) УЗО. В отверстии съемной крышки расположен индикатор напряжения, (см. Переносные устройства защитного отключения, 06/09. Каталог «Интерэлектрокомплект» (ИЭК). М., 2006).The closest solution in terms of technical nature and the achieved result to the proposed utility model is an UZO plug, the main nodes of which are a housing, a differential current transformer, a solenoid, a follower, a power contact group, power clamps the ON button, the TEST button. The following are installed in the housing made of heat-resistant ABS plastic: the most important functional unit of the RCD - a differential current transformer; an actuator consisting of a power contact group and a solenoid, i.e. drive mechanism; threshold element or tracking device that responds to the appearance of leakage current; phase and neutral conductors passing through the window of the magnetic circuit, included in the opposite direction, which are the primary winding of the differential current transformer, connected to power contacts; three clamps. The two terminals are connected to the phase and neutral conductors coming from the power contacts, as well as the phase and neutral conductors of the power cable connected to the load. A protective PE conductor from the power source (which is not connected to the RCD) and a protective PE conductor of the power cable are connected to the third terminal. The secondary winding of a differential current transformer is a coil located on a toroidal core to which a tracking device is connected. On the body there are two plug rods (plugged into an outlet) connected to power contacts. On the removable housing cover there is a “ON” button, designed to supply voltage to the RCD and the “TEST” button, in the test circuit, to periodically monitor the health (operability) of the RCD. A voltage indicator is located in the opening of the removable cover, (see Portable Residual Current Devices, 06/09. Catalog "Interelectrokomplekt" (IEK). M., 2006).

Основным недостатком известной конструкции является ограничение функциональных возможностей, связанных с использованием в качестве средства электропожарозащиты при возникновении токов утечки, превышающих уставку срабатывания, при эксплуатации трехфазных электроустановок, а именно ручной мобильной электротехники и др.The main disadvantage of the known design is the limitation of the functionality associated with the use as a means of electric fire protection in the event of leakage currents exceeding the tripping threshold during operation of three-phase electrical installations, namely, manual mobile electrical equipment, etc.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является разработка конструкции переносной УЗО-вилки, используемой в трехфазных четырехпроводных электрических сетях напряжением 220/380 В, частотой 50 Гц для защиты людей от поражения электрическим током при возникновении токов утечки, превышающих уставку срабатывания, и защиты от возникновения пожаров при длительном протекании токов утечки на землю.The technical task of the proposed utility model is the development of the design of a portable RCD plug used in three-phase four-wire electric networks with a voltage of 220/380 V, frequency of 50 Hz to protect people from electric shock when leakage currents exceed the set point of operation, and protection against fires during prolonged leakage currents to earth.

Технический результат предполагаемой полезной модели заключается в расширении возможности использования переносных УЗО-вилок как средства защиты при эксплуатации однофазных и трехфазных электроустановок промышленного и аналогичного назначения, снижение электротравматизма при работе с мобильной электротехникой.The technical result of the proposed utility model is to expand the possibility of using portable RCD plugs as a means of protection during the operation of single-phase and three-phase electrical installations of industrial and similar purposes, reducing electrical injuries when working with mobile electrical equipment.

Указанный технический результат достигается тем, что в трехфазном переносном устройстве защитного отключения, содержащем корпус, в котором установлены соленоид, дифференциальный трансформатор тока, имеющий первичную и вторичную обмотки, первичная обмотка состоит из фазного и нулевого проводников, подключенных к контактам силовой контактной группы, соединенных со штырями вилки, и к силовым зажимам, а вторичной обмоткой является катушка на торроидальном сердечнике, к которой подключено следящее устройство, согласно полезной модели первичная обмотка дифференциального трансформатора тока состоит из трех фазных и нулевого проводников, подключенных к четырем силовым зажимам и четырем штырям вилки, при этом силовая контактная группа содержит восемь контактов.The specified technical result is achieved by the fact that in a three-phase portable protective shutdown device containing a housing in which a solenoid is installed, a differential current transformer having primary and secondary windings, the primary winding consists of phase and neutral conductors connected to the contacts of the power contact group connected to pins of the plug, and to the power terminals, and the secondary winding is a coil on a toroidal core to which a tracking device is connected, according to a utility model The primary winding of the differential current transformer consists of three phase and neutral conductors connected to four power terminals and four plug pins, while the power contact group contains eight contacts.

Новыми в предлагаемой конструкции УЗО-вилки являются конструкция силовой контактной группы, к которой подключаются три фазных проводника и нулевой проводник, являющиеся первичной обмоткой дифференциального трансформатора тока; конструкция зажимов, к которым подключаются три фазных проводника и нулевой проводник от силовой контактной группы; количество стержней вилки. Установка дополнительных элементов, т.е. двух фазных проводников, контактов в силовую контактную группу, зажимов и штырей вилки дает возможность использовать УЗО-вилку в трехфазных электрических сетях, как средство защиты при подключении трехфазной переносной нагрузки. Это позволяет снизить электротравматизм при работе с мобильной электротехникой.New in the proposed design of the UZO plug are the design of the power contact group, to which three phase conductors and a neutral conductor are connected, which are the primary winding of the differential current transformer; design of clamps to which three phase conductors and a zero conductor from the power contact group are connected; the number of fork rods Installation of additional elements, i.e. two phase conductors, contacts in the power contact group, clamps and pins of the plug makes it possible to use an RCD plug in three-phase electrical networks, as a means of protection when connecting a three-phase portable load. This allows you to reduce electrical injuries when working with mobile electrical equipment.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где схематично изображено трехфазное переносное устройство защитного отключения (УЗО-вилка).The proposed utility model is illustrated in the drawing, which schematically depicts a three-phase portable residual current device (RCD-plug).

Трехфазное переносное устройство защитного отключения содержит корпус 1, в котором установлен дифференциальный трансформатор тока 2, первичная обмотка которого состоит из трех фазных и нулевого проводников 3. Вторичной обмоткой дифференциального трансформатора тока 2 является, размещенная в пластмассовым кожухе, катушка 4 на торроидальном сердечнике, к которой подключено следящее устройство 5. В корпусе 1 также установлены соленоид 6, состоящий из двух полуобмоток, размещенный в пластмассовом кожухе; силовая контактная группа 7, содержащая восемь контактов; четыре силовых зажима 8; резиновый сальник 9. На корпусе 1 расположены четыре штыря 10 вилки. В отверстиях съемной крышки, которая крепится к корпусу винтами, расположены кнопка «ТЕСТ» 11; кнопка «ВКЛ» 12; индикатор напряжения (на фиг. не показан).A three-phase portable residual current device includes a housing 1, in which a differential current transformer 2 is installed, the primary winding of which consists of three phase and neutral conductors 3. The secondary winding of the differential current transformer 2 is, located in a plastic casing, a coil 4 on a toroidal core to which a follower 5 is connected. In the housing 1, a solenoid 6 is also installed, consisting of two half-windings, located in a plastic casing; power contact group 7, containing eight contacts; four power clamps 8; rubber gland 9. On the housing 1 are four pins 10 of the plug. In the holes of the removable cover, which is attached to the housing with screws, there is a button "TEST" 11; ON button 12; voltage indicator (not shown in FIG.).

Фазные и нулевой проводники 3 подключены к четырем штырям вилки 10, пропущены в окно магнитопровода дифференциального трансформатора тока 2 и подключены к контактам силовой контактной группы 7, а также к четырем силовым зажимам 8, к которым подключается питающий кабель нагрузки.Phase and neutral conductors 3 are connected to the four pins of the plug 10, passed into the window of the magnetic circuit of the differential current transformer 2 and connected to the contacts of the power contact group 7, as well as to the four power terminals 8 to which the load supply cable is connected.

Трехфазная УЗО-вилка работает следующим образом. При включении УЗО-вилки в сеть трехфазного источника питания в фазных и нулевом проводниках 3 возникает ток и силовые контакты 7 оказываются под напряжением. Одновременно на одну полуобмотку соленоида 6, подключенную к фазному и нулевому проводникам, подается напряжение (при включенной вилке в розетку эта полуобмотка постоянно находится под напряжением). Вторая полуобмотка соленоида 6 присоединяется к кнопке «ВКЛ» и от нее к источнику питания. При нажатии кнопки «ВКЛ» (в индикаторном отверстии включается индикатор красного цвета) во второй полуобмотке соленоида появляется напряжение, в результате соленоид замыкает контакты силовой контактной группы 7 и в фазных проводах от источника питания к нагрузке протекает ток или УЗО-вилка пропускает ток. При отпускании кнопки «ВКЛ» во второй полуобмотке соленоида 6 напряжение исчезает, а соленоид удерживает силовые контакты 7 в замкнутом состоянии при наличии напряжения в первой полуобмотке соленоида. В момент включения вилки в розетку силовая контактная группа находится в разомкнутом состоянии.Three-phase RCD plug works as follows. When you turn on the RCD plug in the network of a three-phase power source in the phase and neutral conductors 3, current arises and the power contacts 7 are energized. At the same time, voltage is applied to one half-winding of the solenoid 6 connected to the phase and neutral conductors (with the plug turned on, this half-winding is constantly energized). The second semi-winding of the solenoid 6 is connected to the "ON" button and from it to the power source. When the “ON” button is pressed (the red indicator turns on in the indicator hole), voltage appears in the second half-coil of the solenoid, as a result, the solenoid closes the contacts of the power contact group 7 and current flows in phase wires from the power source to the load or the RCD plug passes current. When you release the “ON” button in the second half-winding of the solenoid 6, the voltage disappears, and the solenoid keeps the power contacts 7 in the closed state when there is voltage in the first half-winding of the solenoid. At the moment the plug is plugged into the outlet, the power contact group is in the open state.

В нормальном режиме, т.е. при отсутствии тока утечки, геометрическая или векторная сумма токов (четырех токов) в фазных и нулевом проводниках, равна нулю и суммарный магнитный поток, создаваемый этими токами тоже равен нулю. При возникновении тока утечки в защищаемой цепи (например, прикосновение человека, стоящего на токопроводящем полу к фазному проводнику или прикосновение к корпусу электроустановки, оказавшемуся под напряжением в результате повреждения изоляции токоведущих частей и замыкании на корпус) происходит нарушение баланса токов в фазных и нулевом проводниках 3 и суммарный магнитный поток в сердечнике дифференциального трансформатора тока 2, пропорциональный разности токов в проводниках первичной обмотки, наводит ЭДС (электродвижущую силу), создающую ток во вторичной обмотке. Если этот ток превышает значение уставки порогового элемента, т.е. следящего устройства 5, подключенного ко вторичной обмотке дифференциального трансформатора тока и к полуобмотке соленоида, удерживающего силовые контакты в замкнутом положении, оно срабатывает, воздействуя на исполнительный механизм (соленоид и силовую контактную группу), отключая питание соленоида. Отключенный соленоид не удерживает контакты силовой контактной группы, и они размыкаются под действием силы пружины, обесточивая неисправную нагрузку.In normal mode, i.e. in the absence of a leakage current, the geometric or vector sum of the currents (four currents) in the phase and zero conductors is zero and the total magnetic flux generated by these currents is also zero. If a leakage current arises in the protected circuit (for example, a person standing on a conductive floor against a phase conductor or touching a housing of an electrical installation that has become energized as a result of damage to the insulation of live parts and a short to the housing), the current balance in phase and neutral conductors is disturbed 3 and the total magnetic flux in the core of the differential current transformer 2, proportional to the difference in currents in the conductors of the primary winding, induces an EMF (electromotive force), s generating current in the secondary winding. If this current exceeds the threshold value of the threshold element, i.e. a tracking device 5 connected to the secondary winding of the differential current transformer and to the semi-winding of the solenoid that holds the power contacts in the closed position, it works by acting on the actuator (solenoid and power contact group), turning off the power of the solenoid. A disconnected solenoid does not hold the contacts of the power contact group, and they open under the action of the spring force, de-energizing the faulty load.

Функционально УЗО-вилка представляет быстродействующее устройство, время отключения дифференциального тока (тока утечки) составляет 0,03 сек.Functionally, the RCD plug is a high-speed device, the differential current (leakage current) disconnection time is 0.03 seconds.

Кнопка «ТЕСТ» позволяет проверить работоспособность УЗО-вилки путем пропускания небольшого тока через тестовый резистор. Тестовый резистор подключается к нулевому проводнику, пропущенному через окно сердечника дифференциального трансформатора тока, и к кнопке «ТЕСТ», от кнопки «ТЕСТ» к фазному проводнику от источника питания. Поэтому ток в тестовой цепи эквивалентен несбалансированному току в проводниках первичной обмотки, и при нажатии на кнопку «ТЕСТ» происходит немедленное срабатывание УЗО (отключение напряжения, подаваемого на защищаемую электроустановку), значит оно исправно. В индикаторном отверстии исчезает индикатор красного цвета. Если УЗО не отключилось, значит, оно неисправно.The “TEST” button allows you to check the operation of the RCD-plug by passing a small current through the test resistor. The test resistor is connected to the neutral conductor passed through the window of the core of the differential current transformer, and to the “TEST” button, from the “TEST” button to the phase conductor from the power source. Therefore, the current in the test circuit is equivalent to the unbalanced current in the conductors of the primary winding, and when the “TEST” button is pressed, the RCD immediately responds (disconnecting the voltage supplied to the protected electrical installation), which means it is working properly. The red indicator disappears in the indicator hole. If the RCD has not disconnected, then it is faulty.

Claims

A three-phase portable residual current device containing a housing in which a solenoid is installed, a differential current transformer having primary and secondary windings, the primary winding consists of phase and neutral conductors connected to the contacts of the power contact group, connected to the plug pins and power clamps, and the secondary the winding is a coil on a toroidal core, to which a tracking device is connected, characterized in that the primary winding of the differential current transformer is It consists of three phase and neutral conductors connected to four power terminals and four plug pins, while the power contact group contains eight contacts.