SU1356096A1 - Устройство дл защиты токопровода от перегрузки по току - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам запц1ты, контрол  и сигнализации , работающим в функции тока нагрузки , и может быть использовано в распределительных устройствах электрических сетей посто нного и переменного тока. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности. Цель достигаетс  введением в устройство экрана 3 из электропровод щего диамагнитного материала и зар дно-разр дной цепи 4, Это позвол ет устройству срабатывать как в магнитном поле посто нного тока , так и в магнитном поле переменного тока, действующее значение которого эквивалентно посто нному току,Устройство срабатывает по заданному значению частоты переменного тока и обеспечивает одинаковое врем  срабатывани  в магнитном поле посто нного и переменного тока. 6 ил. (Л со ел о о СО 0 фиг-, 5

Description

10

11356096

Изобретение относитс  к устройствам защиты, контрол  и сигнализации, работающим в функции тока нагрузки, и может быть использовано в распределительных устройствах электрических сетей посто нного и переменного тока.

Цель изобретени  - повышение надежности защиты токопровода.

На фиг.1 изображен геркон, окруженный экраном из электропровод щего диамагнитного материала в магнитном поле токопровода; на фиг. 2 - геркон, помещенный в короткозамкнутую катушку индуктивности; на фиг.З - зависимости 1 и 2 величин посто нного и переменного тока соответственно в контролируемой цепи, необходимой дл  срабатывани  устройства, от толщины экрана d, выполненного из провод щего диамагнитного материала (или от количества витков короткозамкнутой катушки индуктивности п); на фиг,4 - зависимости действующего значени  переменного тока, необходимого дл  ера- 25 менного магнитного пол , наведенного

1

15

20

2

пара контактов 19 реле 17, а втора  пара контактов реле 17 подключена к входу исполнительного механизма.

Устройство работает следующим образом .

При протекании переменного тока по токопроводу 1 вокруг токопровода возникает переменное магнитное поле, которое согласно закону электромагнитной индукции, наводит вихревые токи в корпусе экрана 3, В свою очередь вихревые токи в корпусе экрана 3 возбуждают переменное магнитное поле, всегда направленное встречно исходному магнитному полю. Напр женность результирующего переменного магнитного пол  всегда меньше напр женности исходного переменного магнитного пол  на -величину напр женнос ти магнитного пол , порожденного вихревыми токами в корпусе экрана 3,

Геркон 2 сраба тывает под воздейст вием амплитуды результирующего пере-

30

40

батывани  устройства, от частоты пере менного тока дл  разных значений толщины экрана (или разных значений количества витков п короткозамкнутой. катушки индуктивности); на фиг,5 - принципиальна  электрическа  схема предлагаемого устройства; на фиг, 6 - пример конкретной реализации блока контрол  срабатывани  геркона.

Предлагаемое устройство (фиг,5) co-,g держит токопровод 1, геркон 2, экран 3, выполненный из электропровод щего, диамагнитного материала (или коротко- замкнутую катушку 3 индуктивности) и расположенный вокруг корпуса геркона 2, зар  дно-раз р дную цепь 4, подсое-.- диненную своим первым выводом к второму выводу геркона 2, и состо щую из первого резистора 5, конденсатора 6 и второго резистора 7; диод 8, подсоединенный своим катодом к второму выводу геркона 2, а анодом - к входу блока 9 контрол  срабатывани  геркона 2; блок 9 контрол  срабатывани  Геркона 2 состоит из интегрирующей цепи: резистор 10 и конденсатор 11, подключенной своим выходом к входу ключа, состо щего из однопереходного транзистора 12 и резисторов 13 и 14, а выход ключа через ограничительный резистор 15 соединен с управл ющим входом тиристора 16, к аноду которого подключена катушка реле 17 параллельно с защитным диодом 18 и перва 

переменным током в токопроводе При воздействии магнитным полем, наведенным посто нным током в токопроводе 1, геркон 2 также срабатывает. Точка А пересечени  зависимостей

1и 2  вл етс  условием выбора толщины экрана 3, так как характеризует эквивалентность магнитного пол  переменного тока магнитному полю посто нного тока в токопроводе 1, В точке А экр ан 3 ослабл ет амплитуду переменного магнитного пол  в /2 раз, что со ответствует действующему значеник маг нитного пол , индуцированного перемен ным током в ток опроводе 1 ,

В магнитном поле посто нного тЪка величина которого эквивалентна действующему значению переменного тока, геркон 2 также срабатывает в точке А с Таким образом, геркон 2 срабатывает по амплитудному значению переменного тока, эквивалентному действующему значению переменного тока в токопрово де 1, Регулировка срабатывани  геркона 2 в магнитном поле переменного тока , эквивалентного по величине действующему значению переменного тока, осуществл етс  перемещением геркона

2в экране относительно токопровода 1

Глубина проникновени  переменного

50

5S

магнитного пол  в электропровод щий диамагнитный материал обратно пропорциональна частоте переменного магнитного пол . При заданной толп1;ине экра10

6096

25 менного магнитного пол , наведенного

15

0

2

пара контактов 19 реле 17, а втора  пара контактов реле 17 подключена к входу исполнительного механизма.

Устройство работает следующим образом .

При протекании переменного тока по токопроводу 1 вокруг токопровода возникает переменное магнитное поле, которое согласно закону электромагнитной индукции, наводит вихревые токи в корпусе экрана 3, В свою очередь вихревые токи в корпусе экрана 3 возбуждают переменное магнитное поле, всегда направленное встречно исходному магнитному полю. Напр женность результирующего переменного магнитного пол  всегда меньше напр женности исходного переменного магнитного пол  на -величину напр женности магнитного пол , порожденного вихревыми токами в корпусе экрана 3,

Геркон 2 сраба тывает под воздействием амплитуды результирующего пере-

1

0

0

g

переменным током в токопроводе При воздействии магнитным полем, наведенным посто нным током в токопроводе 1, геркон 2 также срабатывает. Точка А пересечени  зависимостей

1и 2  вл етс  условием выбора толщины экрана 3, так как характеризует эквивалентность магнитного пол  переменного тока магнитному полю посто нного тока в токопроводе 1, В точке А экр ан 3 ослабл ет амплитуду переменного магнитного пол  в /2 раз, что соответствует действующему значеник магнитного пол , индуцированного переменным током в ток опроводе 1 ,

В магнитном поле посто нного тЪка, величина которого эквивалентна действующему значению переменного тока, геркон 2 также срабатывает в точке А, с Таким образом, геркон 2 срабатывает по амплитудному значению переменного тока, эквивалентному действующему значению переменного тока в токопроводе 1, Регулировка срабатывани  геркона 2 в магнитном поле переменного тока , эквивалентного по величине действующему значению переменного тока, осуществл етс  перемещением геркона

2в экране относительно токопровода 1,

Глубина проникновени  переменного

0

S

магнитного пол  в электропровод щий диамагнитный материал обратно пропорциональна частоте переменного магнитного пол . При заданной толп1;ине экра31356

на 3 (например, d, d, d, фиг.4) и изменении частоты магнитного пол ,индуцированного переменным током, глубина проникновени  переменного магнитного пол  измен етс  и геркон 2 срабатывает при достижении напр жен- . ностыо магнитного пол  величины, со- ответствующей чувствительности герко- на 2, т.е. работает как датчик часто15

ты переменного тока. На фиг.4 показа-IQ с , а тиристор 16 остаетс  открытым,

через катушку реле 17 идет ток и его контакты остаютс  замкнутым. . Дл  того, чтобы их разомкнуть, необходимо отключить напр жение питани  Ер.

При протекании переменного тока частотой F по токопроводу 1 и по достижении напр женностью магнитного пол  переменного тока величинь, соответствующей чувствительности геркона 2, последний срабатывает с частотой 2F.

С момента первого срабатывани  ге, кона 2 конденсатор 6 зар жаетс  до

но, что дл  заданных значений толщины экрана 3 (d, d, d) при определенном значении частотъ переменного тока дл  срабатывани  геркона 2 необходимы разьгые действуюпше значени  переменного тока в токопроводе 1: 1I, 12, 13.

В исходном состо нии при заданном положении геркона 2, окруженного экраном 3 фиг.О, в магнитном поле переменного тока заданной частоты геркон 2 не замкнут.. По мере уменьшени  частоты переменного тока увели20

величины Е„ по цепи: источник питачиваетс  глубина проникновени  пере- 25 ни  К , геркон 2, сопротивление 5, менного магнитного пол  в материал конденсатор 6, обща  шина за врем , экрана 3, снижаетс  степень поглощени  магнитного пол  диамагнитным провод щим материалом и по достижении

контролируемой частоты геркон 2 ера- 30 источник питани  Е, геркон 2, сопро- батывает.

меньшее t,. С момента первого срабатывани  геркона 2 интегрирующий конденсатор 11 зар жаетс  по цепи:

п

тивление 10, конденсатор 11, обща  щина. При размыкании геркона 2 происходит разр д конденсатора 6 по цепи: конденсатор 6, сопротивление 5, со- 35 противление 7, обща  шина с большой посто нной времени. При этом напр жение на катоде диода 8 измен етс  незначительно за врем  t, , чем достигаетс  продолжение зар да конденсатора 1 1 и сохранение эквивалентности получени  задержки срабатьгвани  реле 17 в цеп х посто нного и переменного тока.

При протекании посто нного тока по токопроводу 1 и по достижении напр женностью магнитного пол  посто нного тока величины, соответствующей чувствительности геркона 2, последний срабатывает. Через контакты геркона 2 от источника питани  Е „ че

рез сопротивление 10 зар жаетс  интегрирующий конденсатор 11. Как тольк напр жение на конденсаторе I1 достигает величины, необходимой дл  открывани  транзистора 12, последний открываетс  и на сопротивлении 14 возникает падение напр жени , которое через ограничительное сопротивление 15 открывает тиристор 16. При этом через тиристор 16 и катушку реле 17 проходит ток, реле 17 срабатывает, замыкаютс  его контакты, срабатывает исполнительный механизм и отключает токо- провод от источника тока. Контакт 19 включает обмотку реле 17 на самоблокировку . Диод 18 служит дл  защиты катутики реле 17.

Врем  задержки от момента срабатывани  геркона 2 до момента срабатывани  реле 17 и замыкавши его контактов

определ етс  посто нной времени интегрировани  цепи: сопротивление 10, конденсатор 11,

При исчезновении магнитного пол , наведенного посто нным током, геркон 2 размыкаетс , интегрирующий конденсатор 11 разр жаетс  по цепи: конденсатор 11, диод 8, сопротивление 7, обща  пина. Транзистор 12 закрываетвеличины Е„ по цепи: источник питани  К , геркон 2, сопротивление 5, конденсатор 6, обща  шина за врем ,

источник питани  Е, геркон 2, сопро-

меньшее t,. С момента первого срабатывани  геркона 2 интегрирующий конденсатор 11 зар жаетс  по цепи:

п

тивление 10, конденсатор 11, обща  щина. При размыкании геркона 2 происходит разр д конденсатора 6 по цепи: конденсатор 6, сопротивление 5, со- противление 7, обща  шина с большой посто нной времени. При этом напр жение на катоде диода 8 измен етс  незначительно за врем  t, , чем достигаетс  продолжение зар да конденсатора 1 1 и сохранение эквивалентности получени  задержки срабатьгвани  реле 17 в цеп х посто нного и переменного тока.

Когда напр жение на конденсаторе 11 достигает величины порога срабатывани  транзистора 12, последний срабатывает . Последующа  работа схемы описана выше.

Зар д конденсатора 11 при протекании посто нного тока по токопроводу происходит ко той же цепи: источник питани  К|, сопротивление 10, конденсатор 11, и за то же врем . Таким об- разом, врем  срабатывани  предлагаемого устройства в магнитном поле переменного тока равно времени срабатывани  устройства в  нного тока.

магнитном поле посто51356096

Следовательно, предлагаемое устройство срабатывает в магнитном поле посто нного тока и в магнитном тюле переменного тока, действующее значение которого эквивалентно посто нному то- ку. Кроме того, устройство срабатывает по заданному значению частоты переменного тока. Устройство также обеспечивает одинаковое врем  срабатывание в магнитном поле посто нного W и переменного тока. Предлагаемое устройство имеет повышенную механическую прочность и надежность конструкции за счет того, что геркон помещен

проводом, блок контрол  срабатывани  геркона, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к первому и второму выводам геркона, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, в него дополнительно введены экран из электропровод щего диамагнитного материала расположенный вокруг корпуса геркона, диод, катод которого соединен с вторым выводом геркона, а анод - с третьим входом блока контрол , зар дно- разр дна  цепь, состо ща  из последовательно соединенных первого резистов экран, выполненный из диамагнитного J5 ра и конденсатора, параллельно кото- электропровод п;его материала.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   I

   Устройство дл  защиты токопровода от перегрузки по току, содержащее геркон, устанавливаемый р дом с токо20

   рым подключен второй резистор, при этом точка соединени  первого и вто- рого резисторов подключена к катоду диода, а точка соединени  второго резистора и конденсатора - к четвертому входу блока контрол  срабатывани  геркона,

   проводом, блок контрол  срабатывани  геркона, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к первому и второму выводам геркона, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, в него дополнительно введены экран из электропровод щего диамагнитного материала расположенный вокруг корпуса геркона, диод, катод которого соединен с вторым выводом геркона, а анод - с третьим входом блока контрол , зар дно- разр дна  цепь, состо ща  из последовательно соединенных первого резистоJ5 ра и конденсатора, параллельно кото-

   20

   рым подключен второй резистор, при этом точка соединени  первого и вто- рого резисторов подключена к катоду диода, а точка соединени  второго резистора и конденсатора - к четвертому входу блока контрол  срабатывани  геркона,

   I.A

   фиг.1

   y//// //////z /// ///

   фиг.2

   фи&З

   Cf, Д/Л///7

   I.

   500

   h

   //

   cfi e. c/Z fdz

   /Jf C rrf CfTS

   600

   /V

   фагЛ

   фие.6

   Составитель К. Редактор М.Андрушенко Техред Л. Сердюкова Корректор М.Шароши

   Заказ 5803/48 Тираж 618Подписное

   ВНИИШ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раутска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4