SU1663679A1 - Устройство дл защитного отключени в однофазной сети напр жением до 1000В - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к аппаратуре защиты от поражени  электрическим током в сети с изолированной нейтралью. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности, помехоустойчивости и упрощение устройства. При подключении устройства к сети и при отсутствии тока утечки на выходе усилител  7 устанавливаетс  напр жение положительной пол рности, пороговый элемент 11 открываетс , вследствие чего через исполнительный элемент 15 включаетс  катушка 21 расцепител , при этом потребитель подключаетс  к сети. При по влении тока утечки усилитель 7 переходит в ключевой режим и напр жение на его выходе снижаетс  до нул , вследствие чего закрываетс  исполнительный элемент 15 и катушка 21 расцепител  обесточиваетс . Импульсно интегрирующа  цепь (8, 9, 10) усилител  7 обеспечивает положительную пороговую обратную св зь, предотвраща  опрокидывание усилител  в момент подачи напр жени  питани . Резистор 5 и конденсатор 23 образуют фильтр, обеспечивающий повышение помехоустойчивости устройства. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к аппаратуре защиты от поражени  током в сети с заземленной нейтралью .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности, помехоустойчивости и упрощение устройства.

На чертеже приведена принципиальна  схема устройства.

Устройство содержит трансформатор 1 тока утечки со вторичной обмоткой 2, одним выводом соединенной через делитель напр жени  на резисторах 3-6 с неинвертирующим входом усилител  7, а другим выводом - с инвертирующим входом этого

же усилител . Усилитель 7 охвачен импуль- сно-интегрирующей обратной св зью, выполненной на конденсаторе 8, диоде 9 и резисторе 10.

Импульсно-интегрирующа  цепь выполн ет следующие функции диод 9 гальванически разв зывает инвертирующий вход усилител  7 от выхода в рабочем режиме и осуществл ет пороговую положительную обратную св зь в динамике (режиме переключени ) усилител  7, когда потенциал выхода становитс  ниже порога открыти  диода; RC-цепь из резистора 10 и конденсатора 8 в динамике образует интегрирующую цепь с посто нной времени нарастани  сигON С Ы О

Ю

нала 3-4,5 мс, отсека  в частотной передаточной характеристике усилител  7 частоты выше 120-140 Гц; наличие указанной посто нной времени RC-цепи предотвращает опрокидывание усилител  7 в момент подачи напр жени  питани .

К выходу усилител  7 присоединена цепь формировани  запускающих импульсов , выполненна  на стабилитроне(пороговом элементе) 11, резисторах 12, 13 и конденсаторе 14, Выход цепи формировани  запускающих импульсов подключен к исполнительному элементу 15. Источник питани  устройства выполнен на стабилитроне 16, конденсаторе 17, резисторе 18, диодах 19 и 20. Силова  цепь исполнительного элемента 15 соединена последовательно с катушкой 21 расцепител , зашунтированной диодом 22. Резистор 5 и конденсатор 23 образуют фильтр, стабилизирующий опорное напр жение на неинвертирующем входе усилител  7 в переходных режимах, предотвраща  изменение этого напр жени  при импульсных помехах. .

Устройство работает следующим образом .

При подключении к однофазной сети (A.N) однополупериодное напр жение через диоды 19 и 20 разделительного фильтра одновременно прикладываетс  через ограничительный резистор 18 к источнику питани  (16,17) и к катушке расцепител  21. Так как усилитель 7 подключен параллельно источнику питани , напр жение на нем растет от нул  до установившегос  значени , определ емого напр жением стабилизации стабилитрона 16. Весь процесс занимает 2-3 мс. Опорное напр жение на неинвертирующем входе усилител  7 растет пропорционально росту напр жени  питани , а потенциал инвертирующего входа усилител  растет быстрее из-за наличи  индуктивности обмотки 2 и поэтому в определенный момент может произойти опрокидывание усилител  7. Указанное  вление предотвращает RC-цепь 8, 10 (посто нна  времени 3-4,5 мс).

Из-за отсутстви  тока утечки в первичных обмотках трансформатора 1 (контакты расцепител  21 разомкнуты) в его вторичной обмотке 2 не наводитс  напр жение и потенциал инвертирующего входа будет более низким, чем неинвертирующего. На выходе усилител  7 устанавливаетс  напр жение положительной пол рности, равное примерно половине напр жени  источника питани , Пороговый элемент 11 открываетс  и через него на управл ющий электрод исполнительного элемента 15

(тринистор, транзистор) поступает открывающее напр жение. Элемент 15 открываетс , создава  цепь протекани  тока через катушку21 расцепител . Расцепительзамыкает свои силовые контакты, подключа  потребители к электрической сети,

При по влении тока утечки, в том числе через тело человека, прикоснувшегос  к то- коведущей части потребител , в обмотке 2

трансформатора 1 по вл етс  напр жение, примерно пропорциональное этому току. Если его значение положительной полуволной превысит уровень опорного напр жени  на неинвертирующем входе усилител 

7, установленный резистором 6, усилитель перейдет в режим усилени  переменного тока с длительностью импульсов соответствующих частоте 50 Гц, но обратной пол рности . Когда с учетом посто нной времени

цепи из конденсатора 8 и резистора 10 на катоде диода 9 напр жение снизитс  до уровн  пробо  диода, вступит в действие защелка - положительна  порогова  обратна  св зь импульсно-интегрирующей цепи

(9, 8, 10). Усилитель перейдет в ключевой режим, на его выходе установитс  напр жение , близкое к нулю. Пороговый элемент 11 закроетс , зар дна  цепь (12-14) разр жаетс  (за 1-2 мс), исполнительный элемент 15

закрываетс , обрыва  цепь питани  катушки 21, диод 22 ускор ет процесс разр да индуктивности, диод 20 предотвращает попадание всплеска напр жени  самоиндукции в сеть и источник питани . Расцепитель

отключает потребители от сети,

Предлагаемое устройство в сравнении с прототипом обеспечивает упрощение схемы , при высокой помехоустойчивости позвол ет повысить быстродействие защиты и имеет высокую функциональную надежность .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  защитного отключени 

   в однофазной сети напр жением до 1000 В, содержащее трансформатор тока утечки с вторичной обмоткой, усилитель с резистив- ным делителем напр жени  на входе, инвертирующий вход усилител  соединен с

   одним из выводе вторичной обмотки трансформатора тока утечки, исполнительный элемент, включенный в цепь питани  расцепител , источник питани , два стабилитрона , а также диоды и конденсаторы, от л ичающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, помехоустойчивости и упрощени  устройства, второй вывод вторичной обмотки трансформатора тока утечки соединен с первыми выводами первого, второго , третьего резисторов, первого и второго конденсаторов, второй вывод второго резистора соединен с неинвертирующим входом усилител , вторым выводом второго конденсатора, первым выводом четвертого резистора и анодом первого диода, катод которого соединен с вторым выводом первого конденсатора и первым выводом п того резистора, второй вывод которого соединен с выходом усилител  и катодом первого стабилитрона, анод которого через шестой резистор соединен с управл ющим входом исполнительного элемента, первыми выводами седьмого резистора, третьего конденсатора, вторые выводы которых соединены с отрицательным выводом питани 

   0

   усилител , вторым выводом третьего резистора , анодом второго стабилитрона, клеммой дл  подключени  к фазе питающей сети и первым выводом четвертого конденсатора , второй вывод которого соединен с катодом второго стабилитрона, вторыми выводами первого и четвертого резисторов , положительным выводом питани  усилител , и первым выводом восьмого резистора , второй вывод которого соединен с катодом второго диода.анод которого соединен с клеммой дл  подключени  к нейтрали питающей сети и аноду третьего диода, катод которого соединен с цепью питани  рас- цепител .,