SU964837A1 - Устройство дл защитного отключени электроустановки в сети переменного тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике зацщты людей от поражени  электрическим током.

Известен р д устройств защитного отключени  (УЗО) , основанных на иэме-т рении тока утечки на землю, сравнении его с эталонной-величиной и формировании по разности измеренной и эталонной величин отключающего сигнала 1 .

Эти устройства просты, однако обладают существенными недостатками: отсутствует самоконтроль исправности наименее надежных элементов; невозможность применени  дл  групповой защиты УЗО с высокой чувствительностью (5-20 мА), так как естественные токи утечки в этом случае . могут превышать их уставку.

Известны УЗО, основанные на формировании отключающего сигнал1а по скорости нарастани  тока утечки и позвол ющие отстроитьс  от естест- . венных токов утечки на землю 2.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  УЗО, содержащее дифференциальный трансформатор тока, блок формировани  сигнала по скорости нарастани  тока утечки, элемент Запрет , электронный

ключ, операционный усилитель с резистивной отрицательной обратной св зью, трансформатор тока нагрузки , блок формировани  сигнала по скорости нарастани  тока нагрузки и выходной релейный элемент 3.

Недостаток устройства - сложность технической реализации блока формировани  сигнала по скорости нараста10 ни  тока утечки, если учесть что на его вход поступает несинусоидальный сигнал с уровнем амплитуды дес тки, милливольт и мощностью, измер емой микроваттами. Кроме того,

15 этот достаточно сложный блок не обладает самоконтролем исправности.

Целью изобретени   вл етс  упрощение и повышение надежности устройства . ,

20

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее дифференциальный трансформатор тока, на выход которого подключен первый операционный усилитель с резистив25 ной отрицательной обратной св зью, трансформатор тока нагрузки, блок формировани  сигнала по скорости нарастани  тока нагрузки, вход которого подключен к. выходу трансфор30 матора тока нагрузки, а в.ыход к запрещающему входу элемента Запрет, выходной релейный элемент, воздейст вующий на коммутационный аппарат, введены второй операционный усилитель-ограничитель , вход которого подключен к выходу дифференциальног трансформатора тока, аналоговый вычислитель , первый и второй входы подключены соответственно к выходам первого и второго операционных усилителей , а выход - к разрешающему входу элемента Запрет инвертор, вхо которого подсоединен к выходу элемента Запрет, а выход - ко входу вы ходного релейного элемента. На чертеже изображена структурна схема. Устройство содержит дифференциал ный трансформатор тока 1, трансформатор тока нагрузки 2, операционный усилитель 3 с резистивной обратной св зью, операционный усилитель-огра ничитель 4, аналоговый вычислитель 5,элемент Запрет 6, инвертор 7, выходной релейный элемент 8, блок 9 формировани  сигнала по скорости нарастани  тока нагрузки, катушку коммутационного аппарата 10. Коэффициенты усилителей 3 и 4 од11наковы. Дл  описани  принципа работы устройства в качестве одного из вариантов исполнени  устройства ограничени  амплитуды выходного сиг нала усилител  4 использована схема с двум  стабилитронами, включенными между собой последовательно и встреч но и параллельно резистору обратной св зи. В -исходном состо нии при отключенной электроустановке питание усилителей 3 и 4 и остальных блоков отсутствует, релейный элемент 8 обе точен. При включении коммутационного аппарата подаетс  питание на электр установку, усилители 3 и4 и блоки 6,7 и 9. На вход каждого усилител  за счет естественного тока утечки на землю подаетс  сигнал, который каждым усилителем усиливаетс  одина ково. При этом величина коэффициент усилени  и напр жение стабилизации стабилитронов подобраны таким образом , чтобы в этом режиме (максималь ного естественного тока утечки и отсутствии прикосновени  человека к едущим част м) не происходило ограничени  сигнала по амплитуде в усилителе 4. В результате этого на входы блока 5 поступают практически одинаковые сигналы по амплитуде, а на выходе его напр жение близко к нулю. На входе инвертора 7 сигнал равен нулю, релейный элемент 8 срабатывает и контакты коммутационного аппарата остаютс  замкнутыми, а электроустановка - подключенной к сети. При включении нагрузки, например , группы потребителей,- имеющих относительно большую долю тока утечки в общем естественном токе утечки на землю всей электроустановки, возникает также скачок тока утечки. В результате амплитуда сигнала на выходе дифференциального трансформатора тока 1 может возрасти до величины, при которой происходит ограничение выходного сигнала в усилителе.4. В этом случае равенство амплитуд сигналов на входах в блок 5 нарушаетс , на его выходе возникает сигнал, который проходит элемент Запрет и поступает на вход инвертора 7. Релейный элемент 8 обесточиваетс и электроустановка отключаетс  от сети. Дл  предотвращени  подобного ложного отключени  с блока 9 поступает сигнал на запрещающий вход элемента Запрет 6, сигнал на выходе его остаетс  равным нулю, а электроустановка - подключенной к сети. Блок 9 отрегулирован таким образом , что сигнал на его выходе по вл етс - при определенной скорости нарастани  тока переходного режима, соответствующей опасности ложного отключени . Броски тока нагрузки по причине изменени  механических характеристик нагрузки не привод т к ложным срабатывани м устройства, так как оии не св заны с бросками т-ока утечки на зе.млю. При прикосновении человека к токоведущим част м в зоне защиты сигнал на выходе дифференциального трансформатора тока 1 возрастает. Выходной сигнал на выходе усилител  3 возрастает пропорционально, а на выходе усилител  4 - непропорционально/ так как ограничиваетс  стабилитронами и амплитуда его равна напр жению стабилизации. В результате на выходе блоки 5 по вл етс  сигнал, привод щий как описано выше, к отключению электроустановки от сети. Устройство автоматически фиксирует отказы элементов в усилител х 3 и 4, блоках 7 и 9, некоторые неисправности блоков 5 и б. Испытани  макета устройства показывают возможность, создани  УЗО с чувствительностью 5 мА в сет х с естественными токами утечки на землю до 40 м. Таким образом, предлагаемое устройство обладает высокой чувствительностью при применении в сет х с повышенными естественными токами утечки, имеет достаточно простое, схемное решение и высокую степень

самоконтрол  исправности и надежности .

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР W 609160, кл, Н 02 Н 3/16, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 465690, кл. Н 02 Н 3/14, 1973.

0

3. Авторское свидетельство СССР по № 2838423/24-07, кл. Н 02 Н 3/16, 15.11.79.