Устройство относится к электротехнике, в частности к автоматическим устройствам защиты.
Прямое назначение изобретения - это обеспечение защиты людей от электропоражений при эксплуатации погруженных электронасосов и защита самого насоса от перегорания при работе в непогруженном в воду состоянии.
Известны и широко используются устройства защитного отключения, выделяющие ток утечки в землю, сравнивающие его с заданным значением (уставкой) и формирующие отключающий сигнал при превышении тока утечки значения уставки [1] .
Известны устройства защитного отключения [2] , например, серийно выпускаемые Гомельским заводом "Электроаппаратуры", тип УЗО-В, которые отключают защищаемый объект при возникновении токов утечки в землю более 10 мА, представляющих опасность электропоражения человека.
Недостаток известных устройств заключается в том, что они по своему принципу действия не обеспечивают защиту электронасоса от работы в непогруженном в воду состоянии, что может приводить к быстрому перегреву насоса и выходу его из строя при работе погружного электронасоса в колодцах с малым дебетом воды, так как происходит ее быстрое откачивание и снижение уровня воды ниже самого насоса. При этом известные УЗО не могут произвести отключение такого электронасоса, так как принцип построения УЗО не позволяет выявить момент выхода насоса из воды.
На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства для защитного отключения в электрической сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью.
Устройство для защитного отключения содержит датчик тока утечки 1, усилитель 2, пороговые элементы 3 и 4 с пороговыми значениями, соответствующими токам утечки 0,6 и 6 мА, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 с двумя входами А и В и исполнительный орган 6 с двумя контактами, осуществляющими коммутацию электронасоса 7. Электронасос содержит катушку электромагнита 8, два токоограничивающих резистора 9 и 10, а также изолированный от корпуса электрод 11, соединенный со средней точкой резисторов 9,10 и выведенный на верхнюю часть корпуса насоса. Другие концы резисторов 9,10 присоединены к выводам катушки электромагнита насоса.
Устройство работает следующим образом.
Режим 1. Электронасос в воду не погружен и ток утечки отсутствует (меньше порогового значения 0,6 мА). В этом случае на выходе датчика тока утечки 1 сигнал меньше порогового значения элементов 3 и 4, поэтому на их выходах устанавливаются сигналы уровня А= В= 0. Оба эти сигнала поступают на входы А и В элемента 5, выполняющего операцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходной сигнал Q которого в соответствии с таблицей истинности (табл. 1) равен 0. При этом исполнительный орган 6 находится в нулевом состоянии, так как Q= 0, его контакты разомкнуты и электронасос обесточен.
Режим 2. Электронасос погружен в воду и электрод 11 касается воды в водоеме. При этом по цепи: фазный провод - токоограничивающий резистор 9 (или 10) - электрод 11 - вода течет ток утечки, величина которого задана резистором 9 (или 10) и равна 1 мА. В этом случае сработает пороговый элемент 3 и на его выходе устанавливается сигнал Q= 1. Этот сигнал приводит к срабатыванию элемента 6, замыканию его контактов и включению электронасоса.
Режим 3. Электронасос в погруженном состоянии включен, но к его токоведущим частям, например, к кабелю с поврежденной изоляцией прикоснулся человек и через него пошел ток в землю или ухудшилась изоляция в электронасосе и увеличился ток утечки через воду в землю. В любом из этих случаев, если ток утечки увеличивается сверх порога 6 мА, срабатывает второй пороговый элемент. На выходах элементов 3 и 4 появятся сигналы А = 1 и В = 1, что приведет (см. табл. ) к выходному сигналу Q= 0 и отключению питания электронасоса.
Технико-экономическая эффективность выражается в повышении:
- электробезопасности при обслуживании электронасоса вблизи открытых водоемов в условиях, относящихся по опасности поражения к категории особо опасных;
- долговечности электронасосов, так как исключается их перегорание при работе в непогруженном в воду состоянии;
- надежности защиты за счет самоконтроля исправности. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 699604, кл. Н 02 Н 5/10, 1976.
2. Устройство защитного отключения типа УЗОШ 10.2.010. УХЛ 4, 1988.
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для обеспечения электробезопасности людей при эксплуатации погружных электронасосов и ддля защиты электронасосов от перегорания при работе в непогруженном в воду состоянии. В соответствии с алгоритмом заявленного устройства преднамеренно с фазного провода сети через токоограничивающий резистор 9 или 10 и электрод на корпусе насоса создается ток утечки через воду водоема в землю, лежащий в пределах от 0,5 до 1 мА. Этот ток утечки, выделяемый датчиком 1 тока утечки, подается на двухпороговые сравнивающие элементы 3 и 4, которые отключает электронасос от сети, если ток утечки меньше 0,5 мА или больше 1 мА. Это обусловлено следующим. Уменьшение тока утечки до значений существенно меньших 0,5 мА (практически на 1 . . . 2 порядка) соответствует разрыву электрической связи электрода через воду с землей, что соответствует выходу этого электрода из воды. Это отключение обеспечивает повышение надежности электронасоса. Если значение тока утечки находится в диапазоне 0,5 . . . 1 мА, то устройство защиты, в случае его исправности, включается и подает электропитание на насос. При возникновении отказа в устройстве защиты оно не включится и предотвратит эксплуатацию насоса с неисправной защитой. Этим обеспечивается введение самоконтроля исправности устройства защиты. Отключение питания электронасоса при токах утечки более 1 мА обеспечивает повышение электробезопасности насоса, так как повышение тока утечки сверх 1 мА свидетельствует о прикосновении человека к токоведущим частям или ухудшению изоляции электронасоса. 1 табл. 1 ил.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее датчик тока утечки, соединенный своим выходом с входом усилителя, к выходу которого подключен первый пороговый элемент, а также исполнительный орган и цепь из двух последовательно соединенных резисторов, отличающееся тем, что, с целью обеспечения защиты погружного электронасоса от работы в непогруженном в воду состоянии и обеспечения самоконтроля исправности устройства в рабочем режиме, в него введены второй пороговый элемент, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и изолированный от корпуса насоса электрод, при этом вход второго порогового элемента подключен к выходу усилителя, выходы обоих пороговых элементов соединены с входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к входу исполнительного органа, упомянутая цепь резисторов имеет выводы для подключения к катушке электронасоса, а средняя точка резисторов соединена с введенным электродом.
