УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ N-ФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК H02H3/24 G01R19/155 

Устройство относится к электротехнике и может быть использовано для контроля наличия полнофазности и отсутствия перекоса фаз трехфазного переменного напряжения.

Известно устройство для контроля напряжений трехфазной сети, которое выполнено из четырех последовательных цепей, соединенных четырехугольником, три вершины которого соединены с тремя фазами сети, а четвертая с нулевым проводом, причем каждая последовательная цепь включает в себя светодиод, стабилитрон и резистор [1]
Недостатком устройства является негативная индикация отсутствия фазного напряжения, так как отсутствие свечения одного из элементов индикации при большом числе их на пульте управления может быть просто не замечено оператором.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности является устройство [2] содержащее n двухцветных элементов индикации, первый вывод каждого из которых соединен с одной из n входных клемм для подключения контролируемых напряжений через один из n вентильных элементов ограничения тока, причем вторые выводы двухцветных элементов индикации объединены, общий вывод каждого двухцветного элемента индикации соединен с первым выводом одной из n параллельных RC-цепей, вторые выводы которых объединены, и с первым выводом одного из n вентильных элементов, вторые выводы которых соединены с вторыми выводами двухцветных элементов индикации, а вторые выводы параллельных RC-цепей соединены с клеммой для подключения нулевого провода.

Недостатком устройства является то, что возможно лишь визуальное наблюдение за состоянием контролируемой сети без автоматического реагирующего органа, способного осуществить отключение потребителя от неполнофазной сети при отсутствии одной из фаз или перекосе фазных напряжений, т.е. узкие функциональные возможности устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее n вентильных элементов ограничения тока, вход каждого из которых соединен с одной из n входных клемм устройства для подключения контролируемых напряжений, n параллельных RC-цепей, первый вывод каждой из которых соединен с общей клеммой устройства, а второй с входом одного из n основных диодов, выходы которых объединены, введены реагирующий орган и n дополнительных диодов, выход каждого из которых соединен с входом одного из n основных диодов, при этом входы дополнительных диодов объединены и соединены с первым выводом реагирующего органа, второй вывод которого соединен с объединенными выходами основных диодов, а выход каждого из n вспомогательных элементов ограничения тока соединен с вторым выводом одной из n RC-цепей, а также тем, что введен токопроводящий элемент, выполненный по схеме n-фазной звезды, каждый из n входов которого соединен с одной из n входных клемм устройства, а общий выход соединен с общей клеммой устройства, тем, что последовательно с каждым из n дополнительных диодов включен один из n введенных светоизлучающих элементов, и тем, что последовательно с каждым из n вентильных элементов ограничения тока включен один из n введенных светоизлучающих элементов.

Другие известные технические решения с подобными отличительными признаками отсутствуют.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит вентильные элементы 1, 2, 3 ограничения тока из диода 4 и резистора 5, вход каждого из которых соединен с одной из входных клемм 6, 7, 8 устройства для подключения контролируемых напряжений, параллельные RC-цепи 9, 10, 11 из резистора 12 и конденсатора 13, первый вывод каждой из которых соединен с общей клеммой 14 устройства, а второй с входом одного из основных диодов 15, 16, 17, выходы которых объединены, реагирующий орган 18 и дополнительные диоды 19, 20, 21, выход каждого из которых соединен с входом одного из основных диодов 15, 16, 17, а входы дополнительных диодов 19, 20, 21, объединены и соединены с первым выводом реагирующего органа 18, второй вывод которого соединен с объединенными выходами основных диодов 15, 16, 17. Выход каждого из вентильных элементов 1, 2, 3 ограничения тока соединен с вторым выводом одной из RC-цепей 9, 10, 11. Токопроводящий элемент 22 выполнен по схеме трехфазной звезды. Каждый из входов элемента 22 соединен с одной из входных клемм 6, 7, 8 устройства, а общий выход соединен с общей клеммой 14 устройства. Элемент 22 состоит из диодов 23, 24, 25, выходы которых соединены с входами элемента, а входы диодов 23, 24, 25 через резистор 26 соединены с выходом элемента 22.

Последовательно с дополнительными диодами 19, 20, 21, например, в точках а могут быть включены светоизлучающие элементы красного цвета свечения, а последовательно с вентильными элементами 1, 2, 3 ограничения тока, например, в точках б могут быть включены светоизлучающие элементы зеленого цвета свечения.

Работает устройство следующим образом.

При наличии на входах 6, 7, 8 устройства напряжений А, В, С четырехпроводной трехфазной сети в положительные полупериоды этих напряжений проходят токи по трем цепям: под воздействием напряжения фазы А через вентильный элемент 1 ограничения тока из элементов 5, 4 и параллельную RC-цепь 9 из элементов 12, 13, а под воздействием напряжений В и С соответственно через элементы 2, 10 и 3, 11. При этом на конденсаторах 13 каждой параллельной RC-цепи устанавливаются примерно одинаковые напряжения, причем разброс этих напряжений с учетом допустимого перекоса фазных напряжений меньше порога срабатывания реагирующего органа, что обеспечивается соответствующим выбором напряжения на конденсаторах 13 с помощью выбора сопротивлений 12 и 5 или 26. Поэтому диоды 15, 16, 17 и 19, 20, 21 заперты и реагирующий орган 18 обесточен. При включении последовательно с вентильными элементами ограничения тока, например, в точках б светодиодов зеленого цвета они светятся, указывая на наличие всех фазных напряжений.

При исчезновении напряжения на одном из входов устройства, например на входе 6, диод 4 запирается и конденсатор 13 начинает разряжаться через резистор 12. Когда напряжение на конденсаторе 13 RC-цепи 9 станет меньше напряжения на конденсаторах 13 RC-цепей 10 и 11 на величину порога срабатывания реагирующего органа 18 с учетом порога отпирания диодов 16, 17, 20, 21, происходит разряд конденсатора 13 RC-цепей 10 и 11 на конденсатор 13 RC-цепи 9 по цепям через элементы соответственно 16, 18, 19 и 17, 18, 19. Реагирующий орган срабатывает, отключая аппаратуру от неполнофазной сети непосредственно или через посредство элементов автоматики. При включении последовательно с диодом 19, например, в точке а светодиода красного цвета он светится, указывая на отсутствие напряжения фазы А.

При отсутствии любой другой фазы или двух фаз сети устройство работает аналогично. При недопустимом перекосе фаз, например если напряжение фазы А значительно больше напряжений фаз В и С, проходит ток по цепи через элементы 15, 18, а также параллельные цепи из элементов 20, 10 и 21, 11, что также приводит к срабатыванию реагирующего органа 18.

При включении устройства в трехпроводную трехфазную сеть оно работает аналогично, но токи замыкаются через токопроводящий элемент 22. Например, при отсутствии напряжения фазы А на входе 6 устройства в положительный полупериод напряжения фазы В ток проходит через элементы 2, 16, 18, 19, 9, 26, 25, а в положительный полупериод фазы С через элементы 3, 17, 18, 19, 9, 26, 24. Резистор 26 токопроводящего элемента 22 может быть исключен при низковольтном реагирующем органе 18, если в вентильных элементах 1, 2, 3 ограничения тока имеются резисторы 5, которые также могут быть исключены при высоковольтном реагирующем органе 18, либо наличии резистора 26. Кроме того, токопроводящий элемент 22 может быть выполнен в виде трех токопроводящих элементов, например резисторов, соединенных звездой.

В качестве реагирующего органа 18 могут быть использованы низковольтные пороговые элементы, выполненные с использованием диодных, транзисторных или тиристорных оптронов, электромагнитных реле и др. либо высоковольтные пороговые элементы, выполненные с использованием, например, реле с приводом из сегнетоэлектрика, сегнетоэластика, электростатические реле и др.

Таким образом, рассмотренное устройство обеспечивает возможность автоматического отключения аппаратуры от контролируемой сети с возможностью введения визуальной индикации отсутствующей фазы, например, двухцветными светодиодами, причем при любом числе фаз, равном или большем двух, что существенно расширяет функциональные возможности устройства.

Использование: для расширения функциональных возможностей устройства. Сущность изобретения: за счет введения реагирующего органа и n дополнительных диодов, выход каждого из которых соединен с входом одного из n основных диодов, а входы дополнительных диодов объединены и соединены с первым выводом реагирующего органа, второй вывод которого соединен с объединенными выходами основных диодов, причем выход каждого из n вентильных элементов ограничения тока соединен с вторым выводом одной из n параллельных RC-цепей, в устройстве достигается цель. При отсутствии любой из фаз сети или недопустимом перекосе фаз ток проходит через элементы 16, 17, а также параллельные цепи из элементов 20, 10, и 21, 11. Это приводит к срабатыванию реагирующего органа 18. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ N-ФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее n входных клемм для подключения контролируемых напряжений, общую клемму устройства, n вентильных элементов ограничения тока, первый вывод каждого из которых соединен с одной из n входных клемм, а также n резисторов, отличающееся тем, что введен исполнительный элемент, выполненный в виде n - фазного выпрямительного моста с реагирующим органом на выходе, и n конденсаторов, каждый из которых включен параллельно одному из n резисторов, первые выводы которых объединены и соединены с общей клеммой устройства, а вторые- с одним из n входов n фазного выпрямительного моста, каждый из которых соединен с вторым выводом одного из n вентильных элементов ограничения тока. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что введен токопроводящий элемент, выполненный по схеме n фазной звезды, каждый из n входов которого соединен с одной из n входных клемм устройства, а общий вывод соединен с общей клеммой устройства. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что последовательно с каждым из n диодов n-фазного выпрямительного моста включен один из n дополнительно введенных светоизлучающих элементов. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что последовательно с каждым из n вентильных элементов ограничения тока включен один из n дополнительно введенных светоизлучающих элементов.