УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИБОРА Российский патент 1997 года по МПК H02H3/16 H02H5/10 

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к аппаратуре защиты человека от поражения электрическим током при снижении сопротивления изоляции ниже установленного уровня или замыкании цепи корпус электроприбора земля.

Известное устройство защитного отключения [1] в дальнейшем УЗО, не отключает электроприбор после снижения сопротивления изоляции ниже установленного уровня, а срабатывает после того, как человек замкнет цепь корпус электроприбора земля, что опасно для жизни человека. УЗО громоздко, многоэлементно, а следовательно, ненадежно; из-за постоянно потребляемой мощности от сети имеет повышенную стоимость эксплуатации, требует применения специальных стабилизированных источников питания.

УЗО [2] свободно от недостатков известного устройства [1] и может быть использовано при безопасной эксплуатации электроприборов, для которых не требуется автоматическое выключение питания после исчезновения причин, вызвавших его отключение, например таких, как: временное отключение сети, изменяющаяся во времени величина тока утечки на корпус электроприбора, случайное замыкание цепи корпус электроприбора земля. Это устройство является наиболее близким по технической сущности предлагаемому УЗО, но и оно [2] во время работы электроприбора, т.е. когда отсутствует утечка на корпус, потребляет мощность, в том числе на питание катушки реле.

Однако есть электроприборы, например, холодильники, у которых требуется автоматическое включение питания после исчезновения вышеуказанных причин. Этому требованию не отвечает УЗО [2] ни тем более УЗО [1]
Целью изобретения является повышение надежности, снижение габаритов потребляемой мощности и обеспечение автоматического включения питания электроприбора после исчезновения причин, вызвавших его отключение.

Поставленная цель достигается тем, что в УЗО [2] содержащем датчик тока утечки, ключевые и исполнительный элементы в качестве датчика использован газоразрядный двухэлектродный прибор с шунтирующим его электроды резистором и составляющим совместно с фоторезистором оптопару, один электрод датчика через цепочку диод ограничивающий резистор соединен с корпусом электроприбора, второй через резистор с минусом выпрямительного моста и эмиттером транзистора, используемого в качестве ключевого элемента, а через диод этот же электрод соединен с коллектором транзистора и одним концом катушки реле, которое используется в качестве исполнительного элемента, второй конец катушки реле соединен с плюсом этого же моста, с выхода которого через делитель напряжения в база эмиттерный переход транзистора включен фоторезистор оптопары, вход сети и выход нагрузки связаны парой нормально замкнутых контактов, шунтированных резисторами.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого УЗО.

УЗО содержит датчик тока утечки газоразрядный двухэлектродный прибор 1 с шунтом 2, выходом датчика является фоторезистор 3, один электрод датчика через диод 4 и резистор 5 подключен к корпусу электроприбора 5, второй через резистор 7 к минусу выпрямительного моста 8, а через диод 9 к коллектору транзистора 10 и катушке реле 11, резисторный делитель 12, 13 ограничивает напряжение на фоторезисторе 3 до допустимого и с помощью фоторезистора 3 и резистора смещения 14 происходит управление ключом 10, разъем 15, 16 вход сети, 17, 18 выход к нагрузке, 19, 20 пара нормально замкнутых контактов реле, 21, 22 соответствующие им шунты.

УЗО работает следующим образом.

При отсутствии тока утечки на корпус электроприбора, падение напряжения на резисторе 2 и, соответственно, на приборе 4 недостаточно для зажигания последнего, фоторезистор 3 не освещается, его сопротивление велико, транзистор 10 закрыт, реле 11 обесточено, контакты реле 19, 20 замкнуты, нагрузка подключена к сети.

При уменьшении сопротивления изоляции между корпусом электроприбора 6 и, например, разъемом 17 нагрузки ниже установленного уровня, по цепи 15, 19, 17 уменьшенное сопротивление изоляции 6, 4, 5, 2, 7, 8, 16 потечет ток утечки, падение напряжения на резисторе 2 возрастает, зажигается прибор 1, он освещает фоторезистор 3, открывается транзистор 10, срабатывает реле 11 и разрывает контактами 19, 20 цепь питания нагрузки. Это состояние при наличии сопротивления изоляции ниже установленного уровня остается и после размыкания контактов 19, 20 т.к. ток утечки продолжает течь через резистор 21 и далее диод 9 транзистор 10, мост 8 разъем 16.

УЗО работает аналогично при уменьшении сопротивления изоляции между корпусом 6 и разъемом 18, а также разъемами 15, 16 и землей.

Чувствительность УЗО в зависимости от требуемых условий защиты и допустимого сопротивления изоляции можно изменять с помощью резисторов 3, 5.

Таким образом, УЗО обеспечивает защиту человека от поражения электрическим током в зависимости от требуемых условий защиты, автоматическое включение питания электроприбора после исчезновения причин вызвавших его отключение, снижение количества элементов, входящих в УЗО, повышает его надежность и снижает габариты, потребляемая мощность УЗО сведена до долей ватта, т.к. при нормальном сопротивлении изоляции УЗО находится в пассивном режиме: по катушке реле ток не течет, а резисторы, входящие в схему, имеют высокие номиналы сотни килоом.

Дополнительным преимуществом предлагаемого УЗО является то, что оно может быть использовано и в трехфазной сети как с изолированной, так и с глухозаземленной нейтралью, если корпус электроприбора или установки не заземлять.

По коммутируемой мощности УЗО принципиальных ограничений не имеет, она определяется типом исполнительного элемента реле, пускатель.

Используется с целью повышения надежности, снижения габарита, потребляемой мощности и обеспечения автоматического включения питания электроприбора после исчезновения причин его вызвавших. Сущность изобретения: в устройстве используют датчик, выполненный в виде газоразрядного двухэлектродного прибора с шунтирующим его электроды резистором и составляющим совместно с фоторезистором оптопару. Один электрод датчика через диод и ограничивающий резистор соединен с корпусом электроприбора, второй через резистор с минусом выпрямительного моста и эмиттером транзистора, а через диод этот же электрод соединен с коллектором транзистора и одним концом катушки реле. Второй конец катушки реле соединен с плюсом этого же моста, с выхода его через делитель напряжения соединен с база-эмиттерным переходом транзистора, куда включен фоторезистор оптопары. Вход сети и выход к нагрузке связаны парой нормально замкнутых контактов, шунтированных резисторами. 1 ил.

Устройство защитного отключения электроприбора, содержащее датчик тока утечки, ключевой и исполнительный элементы, отличающееся тем, что в качестве датчика использован газоразрядный двухэлектродный прибор с шунтирующим его электроды резистором и составляющим совместно с фоторезистором оптопару, при этом один электрод датчика через цепочку диод ограничивающий резистор соединен с корпусом электроприбора, второй через резистор с "минусом" выпрямительного моста и эмиттером транзистора, а через диод этот же электрод соединен с коллектором транзистора и одним концом катушки реле, второй конец которой соединен с "плюсом" этого же моста, с выхода его через делитель напряжения в база-эмиттерный переход транзистора включен фоторезистор оптопары, вход сети и выход к нагрузке связаны парой нормально замкнутых контактов, шунтированных резисторами.