Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H02H3/16 

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к аппаратуре защиты, и может быть использовано для обеспечения безо пасности эксплуатации различных электррустайовок, в том числе электробытовых приборов и электроинструмента. Известны устройства для защитного отключения, содержащие трансформатор тока утечки, с включенным на его выходе многокаскадным полупроводниковым усилителем. который управляет исполнительным органом - коммутационным аппаратом (Л1) 1. Однако такие устройства имеют низкую стабильность параметров, щирокополосные частотные характеристики, подвержены воздействию импульсных и высокочастотных помех, вследствие чего Неустойчивы в работе. Известно также устройство для защитного отключения по (Л2), содержащее датчик тока утечки, на выход которого включей трехкаскадйый транзисторный усилитель, в выходную цепь которого включена обмотка расцепителя, а для повыщения самокойтроля исправности и повыщения надежности ргботьт путем устранения влияния импульсных помех, в него введены варистор и дийис тор, причем ва р и сто р подключен к включенным параллельно конденсатору, вторичной обмотке трансформатора тока утечки и входу усилителя, а динистор - последовательно с обмоткой расцепителя 2. Недостатками известного устройства для защитного отключения являются: .отсутетвне контроля целостности обмотки и соединительных проводов трансформатора тока утечки - ответственного и весьма йейадежного элемента схемы; «мягкая характеристика срабатывания устройства получена за счет увеличения времени срабатывания; использование динистора в качестве порогового элемента для улу1гщения релеййости срабатывания расцепителя малоэффективно; необходим предварительный подбор динистора по прямому напряжению включений, так как при близости или равенстве этоРО напряжения напряжению источника питания расцепитель вообще может не включиться. . Цель изобретения -- повышение яадежности, улучшение самоконтроля исправноети и повыщение быстродействия. Указайная цель достигается тем, что устройство для защитного отключейия электррустановки в сети переменного тока, содер: жац;ее датчик тока утечки, первый койдейсатор, усилитель с делителем напряжейия на входе и транзисторным ключом йа выходе, расцепитель и источник питания,.снабжено первым и вторьш стабилитррйами, вторым конденсатором, первым резисторрм, цепочкой, состоящей из последовательйо соединённых вторргр резистора и диода, vipH этом усилитель выполнен с инвертирующим . и йеинвертирующим входами, к Которым параллельно под.ключен первый конденсатор, а параллельно неинвертирующему входу и выходу усилителя подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных второго резистора и диода, причем катодом диод подключен к выходу усилителя, а делитель напряжения подсоединен средйёй точкой к неинвертирующему пходу усилителя, одни из выводов делителя соединен с катодом первого-стабилитрона и плюсом источника питания, а анод стабилитрона подключен к первому выводу вторичной обмотки датчика токаутечки, второму вводу делителя и к .катоду второго стабилитрона, защуйтированного вторым вновь введенным конденсатором, анод которого подсоединен к минусу источника питания, а ин-вертирующий вход усилителя соединен через первый вновь введенный резистор с плюсом источника питания и с вторь1м выводом вторичной обмотки датчика тока утечки, при этом в управляющую цепь транзисторйрго ключа включен расаепитель. - На чертеже представлена электрическая схема устройства. Устройство содержит датчик I тока утеч-.кн, первый стабилитрон 2, второй стабилит1 рон 3, делитель напряжения, образованный резисторами 4-6, первый конденсатор 7, второй конденсатор 8, первый резистор 9, вторрй резистор 10, диод I1, усилитель 12, транзисторный ключ 13, расцепитель 14, источник 15 питания. Устройство работает следующим обравой. При подаче переменнрго напряжения на источник 15 питания, усилитель 12 получает питание. Благодаря соотнощению величий резисторрв, входящих в делитель, на выходе усилителя устанавливается .положительный потенциал, равный примерно половине ;йапряжейия питания я транзисторный ключ 13 открьшается до- насыщения, вызывая „ срабатывание расцепителя 14. При появлении в зоне защиты тока утеч ки на землю со вторичной .обмотки датчика I тока утечки на инвертирующий вход уе.илителя 12 подается переменное напряжение, пропорциональное току утечки. Если положительная полуволна этого напряжейия превысит по своему значению положнтельное с.мещение на неинвертирующем входе, установленное делителем напряжений, йрризойдет опрокрдывайие усилителя и на его выходе вместо положительного появляегся отрицательное напряжение. Как только это напряжение койизится до значения,при котором происходит прямой пробой диода 11, в действие вступает цепь фиксации уррвня по выходе усилителя. Транзистор 1Эзакрь1вается, вызывая отключение расцепителя 14. Первый конденсаtop 7, включенный между находящимися ПОД Г)азл 1чныМй ттотеицнёЛами неинвертирующим и иннвертирующим входами, благодаря своему противофазному действию исключает проникание на вход усилителя коротких всплесков и высокочастотных помех из сети перемейяого тока, второй конденсатор 8 усиливает действие первого конденсатора 7 путем замедления процесса его (Перезарядки и предотвращает ложные сра батывания устройства в момент его вклйчения. Наличие конденсаторов 7 и 8 способствует повыщейию эффективности действия цепи фиксации уровня по входу усилителя 12 и предотвращает его опрокидывание при подаче напряжения на источник питания. Импульсный характер действия цепи фиксацин уровня по выходу усилителя и обратная, ngi отношению к статическому режиму работы вторичной обмотки датчика тока утечки,возникаю1«его в случаях; Кбротких замыканий в збйе защиты или большой кратности пускового тока заЩИ шаемой электроустйновки. Цепь опрокидывания усилителя 12 при. обрыве вторичной обмотки датчика тока утечки образована высокоомным первым. резистором 9, включенным между плюсом источника питания и инвертирующим входом усилителя 12 и 8, в рабочем режиме щунтируется вторичной обмоткой датчика тока утечки. При обрыве вторичной обмотки происходит форсированное опрокидывание усилителя 12 и отключение расцепителя, тем самым осуществляется контроль испрйвйости вторичной обмотки датчика тока утечки. Использование предложенного технического решеН1:1я помимо повыщення надежйосtil, улучщения самоконтроля исправности и быстродействие позволяет существенно снизить трудозатраты и материалоемкость при производстве.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩЙТНб ГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВ КИ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее датчик тока утечки, первый конделсатОр, успмтель с делителем напряжёйня яа входе и трайзисторным ключом йа выходе, расЦепитель и источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы путем улучшения само.контррля исправности и. повышения быстродействия, оно снабжено первым и вторым стабилитронами, вторьтм конденсатором. первым резистором, цепбчкой, состоящей иа последовательно соединенных второго резистора и диода, при этом усилитель выполнен с инвертирующим и неинвертирующим входами, к KOTOpbiM параллельно подключен первый конденсатор, а параллельно неинвертирующему входу и выходу усилителя подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных второго резистора и диода, причем катодом диод подключен, к выходу усилителя, а делитель напряжения подсоединен вредней точкой к неинвертирующему входу усилителя, один из выводов целителя соединен с катодом первого ста5илитррна и плюсом источника питания, а анод стабилитрона подключен к первому выводу вторичной обмотки датчика тока утечки, второму вводу делителя и к катоду второго стабилитрона, зашунтиррванного (Л вторь1М вновь введенным конденсаторрм, анод которого подсоединен к минусу источс: ника питания, а инвертирующий вход усили.теля соединен Через первый вновь введенный резистор с плюсом источника питания и с вторым выводом вторичной обмотки датчика тока утечки, при этом в управляющую цепь транзисторного ключа вк.лючен расцепитель. СП а со 4; 4