Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02H3/16 

. Изобретение относится к электротехни} е, а именно к технике защиты людей от поражения электрическим током.

Известно устройство защитногчэ отключения (УЗО), позволякнцее отстроиться от естественных токов утечки на землю, обладающее свойством самоконтроля исправности основных элементов и содержащее дифференциальный трансформатор тока, блок формировани сигнала по скорости нарастания тока утечки, блок запрета, электронный ключ, трансформатор тока нагрузки, блок формирования сигнала по току нагрузки, операционный усилитель и выходной релейный элемент Ll3.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, включающее дифференциальный трансформатор тока (ДТТ) с подключенным к нему усилителем-ограничителем по амплитуде, фильтр основной гармоники, светосигнальный элемент, фильтр нечетной гармоники, выходной релейный элемент, управляющий своим замыкаклцим контактом катушкой: коммутационного аппарата Г2 3- :

Недостаток устройства - отсутствие автоматического контроля исправности фильтра нечетной гармоники и выходного релейного элемента в момент включения электроустановки.

Цель изобретения - повышение уровня самоконтроля исправности элементов устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее дифференциальный трансформатор тока, на выход которого подключен усилитель-ограничитель по амплитуде, фильтры нечетной и основной гармоник, входы которых подключены к выходу усилителя-ограничителя , светосигнальный элемент, подключенный к выходу фильтра основной гармоники, выходной релейный элемент, подключенный к выходу фильтра нечетной гармоники, катушку кО уа 1утационного аппарата, подключенную к сети через первый замыкающий контакт выходного релейного элемента и блок, питания, дополнительно введень реле с замедлением на срабатывание с последовательно соединенным с ним тиристором и подключенные к выходу блока питания резистор и последовательно включенный с ним второй замыкающий контакт выходного релейного элемента в цепи управления тиристора, причем пврвЁШ замыкающий контакт реле с замедлением на срабатывание включен последовательно с первым замьжающим контактом выходного релейного элемента, а второй замыкающий контакт реле с замедлением включен в цепь питания светосигнального элемента.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы контактов УЗО в момент пуска.

У Устройство содержит ДТТ 1, на выход которого подключен усилитель-ограничитель 2 по амплитуде, фильтры 3 и 4 соответственно основной и нечетной гармоник, входы которых подключены к выходу усилителя-ограничителя 2, светосигнальный элемент 5, подключенный к выходу фильтра 3 основной гармоники, выходной релейный элемент б с замыкающими контактами 7 и 8, подключенный к выходу фильтра нечетной гармоники 4, реле 9 с замедлением на срабатывание с замыкающими контактами 10 и 11, включенное последовательно с тиристором 12 на выход блока 13 питания, причем в цепь управления тиристора 12 последовательно включены резистор 14 и контакт 8, катушку 15, подключенную через последовательно соединенные контакты 7 и 11 к сети и управляющую коммутационным аппаратом 16, подающим питание на потребитель 17.

При замыкании контактов коммутационного аппарата 16 на схему устройства и потребитель 17 подается напряжение. Поскольку в зоне защиты имеется естественный ток утечки на землю (до 10-30 мА), вмомент включения возникает его скачок по амплитуде. В результате на выходе ДТТ 1 возникает импульс, величина которого превышает амплитудное значение сигнала при стацисЗнарном режиме и отсутствии прикосновения человека к токоведущим частям. Импульс сигнала усиливается и ограничивается по амплитуде усилителем-ограничителем 2 таким образом, |что сигнал на его выходе по форме приближается к прямоугольному (точнее трапецеидальному). Это приводит к возрастанию в спектре выходного сигнала амплитуды нечетной гармоники.

Сигналом основной гармоники подготавливается цепь срабатывания светосигнального элемента 5, включенного на выход фильтра 3 основной гармоники

Возрастание амплитуды нечетной гармоники приводит к появлению сигнала на выходе фильтра 4 нечетной гармоники и срабатыванию выходного релейного элемента 6. Последний замыкает свои контакты 7 и 8, отпирает тиристор 12 и подает питание на реле 9. Время срабатывания реле 9 выбрано таким образом, чтобы оно замкнуло свои контакты 10 и 11 после окончания переходного процесса (скачка тока утечки на землю) и отпускания контактов 7 и 8 выходного релейного элемента6.

Таким образом, контакты реле 9 замыкаются (фиг.2) после отпускания контактов 7 и 8. При этом срабатывает светосигнальный элемент 5, что свидетельствует об исправности всех блоков устройства в момент подключения потребителя.

В нормальном режиме, сигнал на выходе ДТТ 1, обусловленный естественным током утечки на землю, усиливается усилителем-ограничителем 2 без ограничения по амплитуде. Вследствие этого сигнал на выходе фильтра 3 основной гармоники остается, а на выходе фильтра 4 нечетной гармоники практически равен нулю.

При прикосновении человека к токо: ведущим частям или недопустимом повышении тока утечки на землю в зоне защиты сигнал на выходе ДТТ I возрас:тает по амплитуде, а на выходе усилителя-ограничителя изменяется по форме с синусоидального на трапецеидальный. Сигнал на выходе фильтра 4 нечетной гармоники возрастает, происходит срабатывание выходного релейного элемента 6, замыкаквдего своим-контак том 7 цепь питания -катушки 15.

Потребитель 17 отключается от сети коммутационным аппаратом 16.

В процессе работы светосигнальным

Элементом 5 фиксируются отказы (обрнш, короткое замыкание элементов) ;в ДТТ 1, реле 9, тиристоре 12, усилителе-ограничителе 2, фильтре 3 основ ной гармоники и блоке 13 питяыт я.

Введение новых элементов позволяет автоматически контролировать в момент подключения защищаемого потребителя исправность фильтра нечетной гармоники и выходного релейного элемента, т.е. в целом повысить уровень самоконтроля исправности элементов ь стройства. Крометого, наблюдается увеличение чувствительности защиты по току уставки до 5 мА в сетях с повышенными (10-30 мА) естественными токами утечки на землю, (через изоляцию), а также снижение уровня и изменение характера электротравматизма вследствие применения чувствительной и обладающей самоконтролем исправности защиты, которая обеспечивает- благоприятный исход случайного прикосновения человека к токоведущим частям (сохранение жизни и трудоспособности).

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее дифференциальный трансформатор тока, йа выход которого подключен усилитель-ограничитель по амплитуде, фильтры нечетной и основной гармоник, входы которых подключены к выходу усилителя-ограничителя, -светосигнальный элемент, подключенный к выходу фильтра основной гармоники, выходной релейный элемент, подключенный к выходу JS. . itT IMJL. I--;- - -. -- фильтра нечетной гармоники, катушку коммутационного аппарата, подключенную к сети через первый замыкающий контакт выходного релейного элемента, и блок питания, отличающееся тем, что, с целью повышения уровня самоконтроля исправности элементов устройства, в него дополнительно введены реле с замедлением на срабатывание с последовательно соединенным с ним тиристором и подключенные к выходу блока питания резистор и последовательно включенный с ним втррой замыкагаций контакт выходного релейного элемента в цепи управления тиристора, причем первый замыкающий контакт реле с замедлением на сраба- S S тывание включен последовательно с (Л первым замыкающим контактом выходного релейного элемента, а второй зас мыкающий контакт реле с замедлением включен в цепь питания светосигнального элемента..