Способ обеспечения искробезопасности цепей питания переменного тока Советский патент 1984 года по МПК E21F9/00 H02H9/02 

Изобретение относится к электроснабжению угольной, химической и дру гих отраслей промышленности, в которых возможно образование взрывчатых, пьше- и газовоздушных смесей, и може быть использовано при создании искро безопасной аппаратуры управления, си нализации и связи.. Известен способ обеспечения искро безопасности систем перемевного тока, заключающийся в ограничении тока напряжения в цепи и перенапряжений, возникающих при ко№-1утации f ll , Недостатком этого способа является малая величина допустимой искробезопасной мощности, реализуемой в нагрузке вследстпие того, что не обе печивается ограничение энергии, поступающей в разряд от источников питания а также недостаточная эффекти ность искрозащитных шунтов нагрузки, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ обеспечения искробезопасности электрических цепей, источник питания которых снабжен быстродействую щей защитой, включаемой по сигналу о начале разряда, и заключающийся в контроле на выходе источника высокоЧастотного сигнала напряжения, харак теризующего момент начала разряда, закорачивания источника питания при его появлении и ограничения перенапряжения на нагрузке 2. Однако известный способ позволяет отграничить энергию, поступающую в разряд, только в малоиндуктивных цепях, так как высокочастотный сигнал, возникающий при коммутации цепи, рас пределяется пропорционально величина индуктивностей источника питания и нагрузки. Величина этого сигнала мала и при определенных соотношениях индуктивностей источника и нагрузки чувствительность искрозащиты становится недостаточной для включения элемента искрозащиты и ведет к снижению искробезопасной мощности в индуктивных цепях. Цель изобретения - повышение надежности в работе искробезопасных це пей переменного тока с индуктивной нагрузкой, Поставленная цель достигается тем что согласно способу обеспечения искробезопасности цепей питания переменного тока, основанному на определении параметров искробезопасных цепей, сравнении этих параметров с эталонными значениями и в случае пре вышения параметрами цепи эталонных значений формировании сигнал:а на отключение источника питания, в качестве эталонного и контролируемого па раметров цепи используют сдвиг фаз между током и напряжением, при этом эталонный сдвиг фаз между током и напряжением формируют равным сдвигу фаз в цепи ;номина.пьного режима, определяют контролируемое значение сдвига фаз тока м напряжения в цепи, сравнивают его с эталонным ив случае превышения контролируег.{ым значением сдвига фаз азта.понного значения формируют сигнал на отключение источника питания, На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый способ. Устройство содержит источник 1 питания, узел 2 формирования сигнала на отключение источника питания, быстродействующий ключ 3, отключающий источник, согласующие нагрузочные трансформаторы 4, к вторичным обмоткам которых подключена нагрузка 5, транзисторы 6, включенные последовательно с источником 1, диоды 7 и 8, шунтирующие соответ ственно эмиттер-коллекторные и база-эмиттерные переходы транзисторов 6, резистор 9 и дроссель 10, включенные в базовые цепи транзисторов. Постоянная времени цепи, соединяющей базы транзисторов 6, выбирается равной постоянной времени нагрузки в нормальном (номинальном) режиме, а сопротивление переменному току больше сопротивления нагрузки в том же режиме в число раз, не большее коэффициента усиления транзистора. Формирование эталонного сдвига фаз между током и напряжением, равного сдвигу фаз в цепи номинального режима, осуществляется с помощью резистора 9 и индуктивности 10, Контроль сдвига фаз между токами номинальной и аварийной нагрузок осуществляется с помощью транзисторов 6. Формирование сигнала на отключение источника питания при превышении текущего значения фазы эталонного значения и при коммутации цепи осуществляется с помощью узла 2 формирования сигнала на отключение. Отключение источника 1 производится с помощью быстродействующего ключа 3, В номинапьном режиме работы в зависимости от полуволны синусоидального напряжения один из транзисторов б открыт, базовый и коллекторный ток этого транзистора совпадают по фазе и нагрузка обтекается током по цепи источник 1 энергии - открытый транзистор 6 - нагрузка 4 - один из диодов 7, к аноду которого приложена положительная полуволна напряжения. При обрыве вторичных цепей согла-сующих трансформаторов (нагрузка 5) фазы базовых и коллекторных токов транзисторов б отключаются, что приводит к запиранию транзистора s тот момент, когда в коллекторной цепи протекал ток. Запирание транзистора, т,е. введение в цепь нагрузки добавочного сопротивления, приводит к из3 10963 менению напряжения на выходе источнйка энергии и формированию сигнала на включение ключа 3. При коммутации цепей нагрузки изменение тока приводит к срабатыванию ключа 3 и запиранию открытого транзистора б, что является дополнительным положительным эффектом предлагаемого устройства, так как введение в цепь разряда дополнительного сопротивления обеспечивает более попную энергоизоляцию 10 разряда от источника 1. 764 За базовый объект принята аппаратура управления и сигнализации типа АУС. По сравнению с этой аппаратурой предлагаемыйспособ защиты искробезопасных цепей позволяет обеспечить искробезопасность. распределенных трансформаторных нагрузок, повысить безопасность эксплуатации аппаратуры в потенциально взрывоопасной атмрсфере, сократить количество аварийных режимов при испытаниях на искробезопасность.

СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ ЦЕПЕЙ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, основанный на определении параметров искробезопасных цепей,сравнении этих параметров с эталонными значениями и в случае превышения параметрами цепи эталонных значений формировании сигнала на отключение источника питания, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности в работе искробезопасных цепей переменного тока с индуктивной нагрузкой, в качестве эталонного и контролируемого параметров цепи используют сдвиг фаз между током и напряжением, при этом эталонный сдвиг фаз между током и напряжением формируют равным сдвигу фаз в цепи номинального режима, определяют контролируемое значение сдвига фаз тока и напряжения в цепи, сравнивают его с эталонным и в случае превышения контроли- tc руемым значением сдвига фаз эталонного значения формируют сигнал на отклю чение источника питания. СО О) ОЭ о