Устройство для защиты от повреждения электроустановки в сети с заземленным источником питания Советский патент 1984 года по МПК H02H3/14 

1 11

Изобретение относится к электро- ехнике, в частности к технике элект обе3опасности.

По основному авт.св. № 1023493 звестно устройство для защиты от овреждения электроустановки в сети о заземленным источником питания, содержащее подключенньм между нулевым проводом сети и корпусом электростановки релейньй элемент, контакты которого подключены IB цепи управения и (или) контроля состояния электроустановки. Релейный элемент ополнительно подключен к фазному проводу сети через первый ограничительньп1 элемент, выполненный на резисторе, а к корпусу электроустановки - через второй ограничительный элемент, включающга резистор. Релейный элемент зашунтирован конденсатором к фазному проводу сети и к корпусу электроустановки подключен через первый диод, включенный между релейным элементом и общей точкой первого и второго ограничительных элементов, при этом второй ограничительный элемент заиунтирован вторым диодом в противоположной полярности первому диоду. .

Устройство по основному изобретению обеспечивает автоматическое отключение электроустановки от питающей сети и (или.) включение цепи контроля состояния (сигнализации) при неполном или глухом фазном замыкании на корпус электроустановки (только заземленньй для бытовых однофазных установок или и заземленный и зануленный для промышленных установок)J при обрыве цепи заземления (для бытовых электроустановок) или цепи и заземления и зануления (для.промышленных установок) корпуса электроустановки и обрыве цепи заземления нейтрали питающей сети, если корпус установки заземлен непосредственно (для бытовых электроустановок, а также в промьшшенных установках при предшествующем аварийном обрыве цепи зануления корпуса)J при перемене местами фазного и нулевого провода сети в процессе эксплуатации электроустановки j если корпус установки заземлен непосредственно СП.

Однако известное устройство не обеспечивает отключения электроустановки от питающей сети и(или) включения цепи контроля состояния элект102

роустановки при перемене местами фазного и нулевого провода, питающей сети в процессе эксплуатации электроустанов.ки, корпус которой занулен, так как релейный элемент остается зашунтированным через корпус установки и бывший нулевым, а таперь ставший фазным, провод питающей сети. Цель изобретения - расширение

функциональных возможностей путем

отключения-электроустановки при перемене местами фазного и нулевого проводов питающей сети в процессе эксплуатации электроустановки, корпус

которой занулен.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от повреждения электроустановки в сети с заземленным источником питания

релейный элемент к нулевому проводу питающей сети подключен через третий диод и дополнительно заземлен этим же выводом через четвертый диод, а противоположным выводом заземлен через сглаживающий конденсатор, причем третий и четвертый диоды по отношению к релейному элементу включены в одноименной полярности с первым диодом.

На фиг. 1 и 2 приведены принципиальные электрические схемы устройства для защиты от повреждения электроустановки в сети с заземленным источником питания, релейньй элемент которого дополнительно заземлен через

четвертый диод и сглаживающий конд.енсатор.

Устройство для защиты электроуста новки (например, токарного станка,

технологической линии, электродрели, стиральной ма1иины и т.п.) содержит релейньй элемент 1, подключеиньй между фазным 2 и нулевым 3 проводами сети через однополупериодньй выпрямитель, включающий последовательно подключенные между фазным проводом 2 сети и релейным элементом 1 первый ограничительньй элемент, выполненный на резисторе 4, и первый диод 5,

и подключенньй между общей точкой б диода 5 и релейного элемента 1 и нулевым проводом 3 сети сглаживающий конденсатор 7.

Устройство содержит также второй

ограничительный элемент, включающий резистор 8, подключенный одним выводом к заземленному (или зануленному) корпусу 9 электроустановки. Вторым выводом второй ограничительный элемент подключен к общей точке 10 резлстора 4 и диода 5 однополупериодного выпрямителя. При этом контакты 11 релейного элемента 1 подключены в цепи управления и (или) контроля состояния электроустановки (условно не показано, так как схемное выполнение этих цепей может быть любым).

Второй ограничительньй элемент может быть снабжен вторым резистором 12, подключенным последовательно с первым резистором 8 и защунтированны замыкающими контактами кнопки 13 включения. Второй ограничительньй элемент зашунтирован вторым диодом

14в-противоположной полярности однополупериодному вьтрямителю.

Однополупериодный выпрямитель снабжен вторым загцитным резистором

15и вторым диодом 16, последовательно подключенными между фазным проводом 2 сети и первым резистором 4,

и вторым сглаживающим конденсатором 17, подключенным между общей точкой 18 диода 16 и первого резистора 4 однополупериодного выпрямителя и нулевым проводом 3 сети.

Предлагаемое устройство может . быть снабжено вторым релейным элементом 19, ток срабатывания которого меньше тока срабатывания первого релейного элемента 1 и который подключен последовательно с первым релейным элементом 1 (после него или перед ним не имеет значения) между однополупериодным выпрямителем и нулевым проводом 3 сети и зашунтирован замыкающими контактами 20 первого релейного элемента 1, при этом контакты 21 второго релейного элемента 1 9 подключены в цепи контроля исп равности схемы устройства (подключенные между фазным 2 и нулевым 3 проводами сети ограничительные резисторы 22 - 24, диод 25 и сигнальные лампочки 26 Схема исправна и 27 Схема не исправна). Цепь контроля исправности может быть любой (световой, звуковой., комбинированной).

Кнопка 28 отключения для дистанционного отключения электроустановки от сети (в этом случае устройство работает аналогично обрыву цепи заземления (зануления) корпуса, и электроустановка отключается). Предохранители 29 и 30 предохраняют

схему устройства от возможных коротких замыканий.

Вилка 31 для подключения к схем устройства источника питания,

а клемма 32 - для подключения устройства к заземленному или зануленному корпусу 9 электроустановки.

В отличие от известного устройства релейньй элемент 1 к нулевому проводу 3 питающей сети подключен через третий диод 33 и дополнительно заземлен -(фиг. 1 и 2) тем же выводом через четвертый диод 34, а противоположным выводом - через сглаживающий

конденсатор 35, при этом диоды 33 и 34 по отношенрпо к релейному элементу 1 включены в одноименной полярности с диодом 5. При необходимости последовательно с диодом 34 может быть

включен ограничительна резистор 36.

Устройство работает следующим образом.

При подключении к схеме устройстна источника питания при помощи вилки 31 в указанной полярности (фиг.1 и 2), а клеммы 32 к зануленному корпусу 9 электроустановки как в сети с заземленным (фиг. 1), так и с изолированнь м (фиг. 2) источником питания, релейный элемент 1 не включается (ток через него меньше тока срабаты- . вания, но больше тока отпускания) и не шунтирует своими замьпсающими контактами 11 исполнительный элемент .. схемы управления электроустановки Поэтому электроустановка подключается в своей сети питания (не показано). При этом ток через второй релейный

элемент 19 больше его тока срабатывания и он размыкает свои размыкающие контакты 21 и замыкает свои замыкающие контакты 21 (горит зеленая лампочка 26 Схема исправна). При

обрыве любого из элементов 15, 4, 17, 7, 16 и 5 или пробое диодов 16 и 5 и конденсаторов 7 и 17 второй релейньш элемент 19 отпускает и замыкает свои размыкающие контакты 21 . .(горит красная лампочка 27 Схема не исправна). При пробое же одного из резисторов 15 или 4 срсчбатьюает релейртый элемент 1 и отключает электроустановку. Таким образом, при наличин релейного элемента 19, устройство полностью обладает самоконтролем. Аналогично устройство обладает самоконтролем при обрыве фазного 2 или нулевого 3 проводов питающей 51-1 сети (не горит ни одна из лампочек 26 и 27, при этом электроустановка не работает). В отличие от известного устройства при перемене местами фазного 2 и нулевого 3 проводов (провод 2 стал нулевым, а провод 3 - фазным) в процессе эксплуатации электроустановки в сети с заземленной нейтралью (фиг. 1 и 2, провод 2 заземлен) и зануленым корпусом электроустановки через диод 34 на землю открывается путь постоянному току от фазного напряжения на корпус электроустановки через релейный элемент 1 той же полярности, что .и от источника питания. Это эквивалентно увеличению сопротивления второго ограничительного элемента. При этом суммарный ток через релейный элемент 1 увеличивается и релейньш элемент 1, включаясь при достижении тока через него величины тока срабатывания, замыкает свои контакты 11 в цепи управле ния и (или) контроля состояния элект роустановки, тем самым отключает установку от сети питания и (или) включает аварийную сигнализацию. При этом третий диод 33 предотвращает фазное короткое замыкание на эемлю (фиг. 1) или нулевой провод питающей сети (фиг. 2), а сглаживающий конденсатор 35 обеспечивает сглаживание пульсаций выпрямленного тока через релейный элемент 1 и диод 34. В остальном устройство работает аналогично известному устройству. При обрыве цепи зануления (или заземления) корпуса 9 электроустановк (или цепи заземления нулевого провода для электроустановок в сети с заземленным источником питания и за земленным корпусом) разрывается шун репейного элемента 1, содержащий последовательно подключенные диод 5 резисторы 12 и 8, предохранитель 30 корпус 9, цепь зануления корпуса 9 (цепь заземления корпуса 9 и цепь заземления нулевого провода 3 для электроустановок в сети с заземленным источником питания и заземленны корпусом), нулевой провод 3. Релейный элемент 1 срабатьшает и своими замыкающими контактами 11 отключает цепь управления и (или) включает це контроля состояния (аварийной сигна лизации) электроустановки. Таким об 6 разом, исключается возможность появления Напряжения на корпусе 9, т.е. возможность работы электроустановки в аварийном режиме и возможность поражения обслуживающего персонала электрическим током. Если же такого обрыва не происходит, но происходит фазное замыкание на корпус любой фазы источника питания электроустановки, то через ограничительньм элемент (резисторы 8 и 12), диод 5 и непосредственно через диод 14 на релейньй элемент 1 поступа ет ток одноименной полярности с его рабочим током (эквивалентно увеличению сопротивления шунта, так как в этом случае через шунт поступает ток противоположной полярности, чем от однополупериодного выпрямителя) и релейный элемент 1 срабатывает и своими контактами 11 отключает цепь управления и (или) включает цепь контроля состояния электроустановки аналогично изложенному. Аналогично устройство отключает электроустановку и (или) включает аварийную сигнализацию при перемене местами фазного и нулевого проводов сети в процессе эксплуатации электроустановки в сети с заземленным источником питания, корпус которой заземлен. В этом случае ограничительный элемент шунтирует череЗ цепи заземления корпуса и нулевого провода 3 на релейный элемент 1, а цепь из последовательно подключенных резистора 15, диода 16 и резистора 4, что приводит к срабатыванию релейного элемента 1. Известное устройство не чувствительно к изменению полярности питающей сети, если корпус электроустановки занулен, так как релейньй элемент в любом случае остается зашунтированным под постоянным напряжением и электроустановка не отключается от питающей сети. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает защиту электроустановки, корпус которой занулен, от перемены местами фазного и нулевого проводов в процессе эксплуатации, при этом при осуществлении остальных видов защит функционирование известного устройства не нарушается. Это, в свою очередь, повьппает надежность за счет исключения эксплуатации в

аварийном режиме) и повышает безопасность эксплуатации электроустановки. А высокая надежность эксплуатации .электроустановки снижает стоимость

ее эксплуатации за счет исключения необходимости ремонта или замены эле электроустановки после работы в

аварийном режиме.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЬ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В СЕТИ С ЗАЗЕМЛЕННЫМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ по авт.св. № 1023493, отличающееся тем, что, с целью рас-ширения его функциональных, возможk ностей путем отключения электроустановки при перемене местами фазного и нулевого проводов питающей сети в процессе эксплуатации электроустановки, корпус которой занулен, релейный элемент к нулевому проводу питающей сети подключен через третий диод и дополнительно заземлен этим же выводом через четвертый диод, а противоположным выводом заземлен через сглаживающий конденсатор, причем третий и четвертый диоды по отношению к релейному элементу включены в одноименной полярности с первым диодом.

11

28

гт

29

31

V V

JO

.32

9

Фиг.1

I

vz.t