Устройство для защиты электроаппаратуры от повреждения в сети с заземленной нейтралью Советский патент 1986 года по МПК H02H3/16 H02H5/04 

«toutf

гп8

« 4

ff JfJffffi Krflffef f& yffCfffirc

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для непрерывного контроля сопротивления изоляции электрической сети по отношению к корпусу электроаппаратуры, которая не может быть заземлена, в частности медицинской, а также для контроля обрыва заземляющего проводника для предупреждения поражения электротоком обслуживающего персонала и пациентов аппаратуры, корпус которой заземлен.

Цель изобретения - расширение области использования путем обеспечения защиты электроаппаратуры, корпус которой не может быть заземлен, и электроаппаратуры с заземленным корпусом.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит пороговый элемент на транзисторном ключе t, на выходе которого включен исполнительный элемент 2, кнопку Контроль 3, датчик 4 тока утечки в виде газоразрядного тиратрона, управляющая сетка которого соединена с последовательно соединенными органичивакнцим 5 и переменным 6 резисторами, в катодной цепи последовательно соединены нагрузочный резистор 7 и выпрямитель 8, анод тиратрона через анодный резистор 9 и выпрямитель 10 подключен к фазному проводу сети и посредством резистора 11 соединен с нагрузочным резистором, коммутационные элементы (переключатели) один (12) из которых общим вьшодом соединен с выпрямителем в катодной цепи, размыкающий, контакт соединен с клеммой подключения заземляющего проводника .13или корпусом, сравнивающий блок, выполненный на операционном усилителе (ОУ 14, на входе которого включены два других коммутационных элемента 15 и 16, причем общие выводы их соединены соответственно с прямым и инверсным входами ОУ 14, размыкакицие контакты соединены соответственно с катодом тиратрона 4 и первым выводом источника 17 опорного напряжения (ИОН), а замыкающие контакты соединены соответственно с первым выводом ИОН и с катодом, второй вывод ИОН соединен с нагрузочным резистором, параллельно которому подключен конденсатор 18 выход ОУ 14 соединен посредством резистора 19 с базой первого транзистора 20 ключа 1, коллектор которого посредством первого резистора 21 соединен с положительным вьшодом источника 22 питания, а с помощью второго

резистора 23 - с базой второго транзистора 24. Напряжение к электроаппаратуре подается через размыкакиций контакт 25 исполнительного элемента, С целью защиты транзисторного ключа

от перенапряжения обмотка исполнительного элемента шунтируется диодом 26. Для блокирования обмотки исполнительного элемента 2 применен самоблокирукярсй контакт 27. Для приве5 дения схемы в исходное состояние используется кнопка Сброс 28,

Устройство работает в двух режимах: режим I - контроль заземления; режим II - контроль токов утечки.

0 В зависимости от величины напряжения (UBK) на нагрузочном резисторе, подаваемого на вход ОУ 14, на вы- ходе формируется два уровня напряжения:

, если и вх Uenop

вы«

Ь

вых.оу если UBV и„

вЫХ ВУ ОПОр } где и

- выходное напряжение

вых.оу ОУ;

соответственно положивык

тельный и отрицательный уровни выходного напряжения ОУ; входное напряжение;

еи опорное напряжение.

опор Работа в режиме I. Состояние коммутационных элементов соответствует показанному на чертеже, при этом катод тиратрона через резистор 7 и выпрямитель 8 по- средством коммутационного элемента 12 подключен к заземляющей клемме 13 или к корпусу, а управляющая сетка посредством резисторов 5 и 6 и кнопки 3 подключена к анодному резистоS ру 9. Прямой вход ОУ 14 посредством переключателя 15 подключен к катоду, а инверсный вход ОУ посредством переключателя 16 подсоединен к полоч жительному выводу ИОН 17.

Об исправном заземлении и правильном включении электроаппаратуры в сеть указывает горение тиратрона. На выходе ОУ 14 имеется +V , при этом первый транзистор 20 открыт, а второй транзистор 24 закрыт, обмотка исполнительного элемента 2 обесточена. Электроаппаратура нахо дится под напряжением сети. При обрьше заземляющего проводника тиратрон гаснет, на выходе ОУ -и..., ,при этом первый появляется транзистор 20 запирается, а второй транзистор 24 откр ьтается, обмотка исполнительного элемента 2 находится под током и размыкающий контакт 215, размыкаясь, обесточивает электроаппаратуру . После устранения обрыёа заземляющего проводника схема возвращается в исходное состояние: электроаппаратура снова находится под напряжением сети. При работе в режиме 1 нет необходимости в самоблокирующём контакте 27 и кнопке Сброс 28. Работа в режиме It. При этом катод тиратрона 4 посредством резистора 7, выпрямителя 8 и переключателя 12 подключается к нулевому проводу сети, а управляющая сетка с помощью резисторов 5 и 6 и кнопки 3 подключается к корпусу электроаппарата. Прямой вход ОУ 14 посредством пер ключателя 15 подключен к положитель ной клемме ИОН 17, а инверсный вход ОУ 14 переключателем 16 - к катоду. Перед включением электроаппарату ры следует осуществить проверку исправности устройства, а также правильности включения устройства в сеть, нажатием кнопки 3 Контроль, при этом создается искусственньШ то утечки, тиратрон зажигается и размыкающий контакт 25, размыкаясь, обесточивает электроаппаратуру. При ведение устройства в исходное состо яние осуществляется нажатием кнопки Сброс 28. В зависимости от тре . буемлх условий защиты и допустимого сопротивления изоляции чувствительность схемы к току утечки регулируе ся Jlepeмeнным резистором 6. При понижении изоляции токоведущих частей электроаппаратуры, подключенных к фазному проводу, а это может быть первичная обмотка сетевого трансформатора и т.д., тиратрон зажигается, на выходеОУ 14 формируется , , транзистор :ги закрывается, а транзистор 24 открывается обмотка-исполнительного элемента 2 самоблокируется контактом 27, размыкак1ций контакт 25, размыкаясь, обесточивает электроаппаратуру. 604 Возврат схемы в исходное состояние осуществляется нажатием кнопки Сброс 28. При использовании в качестве сравнивакяцего блока компараторов, имеющих обычно положительное выходное напряжение относительно нулевого уровня усилитель тока может быть представлен одним транзистором. Формула изобретения Устройство для защиты электроаппаратуры от повреждения в сети с заземленной нейтралью, содержащее датчик входного сигнала, выполненшй в виде газоразрядного тиратрона, анод которого через последовательно соединенные анодный резистор и первый выпрямитель подключен к фазному проводу сети, катод через последовательно соединенные нагрузочный резистор, второй выпрямитель и коммутационный элемент соединены с нулёвьш проводом сети, а в управлякнцую цепь газоразрядного тиратрона включены последовательно соединенные ограничивающий и переменный резисторы, а также пороговый элемент, к выходу которого подключен исполнительный орган, запитанные от источника питании конденсатор и кнопка Контроль, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования путем обеспечения защиты электроаппаратуры, корпус которой не может быть заземлен, и электроаппаратуры с заземленным корпусом, в него введены сравнивающий блок, выполненный-на операционном усилителе, с источником опорного напряжения, и два коммутационных элемента, при этом все коммутационные элементы выполнены в виде переключающих контактов, упомянутый конденсатор подключен параллельно нагрузочному резистору и своей первой обкладкой через размыкающий контакт первого введенного коммутационного элемента подключен к прямому входу операционного усилителя, инверсный вход которого через размыкающий контакт второго введенного коммутационного элемента соединен с плюсовым выводом источника опорного напряжения и замыкающим контактом первого введенного коммутационного элемента, а управляющая цепь упомянутоS1264260

го тиратрона соединена с корпусомрез замыкающий контакт кок мутационэлектроаппаратуры через замыкающийного элемента соединен с нулевым

Контакт кнопки Контроль и черезпроводом сети и через размыкающий

размыкающий контакт этой кнопки сконтакт этого коммутационного эл менанодным резистором газоразрядного та с заземленным корпусом электротиратрона, а второй выпрямитель че-, аппаратуры.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля сопротивления изоляции электрической сети по отношению к корпусу электроаппаратуры, в частности медицинской, которая не может быть заземлена, а также для контроля целостности заземлякидего проводника электроаппаратуры, корпус которой заземлен. Целью изобретения является расширение области использования путем обеспечения защиты как электроаппаратуры, корпус которой не может быть заземлен, так и электроаппаратуры с заземленным, корпусом. При работе в режиме контроля заземления корпуса электроаппаратуры тиратрон 4 гаснет, на выходе операционного усилителя 14 появляется Ug, , при этом первый транзистор 20 запирается, а второй транзистор 24 открьшается, обмотка исполнительного элемента 2 находится под током и своим контактом 25 обесточивает электроаппаратуру. При работе в режиме контроля тока утечки на корпус тиратрон 4 зажис S гается, на выходе операционного уси(Л лителя 14 формируется Ugbu транзистор 24 открывается, обмотка исполнительного элемента 2 становится на самоблокировку контактом 27, контакт 25 размыкается, питание с электроаппаратуры снимается. Работа устройства в обоих режимах обеспечивается различным включением коммутационных элементов, что расширяет область использования данного устройства. 1 ил.