Устройство защитного отключения Советский патент 1987 года по МПК G01R17/10 H02H3/14 

Изобретение относится к технике электро- измереиий и может быть использозано в приборах защиты обслуживающего персонала от напряжения прикосновения в сетях переменного тока.

Цель изобретения - повышение безопасности настройки и эксплуатации электроаппаратуры путем увеличения входного сопротивления.

На чертеже изображена электрическая принципиальная схема устройства, защитного отключения.

Устройство защитного отключения содержит выпрямитель 1, к выходу которого подключен вход запоминающего элемента 2 и вычитаюпдего элемента 3. Выход запоминаю- щег о элемента 2 соединен с входом вычитаюпдего элемента 3, выход которого через пороговый элемент 4 подключен к общей щине через резистор 5 и к входу усилителя 6. Первый выходной вывод );-,л1нгеля 1 соединен через резистор 7 с термально замкнутым контактом кнопки 8, нормально разомкнутый контакт которой через обмотку 9 реле соединен с вторым выходным выводом выпрямителя 1, а также непосре.а- ственно - с коллектором транзистора 10, эмиттер которого соединен с вторы.м выход- ны.м выводом выпрямителя 1, а база - с выходом усилителя 6. Переключающий контакт кнопки 8 соединен с эмиттером транзистора 0 через конденсатор 11. Коллектор транзистора 10 соединен с первым выходным вЬшодом выпрямителя 1 через нормально разомкнутую контактную пару 12 реле, а через нормально разомкнутую контактную нару 13 этого же реле к входным щинам, соединенным с входом выпрямителя 1, подключена нагрузка 14, например измерительный прибор. В качестве запоминаюн его элемента 2 может быть использован конденсатор, в качестве вычитающего элемента 3 - диод, а в качестве порогового элемента 4 - двуханодный стабилитрон. При этом конденсатор последовательно с диодом подключены к выходным выводам выпрямителя 1, причем диод включен согласно с полярностью выходного напряжения выпрямителя 1, а стабилитрон подключен к соединенным выводам диода и конденсатора.

Устройство защитного отключения работает следующим образом.

Первая входная щина подключается к фазовому проводу сети переменного тока, а вторая - к нулевому проводу, к которому по требованию правил техники безопасности подключаются также металлические кожухи потребителей электроэнергии, а также измерительного прибора. Поскольку нулевой провод через элементы защиты заземлен, то напряжение на кожухах относительно земли равно нулю, что обеспечивает безопасность эксплуатации электроаппаратуры.

0

5

Фазное напряжение выпрямляется выпрямителем 1, выходное напряжение которого фиксируется запоминающим элементом 2. Конденсатор И заряжается через резистор 7 и нормально замкнутый контакт кноп- I .ir 8. После нажатия кнопки 8 конденсатор 11 подключается к обмотке 9 реле, которое при этом замыкает свои контактные пары 12 и 13.

Через контактную пару 12 реле самоблокируется, а через контактную пару 13 к сети подключается нагрузка 14. В случае возникновения неисправности в цепи нулевого провода сети, при которой увеличивается сопротивление между точками подключения кожухов устройства и нагрузки 14, напряжение между фазным и нулевым про- Еюдами (на входе выпрямителя 1) уменьшается, а между нулевым проводом и землей -- увеличивается. Обслуживающий персонал, прикасаясь к кожухам, например к кожуху 14 нагрузки, может быть поражен электрическом током под воздействием напряжения прикосновения. При понижении, входного и соответственно выходного напряжения выпрямителя 1 разность его выходного напряжения и напряжения запоминающего элемента 2 выделяется вычитающим элементом 3. Так, при понижении напряжения выпрямителя 1 разность между его новым значением и зарядным напряжением конденсатора - запоминающего элемента 2 игмеет полярность, обратную для диода - вычитающего элемента 3, и целиком приложена к этому диоду.

0

Порог срабатывания порогового элемента 4 выбран таким, чтобы напряжение вычитающего элемента 3 превыщало его при превышении напряжением прикосновения допустимого уровня 36 В. В этом случае вы- хол,иое напряжение порогового элемента 4

0 поступает на базу транзистора 10, который шунтирует обмотку 9 реле и, таким образом, обесточивает ее. Контактные пары 12 и 13 реле размыкаются, и нагрузка 14 отключается от фазного провода. При этом фазное J. напряжение распределяется между входным сопротивлением устройства, которое определяется токами утечки конденсаторов 2 и 11 и обратными токами вентилей выпрямителя 1 и сопротивлением между нулевым проводом и землей. Входное сопротивление

0 устройства больше, чем сопротивление между фазным проводом и землей, при котором произошло отключение, поэтому уровень напряжения прикосновения после отключения уменьшается. Кроме того, вследствие увеличения входного сопротивления устрой5 ства уменьшается и ток, который может протекать через тело оператора под действием напряжения прикосновения.

5

Формула изобретения

1. Устройство защитного отключения, содержащее реле, нагрузку, подключенную одним выводом к нулевому проводу, а другим через первую нормально разомкнутую пару контактов реле - к фазному проводу, выпрямитель, первый входной вывод которого подключен к нулевому проводу, а второй - к фазному проводу, первый резистор, подключенный первым выводом к первому выходному выводу выпрямителя, второй резистор, подключенный первым вь}водом к второму выходному выводу выпрямителя, пороговый элемент, усилитель, вход которого подключен к первому выводу порогового эле мента, транзистор, база которого подключена к выходу усилителя, а коллектор и эмиттер подключены соответственно к первому и второму выводам обмотки реле, выключатель, отличающееся тем, что, с целью повы- щения безопасности настройки и эксплуатации, в него дополнительно введены запоминающий элемент, вычитающий элемент и конденсатор, выключатель выполнен в виде кнопки, нормально замкнутый контакт которой подключен к второму выводу первого резистора, нормально разомкнутый кон

15

такт - к коллектору транзистора, который через вторую нормально разомкнутую пару контактов реле соединен с первым выходным выводом выпрямителя, переключающий кон5 такт кнопки через конденсатор соединен с эмиттером транзистора и вторым выходным выводом выпрямителя, вход запоминающего элемента подключен к первому выходному выводу выпрямителя, а его выход - к вому входному выводу вычитающего элемента, второй входной вывод которого подключен к второму выходному выводу выпрямителя, а выходной вывод через пороговый элемент - к второму выводу второго резистора, при этом усилитель выполнен инвертирующим.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве запоминающего элемента использован конденсатор, в качестве вычи- 20 тающего элемента - диод, а в качестве порогового элемента - двуханодный стабилитрон, при этом диод соединен последовательно с конденсатором, полярность его включения согласна с полярностью выпрямителя, а соединенные выводь конденсатора и диода подключены к одному из выводов стабилитрона.

25

Устройство защитного отключения содержит выпрямитель 1, запоминающий и вычитающий элементы (Э) 2, 3 соответственно, пороговый Э4, резисторы 5, 7, усилитель 6, обмотку 9 реле, транзистор 10, конденсатор 11, нормально разомкнутые пары 12, 13, нагрузку 14. Изобретение повышает безопасность настройки и эксплуатации электроаппаратуры путем увеличения входного сопротивления. 1 3. п. ф-лы, 1 ил. со со ю со ;о Ot)