Устройство для защиты от тока утечки на землю Советский патент 1987 года по МПК H02H3/16 

11

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты человека от поражения электрическим током.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем увеличения помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена схема предложенного устройства; на п-:г .2 - ди- , аграмма выходных сигнгшов блоков, входящих в устройство.

Устройство содержит датчик 1 тока утечки, усилитель 2, четыре резистора 3-6, три транзисторных ключа 7-9, конденсатор 10, диод 11, исполнит шь ный орган 12 и источник 13 питания.

Датчик тока 1 утечки и усилитель 2 соединены последовательно, входы транзисторных ключей 7 и 8 через резисторы 3 и 4 подключены к выходу усилителя, выход транзисторного ключа 7 через конденсатор 10 и резистор 6 соединен с входом транзисторного ключа 8, причем точка соединения конденсатора 10 с резистором 6 подключена к катоду диода 11, анод которог соединен с минусом источника 13 питания, выход транзисторног о ключа 8 соединен с входом транзисторного клча 9 и через резистор 5 с входом транзисторного ключа 7, выход ключа 9 через обмотку исполнительного органа 12 соединен с минусом источника питания,

Датчиком тока утечки служит трансформатор нулевой последовательности.

Транзисторные ключи 7 и В вьшол- нены на транзисторах обратного типа проводимости по схеме с об1цим эмиттером. Транзисторный ключ 9 выполнен на транзисторе прямого типа проводимости по схеме с общим эмиттером и с ограничиваюрщм резистором в цепи базы

Исполнительным органом может служить реле, тиристорный или симистор- ный ключ.

Устройство работает следуюгцим образом,

Нэ.гфяжение, пропорциональное току утечки на землю, поступает с датчика 1 тока утечки на усилитель 2, Если утечка возникает от прикосновения человека к токоведущим частям, напряжение на выходе усилителя имеет форму напряжения сети и изменяется относительно рабочей точки усилителя Uji (фиг.2 циклограмма 14). В момент t напряжение на выходе усилителя

262

достигает порога отключения транзисторного ключа 7 Up, и ключ закрывается. Напряжение на его выходе скачком

увеличивается до напряжения источника питания (фиг,2, ьщклограмма 15). Скачок напряжения через конденсатор 10 и резистор 6 передается на вход транзисторного ключа 8,и тот остается в открытом состоянии, несмотря на то, что отпирающий ток через резистор 4 снижается, В начавшемся процессе заряда конденсатора 10 по цепи плюс источника 13 питания - коллекторный резистор транзисторного ключа

7- конденсатор 10 - резистор 6 - эмиттерный переход транзистора транзисторного ключа 8 - минус источника питания зарядный ток уменьшается по

экспоненте (фиг.2, циклограмма 16).

8момент t2 значение этого тока становится недостаточным для удержания транзистора транзисторного ключа 8 в открытом состоянии, и он закрывается (фиг.2, циклограмма 17). Напряжение с выхода транзисторного ключа 8 через резистор 5 поступает на вход транзисторного ключа 7 и вновь открывает его. Отрицательньш скачок

напряжения через конденсатор 10 и

резистор 6 воздействует на вход транзисторного ключа 8,, форсируя его закрывание. Закрывание транзисторного ключа 8 приводит к закрыванию транзисторного ключа 9, и обмотка исполнительного органа обесточивается. Контактами исполнительного органа 12 нагрузка отключается от сети.

При коммутации нагрузки в зоне

защиты возникают помехи в виде коротких импульсов утечки. Эти и myльcы на выходе усилителя 2 имеют форму, показанную на фиг.2 (циклограмма 18). В момент tj импульс помехи достигает

порога отключения транзисторного ключа 7 Up,. Ключ закрывается (фиг. 2, циклограмма 19), и начинает заряжаться конденсатор 10. В момент t импульс заканчивается и ключ 7 вновь

открывается (фиг.2, циклограмма 19). За время существования и шульса ток заряда конденсатора не успевает существенно уменьшиться (фиг.2, циклограмма 20), и ключ 8 продолжает оставаться в открытом состоянии. Таким образом, после закрывания ключа 7 схема находится в исходном состоянии. Следовательно, короткие импульсы не изменяют состояния транзисторных

ключей 8 и 9, и устройство нечувствительно к их воздействию.

Диод 11 служит для устранения отрицательных выбросов, возникающих при разряде емкости после окончания помехи.

Устройство для зашиты от тока утечки на землю, содержащее источник питания, исполнительный орган, один вьтод которого соединен с минусом ис- Ряд элементов предлагаемого устрой-10 точника питания, а другой - с коллек- ства имеют контроль исправности. При тором первого транзисторного ключа, обруве обмотки исполнительного органа 12, цепи его питания, цепи коллектора, базы или эмиттера транзистора первого транзисторного ключа 9 происходит отключение исполнительного органа. Обрыв датчика 1 тока утечки или любого из транзисторов усилителя 2, или резистора 4, или цепей транзистора транзисторного ключа 8 приводит к закрыванию транзистора транзисторного ключа 9 и к отключению исполнительного органа. Обрыв резисторов 3 и 6, цепей транзистора транзисторного ключа 7, конденсатора 10 и диода 11 приводит к нарушению селектирующих функций устройства, что снижает его помехоустойчивость и также вызывает отключение нагрузки. Таким образом, неисправность любого из

основных; элементов схемы переводится в прекращение электроснабжения потребителя. Таким образом, данное устройство обладает более высокой

база которого соединена с выходом второго транзисторного ключа, последовательно соединенные усилитель и

15 датчик тока утечки, конденсатор, диод, первый, второй, третий, четвертый резисторы, отличающее- с я тем, .что, с целью повьшения надежности работы путем увеличения помехоустойчивости, в него введен третий транзисторный ключ, причем выход усилителя подключен через первый резис тор к базе третьего транзисторного клю ча, через второй резистор к базе второго транзисторного ключа и к одному из выводов четвертого резистора, второй вывод которого соединен с катодом диода и одним из выводов конденсатора, второй вывод которого под30 ключен к коллектору третьего транзисторного ключа, база которого соединена через третий резистор с коллектором второго тран зисторного ключа, анод упомянутого диода соединен

20

25

помехоустойчивостью и наличием само- 35 МИНУСОМ источника питания,

контроля в сравнении с известньм

устройством.

Формула изобретения

Устройство для зашиты от тока утечки на землю, содержащее источник питания, исполнительный орган, один вьтод которого соединен с минусом ис- точника питания, а другой - с коллек- тором первого транзисторного ключа,

база которого соединена с выходом второго транзисторного ключа, последовательно соединенные усилитель и

датчик тока утечки, конденсатор, диод, первый, второй, третий, четвертый резисторы, отличающее- с я тем, .что, с целью повьшения надежности работы путем увеличения помехоустойчивости, в него введен третий транзисторный ключ, причем выход усилителя подключен через первый резистор к базе третьего транзисторного ключа, через второй резистор к базе второго транзисторного ключа и к одному из выводов четвертого резистора, второй вывод которого соединен с катодом диода и одним из выводов конденсатора, второй вывод которого подключен к коллектору третьего транзисторного ключа, база которого соединена через третий резистор с коллектором второго тран зисторного ключа, анод упомянутого диода соединен

Изобретение относится к электротехнике и позволяет отключать сетевое напряжение при возникновении токов утечки на землю. Цель изобретения - повьшение надежности работы путем увеличения помехоустойчивости. Благодаря подавлению коротких импульсных помех исключена возможность ложных срабатываний устройства. Подавление помех обеспечивает селектор, образованньш транзисторными ключa И 7 и 8, конденсатором 10, диодом 11 и резисторами 3-6. При возникновении в нагрузке кратковременных импульсных утечек они наводят напряжение на выходе датчика 1, усиливаются в усилителе 2 и поступают на вход селектора длительности. Время селекции выбирается большим длительности импульсов помех, поэтому на выходе селектора сигнал отсутствует. В.случае прикосновения человека к токове- дущим частям ток утечки имеет форму сетевого напряжения, а его длительность превышает время селекции, поэтому по истечении времени селекции на выходе селектора появляется сигнал, закрывающий транзисторный ключ 9. Обмотка исполнительного органа 12 обесточивается. Своими контактами исполнительный орган отключает нагрузку. 2 ил. с Ф (Л d Се/Пй со оо со к 05 Кнагрузпе фиг t

to

--U-+ВНИППИ Заказ 4235/47

Тираж 617

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

iiН

Тираж 617

Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4