Устройство для защитного отключения Советский патент 1989 года по МПК H02H3/16 

.

f

-/

W

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защитного отключения.

Целью изобретения является повыше ние точности и надежности устройства На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 тока утечки, сумматор 2, блок 3 формирова ния токовременной характеристики ера батывания, управляемую дискретную линию 4 задержки, формирователь 5 импульсов сдвига информации, аналого цифровой преобразователь (АЦП) 6, ре гистр 7 сдвига,цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8 и фильтр 9 нижних частот (ФНЧ).

Устройство работает следующим образом.

В нормальных условиях на выходе датчика 1 тока утечки всегда имеется некоторый сигнал, вызванный несимметрией естественных .токов утечки через изоляции фаз на землю. Этот сигнал, в общем случае отличающийся от чисто синусоидального, поступает на суммирующий вход сумматора 2 и вход управляемой дискретной линии 4 задержки, выполненной на последовательно соединенных АЦП 6, регистре 7 сдвига, ЦАП 8 и ФНЧ 9. Поступивший на вход АЩ 6 аналоговый сигнал преобразуется в цифровой код на выходах АЦП 6 и поступает на информацион ные входы параллельного регистра 7 сдвига. На вход синхронизации регист ра 7 сдвига подаются импульсы сдвига с выхода формирователя 5 импульсов сдвига информации. Через время&t ,, равное bt тТ-,, (где m - разрядность параллельного регистра сдвига, Tj,j - период следования импульсов сдвига), код, соответствующий мгновенному значению тока утечки, появляется на выходах регистра 7 сдвига и поступает на вход ЦАП 8, на выходе которого восстанавливается соответствующее мгновенное значение аналогового сигнала, которьй пройдя ФНЧ 9, подается на вьгчитаюи ий вход сумматора 2.

Если & t Р -5-, где Р - целое

(

число, fp частота сети, то на- выходе сумматора сигнал равен нулю.

При пробое ИЗОЛЯ1ЩИ :нли прикосно- ве1-шя человека к токоведущим частям в зоне защиты ток утечки (начальный)

изменяется на величину тока через человека (или тока пробоя изоляции), и результирующий ток утечки равен их векторной сумме. Соответственно изменяется и сигнал на выходе датчика 1 тока утечки. Этот сигнал сразу /ке попадает на суммирующий вход сумматора 2, в то время как на вычитающем

JQ его входе новое значение (мгновенное)

сигнала появляется с задержкой t. Таким образом в течение времени

it Р т- сигнал на выходе сумматора с

f5 2 будет разности сигнала нового, результирующего тока утечки и начального (естественного) тока утечки, т.е. сигналу, пропорциональному току через человека. Сигнал, пропорциональ20 ньй току через тело человека, поступает на вход блока 3 формирования токовременной характеристики срабатывания, которьй выдает сигнал на срабатывание коммутационного аппарата.

25 Время преобразования АЦП и ЦАП , должно быть меньше длительности периода THJ импульсов сдвига.

Разрядность АЦП 6, регистра 7 сдвига и ЦАП 8 определяется требуе2Q мой точностью восстановления задержанного сигнала и, как правило, достаточно иметь К 10.

Разрядность m (длина) регистра 7 сдвига определяется необходимым временем задержки сигнала, причем m Р.п, где Р - целое число периодов частоты сети, п - кратность частоты импульсов сдвига информации,

которая равна

п ис

где Тс - период следования импульсов сети, п выбирается также из соображений требуемой точности восстановления исходного сигнала, и, как правило, достаточно иметь п 20. Для того, чтобы при изменении частоты сети на выходе сумматора 2 не появлялся ложный сигнал, время задержки ut должно всегда равняться целому числу периодов текущего значения частоты сети. Для этого последовательность импульсов сдвига информации формируется в приведенном примере путем умножения частоты сети, 55 Формирователь 5 может быть также выполнен в виде управляемого генератора, синхронизируемого по фазе с частотой сети.

35

40

45

50

ФНЧ 9 на выходе ЦАП служит для подавления помехи квантования (с частотой nfj).

Линия 4 задержки может быть вы- полнена в виде линейки на приборах с зарядовой связью типа К1200ЦП-2.

Применение изобретения позволяет повысить электробезопасность в контролируемой сети за счет повышения точности. Надежность устройства для защитного отключения повышается за счет сокращения количества элементов

Формула

изобретения

1. Устройство для защитного отключения, содержащее датчик тока утечки, выход которого подключен к суммирующему входу сумматора и входу блока компенсацией сигнала датчика тока утечки, выход которого подключе к вычитающему входу сумматора, к выходу которого подключен вход блока формирования токовр«менной характеристики срабатывания, отличаю

.

.

.20 н щееся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы . устройства, блок компенсации сигнала датчика тока утечки вьшолнен в виде

управляемой дискретной линии задержки, причем к входу управления дискретной линии задержки подключен выход вновь введенного формирователя

10 импульсов сдвига информации, вход которого соединен с клеммами для подключения к сети.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что управляемая

15 дискретная линия задержки выполнена в виДб последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя, регистра сдвига,цифроаналогового преобразователя и фильтра нижних частот, а формирователь импульсов сдвига ин- формащ1и выполнен в виде умножителя частоты.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляемая

25 дискретная линия задержки выполнена в виде прибора с зарядовой связью.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты людей от поражения электрическим током в сетях с большими начальными токами утечки. Целью изобретения является повышение точности, и надежности работы устройства. При работе устройства в нормальных условиях сигнал от датчика тока К KOHHi/manuOHHQtiy аппарату утечки 1 компенсируется с помощью управляемой дискретной линии задержки 4, состоящей из последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя регистра сдвига, цифро- аналогового преобразователя и фильтра нижних частот. В случае пробоя изоляции или при прикосновении человека к токоведущим частям значение тока утечки изменяется на некоторую величину, при этом на вычитающем входе сумматора 2 новое значение тока утечки появится с задержкой, следовательно, на выходе сумматора 2 будет присутствовать сигнал, пропорциональный току утечки, поступающий на блок формирования токовременной характеристики 3, который в случае превышения уставки вьщает сигнал на отключение сети. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. & (Л