Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока Советский патент 1991 года по МПК H02H3/16 

Изобретение относится к электротехнике, а в частности к устройствам для защитного отключения трехфазных электроустановок переменного тока при несимметричных и однофазных утечках электрического тока

Изобретение может быть использовано для защиты от поражения переменным током оператора, работающего с электроинструментом без двойной изоляции

Целью изобретения является снижение энергоемкости и увеличение ресурса за счет периодического режима работы блока управления и импульсного потребления электроэнергии из сети.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из магнитного пускателя 1, в цепь питания которого включен

выпрямительный мост2 с управляемым вентилем 3 в выходной диагонали, блока управления 4, выполненного в виде генератора импульсов, содержащего входную RC-це- почку и пороговый элемент 5, вход которого подключен к средней точке RC-цепочки, а выход является выходом блока управления, датчика аварийного параметра 6.выполненного в виде усилительного звена 7, вход которого соединен с выходом трансформатора тока нулевой последовательности 8, а выход - с входом ячейки памяти 9, источника питания 10. подключенного своим входом к выходу выпрямительного моста и выполненного в виде накопителя энергии на двух конденсаторах 11 и 12, диоде 13, стабилитроне 14 и резисторе 15, при этом конденсатор 11 параллельно с резистором 15 включен на входе между положительной

О

ел о о

Ю

ел

ершиной выпрямительного моста и анодом иода 13 как дифференцирующее звено, а нденсатор 12 включен на выходе между отицательной вершиной выпрямительного оста и катодом того же диода, а оба они азделены стабилитроном 14, который ключен для ограничения напряжения аноом к отрицательной вершине выпрямиельного моста, а катодом - к аноду диода 13.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании пусковой кнопки 16 азное переменное напряжение подается ерез катушку магнитного пускателя 1 на выпрямительный мост 2, на эыходной диагонали которого появляется выпрямленное двухполупериодное напряжение, которое подается на вход источника питания 10 накопительного типа.

Через конденсатор 11 протекает ток заряда, который проходит через диод 13, включенный в прямом направлении, и, заряжая конденсатор 12, обеспечивает на нем напряжение, не превышающее напряжение стабилизации стабилитрона 14. Конденсатор 11 тем временем заряжается полностью, и основной ток подпитки источника питания через него больше не течет, а остается незначительный ток, протекающий через высоковольтный резистор 15, включенный параллельно конденсатору 11. Одновременно появляется вызванный наличием напряжения на конденсаторе 12 ток во входной RC-цепочке блока управления 4, который заряжает его конденсатор до напряжения срабатывания порогового элемента 5. Последний открывается, и конденсатор генератора импульсов разряжается лавинообразно мощным импульсом через управляющий электрод управляемого вентиля 3. Вентиль 3 включается, накоротко замыкает на полпериода выходную диагональ выпрямительного моста 2, шунтирует одновременно вход источника питания 10, который до конца полупериодэ питающего напряжения не потребляет больше электроэнергию из сети. Цепь питания магнитного пускателя 1 оказывается замкнутой на этот же период времени, и он включается, замыкая силовую цепь питания электроустановки и блокируя блок-контактом пусковую кнопку 16. По истечении воздействия полупери- одз питающего напряжения напряжение на выходной диагонали выпрямительного моста 2 становится близким нулю и вентиль закрывается. С начала следующего полупериода напряжения вышеописаный процесс повторяется по такому же алгоритму. Время между окончанием действия одного полупериода питающего напряжения и началом действия следующего, когда вентиль 3 находится в отключенном состоянии, значительно меньше, чем быстродействие данной

индуктивной нагрузки, поэтому магнитный пускатель 1 не отключается в эти промежутки времени. Наличие накопленного на конденсаторе 12 напряжения позволяет блоку управления 4 генерировать серию импуль0 сов, обеспечивая более надежно запуск вентиля 3 и до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 12 не станет ниже порога срабатывания порогового элемента 5. Далее блок управления 4 работать не будет, а ос5 тавшееся на конденсаторе 12 напряжение будет обеспечивать ждущий режим работы ячейки памяти 9 датчика аварийного параметра 6 Как только трансформатор тока нулевой последовательности 8 фиксирует

0 утечку тока в зоне защиты, с его выхода на вход усилительного звена 7 поступает сигнал, который усиливается и подается на ячейку памяти 9.

Этот сигнал, действуя на базу одного из

5 транзисторов, выводит ячейку памяти 9 из равновесного состояния, последняя опрокидывается, при этом оба транзистора остаются в режиме насыщенности и проводят ток. Учитывая то, что выход ячейки памяти 9

0 подключен к средней точке RC-цепочки, а выходом является эмиттер одного из транзисторов, коллектор которого через резистор 17 подключен к отрицательной шине питания блока управления 4, конденсатор

5 генератора импульсов шунтируется этим открытым транзистором и низкоомным резистором 17, и потенциал средней точки RC-цепочки становится низким, а конденсатор не может зарядиться до порога срабаты0 ванияпороговогоэлемента

(однопереходного транзистора) 5. В этом случае блок управления 4 не генерирует импульсы и соответственно вентиль 3 не включается, а пускатель 1 отключается, размыкая

5 силовую цепь и деблокируя пусковую кнопку 16.

Формула изобретения Устройство для защитного отключения

0 электроустановки в сети переменного тока, содержащее магнитный пускатель, в цепь питания которого включен выпрямительный мост с управляемым вентилем в выходной диагонали, блок управления в виде генера5 тора импульсов, выход которого соединен с управляющим электродом управляемого вентиля, а вход - с датчиком аварийного параметра, выполненным в виде усилительного звена, вход которого соединен с выходом трансформатора тока нулевой

последовательности, а выход - с входом ячейки памяти, и источник питания, подклю- ченныйсвоим входом к выходной диагонали выпрямительного моста, а выходом к шинам питания блока управления, отличающееся тем, что, с целью снижения энергоемкости и увеличения ресурса за счет периодического режима работы блока управления и импульсного потребления электроэнергии из сети, источник питания выполнен в виде накопителя энергии на двух конденсаторах,

диоде, стабилитроне и резисторе, причем первый конденсатор с параллельно включенным резистором включен на входе между положительной вершиной выпрямительного моста и анодом диода, второй конденсатор - на выходе источника питания между отрицательной вершиной выпрямительного моста и катодом диода, анод стабилитрона соединен с отрицательной вершиной выпрямительного моста, а катод - с анодом диода.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты электроустановок и оператора, работающего с ними, от поражения электрическим током Целью изобретения является снижение энергоемкости и увеличение ресурса за счет периодического режима работы блока управления и импульсного потребления электроэнергии из сети. При появлении сигнала с трансформатора тока нулевой последовательности он усиливается звеном 7 и подается на ячейку памяти 9, транзисторы которой переходят в режим насыщения. В результате конденсатор RC-цепочки шунтируется открытым транзистором и низкоом- ным резистором 17, в связи с чем блок 4 управления не генерирует импульсы, вентиль 3 не включается, а пускатель 1 отключает питание с электроустановки. 1 ил. Ё

А АА/