Устройство для защиты от поражения электрическим током в трехфазной сети с изолированной нейтралью Советский патент 1991 года по МПК H02H5/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты о поражения электрическим гоком при попадании человека под напряжение в трехфазных элем рических сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В

Цель изобретения - исключение ложных срабатываний устройства

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

В состав чстройства входят три импульсных трансформатора 1-3 напряжения с первичными обмотками 4-6, включенными и линейные провода сети, три фильтра 7 Ч верхних часют, три суммирующих усили теля 10-12, три логических элемента ЗИ первый 13,второй 14,третий 15, блок 16 фор

мирования отключающею си. нала, гри триггера 17- 9 каждый . системой сброса. Lii.iiiTCvu 20 DTK ючающею сигнала, коммутационный аппарат 21. три пороговых элемента с положиie гынлм порогом срабатывания: первый 22. в.орои 23, третий 24 и три пороговых племени с oi рицательным порогом срабатывания первый 25, второй 26, третий 27 Кроме г иго (. сма включает генератор 28 тактовых имп . с оптоэ гектрон- ные пары 2Q 31 свею.ыох (оггл иристор, индикаторы 32-34 повреж lennon фазы, симисторы 35-37

Вторичные обмотки ими гьсных трансформаторов I ) юе .и i ic. с (рильтрами 7- 9 верхних частот, ыхо u.i коюрых соединены с счммит ющими сч HIT елями 10-12 Пори

at о

оо со со

говые элементы с положительным и отрицательным порогами срабатывания объедине.- ны попарно: 22 с 25, 23 с 26, 24 с 27. Входы первой пары соединены с выходом суммирующего усилителя 10, второй - с выходом 11 и третий с выходом 12. Выходы эле- ментов 22 и 27 соединены с двумя входами первого элемента ЗИ 13, выходы элементов 25 и 23 - с двумя входами второго элемента ЗИ 14, а выходы элементов 26 и 24 - с двумя входами третьего элемента ЗИ 15. Третьи входы элементов ЗИ 13-15 соединены соответственно с выходами фильтров 7-9. Выходы элементов ЗИ соединены с входом блока 16 формирования отключающего сигнала, выход которого соединен с усилителем 20 отключающего сигнала, выход которого соединен с отключающими входами коммутационного аппарата 21. Кроме того, выходы элементов ЗИ 13-15 соединены через триггеры 17-19 с управляющими входами коммутационного аппарата 21.

Устройство работает следующим образом.

При коммутациях в рассматриваемых сетях на импульсных трансформаторах (индуктивных элементах) 1-3 возникают броски напряжения, пропорциональные скорости изменения тока через индуктивности (Ut

L-). Выделенные фильтрами 7-9 из сигнала нормальной частоты (50 Гц) эти броски напряжения поступают на суммирующие усилители 10-12. Таким образом, блок 10 сравнивает по амплитуде высокочастотные составляющие сигналов на элементах 1 и 2, блок 11 - на элементах 2 и 3. блок 12 - на элементах 3 и 1.

При прикосновении человека к проводу, например, фазы А амплитуда броска напряжения на индуктивном элементе 1 больше, чем у аналогичных сигналов на элементах 2 и 3. В результате этого на входах пороговых элементов 22 и 25 появится сигнал положительной полярности, на входах элементов 24 и 27 - отрицательной полярности. Это приведет к срабатыванию элементов 22 и 27, а следовательно, к появлению единичного сигнала на выходе логического элемента ЗИ 13. Сигнал логической «1 попадает на вход триггера 17, через элемент 38 ЗИЛ И на вход триггера 39, входящих в формирователь 6 отключающего сигнала, переводя их в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода триггера 17 поступает на базу транзистора 40, работающего в ключевом режиме. Переходя в открытое состояние, транзистор 40 обеспечивает протекание тока через светодиод оптоэлектронной пары 30, и, следовательно, перевод фортиристора этой пары в открытое состояние. В то же время единичный сигнал с выхода триггера 39 разрешает прохождение через элемент 2И 41 по

0

следовательности импульсов с выхода генератора 28 тактовых импульсов. Импульсы с выхода элемента 41 попадают на вход усилителя 20. Ведомый этими импульсами усилитель работает в ключевом режиме, осуществляется ряд переходов из открытого состояния в закрытое и наоборот. В результате этого на первичной обмотке развязывающего трансформатора, включенной в нагрузочную цепь выходного транзистора усилителя, и на трех выходных обмотках этого трансформатора появляются скачки напряжения. После выпрямления диодными мостами 42-44 сигналы с выходных обмоток трансформатора попадают на соответствующие фототиристоры оптоэлектронных пар 29-31. Через открытый фототиристор оптоэлектронной пары 30 сигнал с выхода диодного моста 43 поступает на индикатор 33 поврежденной фазы и управляющий электрод соответствующего симистора 36, переводя симистор в открытое состояние и вы- зывая тем самым искусственное замыкание аварийной фазы на землю, что ликвидирует опасность поражения электрическим током человека, попавшего под напряжение фаза -

5 земля, но не нарушает работы питаемого от сети оборудования. После выдержки времени, достаточного для самостоятельного освобождения человека от контакта с проводом, триггеры 18, 17, 19 и 39 схемами сброса на элементах R и С переведутся в состояние

0 с сигналом логического «О на выходе, восстановив тем самым нормальное рабочее состояние трехфазной сети.

Анализ работы предлагаемого устройства защиты показывает, что при подключении 5 однофазной нагрузки (сопровождаемом примерно равными бросками напряжения на индуктивных элементах в двух линейных проводах) выходной сигнал ни одного из элементов ЗИ не будет единичным, следовательно, ошибочного срабатывания не произойдет.

0

Аналогичное произойдет и при одновременном замыкании контактов аппарата, подключающего трехфазную активно-индуктивную нагрузку. При неодновременном же замыкании разность амплитуд бросков напряжения на индуктивном элементе фазы, которая уже включилась, и на индуктивном элементе фазы, которая еще не включилась, будет больше разности амплитуд аналогичных бросков на элементах тех же фаз, возникающих при прикосновении человека к фазному проводу и превысит верхний порог срабатывания порогового элемента, следовательно, ошибочно срабатывания не произойдет.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты от поражения электрическим током в трехфазной сети с

5

0

5

изолированной нейтралью, содержащее три датчика входного сигнала, выходы которых через фильтры верхних частот подключены к трем суммирующим усилителям, три логических элемента ЗИ, блок формирования отключающего сигнала, коммутационный аппарат, отличающееся тем, что, с целью исключения ложных срабатываний устройства, в него дополнительно введены три пороговых элемента с положитетьным и три пороговых элемента с отрицательным порогами срабатывания, причем входы элементов с положительным и отрицательным порогами объединены попарно и соединены с выходами соответствующих суммирующих усилителей, причем выходы пер вой пары пороговых элементов подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов ЗИ, второй пары - к третьему и первому входам

второго и третьего элементов ЗИ, третьей пары - к третьему и второму входам треть его и первого элементов ЗИ, а третий вход первого и вторые входы второго и третьего элементов ЗИ соединены с соответствующими фильтрами верхних частот, выходы элементов ЗИ соединены через вновь введенные соответствующие триггеры с управляющими входами коммутационного аппарата и входом блока формирования отключающею

сигнала, выход которого через вновь введенный усилитель отключающего сигнала соединен с отключающими входами коммутационного аппарата

2 Устройство по п 1, отличающееся тем, что, с цатью повышения надежности работы, датчик входного сигнала выполнен в виде импульсного трансформатора напряжения

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты человека от поражения электрическим током. Целью изобретения является исключение ложных срабатываний устройства. При прикосновении человека, например, к фазе A амплитуда броска напряжения на одном индуктивном элементе больше, чем на двух других индуктивных элементах. В результате этого на входах первых пороговых элементов появляется сигнал положительной полярности, на входах третьих пороговых элементов - сигнал отрицательной полярности. Это приводит к срабатыванию пары пороговых элементов, связанных с первым логическим элементом 3 И появлению сигнала на выходе этого логического элемента и переводу в открытое состояние фототиристора оптронной пары. Сигнал с выхода диодного моста поступаюет на индикатор поврежденной фазы и управляющий электрод соответствующего симистора, открывая его и создавая тем самым искусственное замыкание аварийной фазы на землю. После выдержки времени, достаточной для самостоятельного освобождения человека от контакта с проводом, триггер переводится в состояние логического нуля на выходе, восстановив тем самым нормальное рабочее состояние трехфазной сети. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

im

щ

.. .. . jt14 JL .-. Ш°