Устройство для защитного отключения сети переменного тока при утечке тока на землю Советский патент 1993 года по МПК H02H3/16 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к защитным устройствам от токов утечки на землю в сети переменного тока, и может быть использовано при эксплуатации производственных установок напряжением до 1000 В, квартирных сетей, бытовых электрических аппаратов и выпрямительных установок.

Цель изобретения - повышение чувствительности и помехоустойчивости.

На фиг, 1 изображена электрическая схема замещения устройства для трехфазной четырехпроводной сети; на фиг. 2,а - вид в плане на устройство для трехфазной четырехпроводной сети, на фиг. 2, б - гер- кон; на фиг. 3 - разрез А - А на фиг. 2; на фиг. 4 - вариант устройства (в разрезе) для однофазной сети переменного тока.

Устройство для защитного отключения сети переменного тока при утечке на землю (фиг. 2) содержит разомкнутый магнитопро- вод 1 с обмотками 2, 3, 4 и 5, включенными в разрыв (фиг. 1) проводников б, 7, 8 и 9 соответственно защищаемой цепи трехфазной четырехпроводной сети переменного тока, снабженной включателем 10. В зазоре 11 между плоскостями разъема сердечника 1 установлен коммутационный элемент, состоящий из четырех силовых двухпозицион- ных герконов 12, 13, 14 и 15 и одного маломощного двухпозиционного нормально разомкнутого геркона 16. Герконы 12,13, 14, 15 и 16 размещены в плоскостях магни- топровода 1, таким образом, чтобы контакты герконов лежали в плоскости разъема (зазора) 11 магнитопровода 1, а их колбы были расположены перпендикулярно этой плоскости. Нормально замкнутые контакты геркона 12 включены в разрыв проводника 6 сети, нормально замкнутые контакты геркона 13 включены в разрыв проводника 7 сети, а нормально замкнутые контакты гер- коны 14 включены в разрыв проводника 8 сети. Поверх места установки герконов.12, 13,14 и 15 в магнитбпроводе 1 установлена изолирующая прокладка 17, поверх которой, в свою очередь, охватывая зазор 11, намотана управляющая обмотка 18. Один из выводов маломощного геркона 16 соединен с одним из выводов выходной диагонали выпрямительного моста 19, а второй вывод геркона 16 соединен с одним из выводов управляющей обмотки 18, второй вывод которой подключен ко второму выводу выходной диагонали выпрямительного моста 19, Входная диагональ выпрямительного моста 19 подключена к источнику пцтания, в качестве которого использовано напряжение между проводниками 6 и 9 (фазным и нулевым проводом) до места установки герконов

12, 1.3, 14 и 15. Выходная диагональ выпрямительного моста 19 вместе с управляющей обмоткой 18 шунтирована сглаживающим конденсатором 20, а входная диагональ моста 19 шунтирована последовательной цепью контроля, состоящий из замыкающей кнопки 21 и ограничительного резистора 22. Между нормально разомкнутыми контактами герконов 12 и 15 включена последова0 тельная сигнальная цепь, состоящая из неоновой лампы 23 и ограничительного резистора 24, Поверх или внутри управляющей обмотки 18 установлен, способным перемещаться параллельно колбам герко5 нов 12,13,14,15м 16 постоянный магнит25, предназначенный для снижения дребезга и удержания контакта геркона 16 в притянутом положении. (Для более эффективного удержания подвижных контактов всех гер0 конов в притянутом положении, после появления тока утечки, постоянный магнит 25 может быть расположен внутри одной из полостей в магнитопроводе 1, где размещены герконы 12, 13, 14, 15 и 16).

5

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы защищаемая цепь получает электрическую энергию через включенный выклю0 чатель 10 и нормально замкнутые контакты герконов 12, 13, 14 и 15.

При появлении тока утечки в защищаемой зоне, например в фазе А (проёоднике 6) в обмотке 2 на магнитопроводе .1 повреж5 денной фазы возбуждается магнитный поток. Этот поток, замыкаясь по магнитопроводу 1 и зазору 11 вызывает замыкание нормально разомкнутых контакторов геркона 16 малой мощности устройства,

0 после чего управляющая обмотка 18 оказывается подключенной к выходной диагонали выпрямительного моста 19, в результате в обмотке 18 создается постоянное магнитное поле, которое, усилившись ферромагни5 том магнитопровода 1, размыкает нормально замкнутые контакты герконов 12, 13, 14 и 15 и замыкает их нормально разомкнутые контакты. В результате такого переключения происходит отключение за0 щищаемого участка цепи от питающей его сети. Одновременно происходит включение сигнальной неоновой лампы 23. В дальнейшем при помощи выключателя 10 устройство для защитного отключения, а вместе с

5 ним и защищаемый участок цепи, отделяется от питающей сети.

Для удержания контактов геркона 16 в притянутом (замкнутом без дребезга) положении может быть использован постоянный магнит 25, который размещают либо поверх

управляющей обмотки 18, либо в полости ферромагнитного сердечника магнитопро- вода 1.

При использовании устройства в однофазной цепи переменного тока или двухпо- люсной цепи постоянного тока в полости ферромагнитного магнитопровода 1 устанавливают два силовых и один маломощный геркона. Конструктивная схема устройства и принцип его работы при этом не меняют- ся, стой лишь разницей, она намагнитопро- воде 1 будут намотаны всего две обмотки, включенные в разрывы соответствующих проводников питающей сети.

Устройство может быть встроено в бы- товой эпектроприемник (стиральную машину), что позволяет защищать последний от токов утечки или замыкания на землю (корпус) без отключения питающей однофазной сети квартиры.

Благодаря наличию в устройстве большого числа витков в катушках 2, 3, 4 и 5, расположению герконов внутри ферромагнитного сердечника (магнитопровода) с очень маленьким воздушным зазором 11 и. отсутствию каких-либо усилителей и т, д. обеспечивается высокая помехоустойчивость, чувствительность и надежность в работе.

Устройство в режиме ожидания не потребляет электрической энергии, чем также выгодно отличается от известных решений.

Ф с р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для защитного отключения сети переменного тока при утечке тока на землю, содержащее разомкнутый ферромагнитный магнитопровод .с обмотками, число которых равно числу проводов защищаемой цепи, присоединенными к зажимам для включения в разрывы соответствующих пров одов сети, при этом Б зазоре магнито- проводв установлены переключающие rep- коны с размыкающими выводами, присоединенными к зажимам для включения в разрывы соответствующих проводов сети, и замыкающими выводами, включим ными в цепь питания удерживающей обмотки от выпрямителя напряжения сети, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и помехоустойчивости, колбы герконов размещены в теле магнитопровода перпендикулярно к плоскости зазора и контакт-детали герконов лежат в плоскости зазора, при этом вблизи замыкающих выводов геркона установлен постоянный магнит.

А-А

Использование: для защиты электроприемников трехфазных и однофазных сетей низкого напряжения от токов утечки и замыканий на корпус. Сущность изобретения: для повышения чувствительности и помехоустойчивости устройства к токам утечки; концы герконов 12, 13, 14, 15 и 16 размещены в теле магнитопровода 1 перпендикулярно плоскости воздушного зазора, а возле замыкающих выводов геркона 16 установлен постоянный магнит 25. 4 ил.

ФигЗ

ФагЛ