Устройство защитного отключения Советский патент 1975 года по МПК H02H5/12 

1

Изобретение относится к области электротехники, а именно к защитным отключающим устройствам (ЗОУ), предназначенным для обеспечения безопасности обслуживающего персонала при пробое изоляции сети и прикосновении человека к токоведущим частям электроустановок.

Известны устройства защитного отключения, которые отключают электроустановкн от источника питания при пробое изоляции и прикосновении человека к токоведущим частям электроустановки.

Такие устройства реагируют на скорость изменения амплитуды периодического сигнала. Эти устройства содержат конденсаторный блок измерения амплитуды и реагирующий орган, на вход которого встречно блоку измерения включен дополнительный блок измерения, причем оба блока содержат узлы считывания и гащения накопленного за полпериода напряжения.

Недостаток известного устройства заключается в том, что при возникновении повреждений в некоторые моменты времени в работу устройства вносится дополнительное замедление, соответствующее для тока промыщленной частоты 20 мсек. Кроме того, после срабатывания устройства возможно его повторное срабатывание пои отсутствии условии, соответствующих аварийному режиму в контролируемой сети.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что для новыщения надежности

блок сравнения, выполненный в виде подключенного ко вторичной обмотке согласующего трансформатора элемента выбора момента времени сравнения, соединенного с элементом длительности сравнения н подключенного к

двум ключам, выходы которых связаны с исполнительным элементом, подключен к блоку сброса, содержащему элемент длительности сброса, соединенный с элементами выбора конденсатора для сброса, выходы которых

связаны с ключами сброса н общая точка этих ключей подсоединена к общей точке конденсаторов, связанных, в свою очередь, со средней точкой согласующего трансформатора, а другие концы ключей через диоды подключены к выводам вторичной обмотки упомянутого трансформатора и к этим выводам подсоединены другие входы элементов выбора конденсаторов для сброса. Такое включение элементов обеспечивает

то, что устройство осуществляет постепенное сравнение каждой предыдущей и последующей полуволн напряжений на выходе датчика и при их изменении, возникающих вследствие нарушения изоляции или прикосновения человека, отключает установку, не допуская протекания через тело человека опасного тока. На фиг. I дана схема предлагаемого устройства; на фнг. 2 - временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства. Устройство защитного отключения содержит датчик напряжений 1, согласующий трансформатор 2 со средней точкой на вторичной обмотке, диоды 3, 4, конденсаторы 5, 6, блок сброса 7, ключи сброса 8, 9, элементы выбора 10, 11 конденсатора для сброса (схемы совпадения), элемент длительности сброса 12, блок сравнения 13, элемент длительности сравнения 14, ключи сравнения 15, 16, элемент выбора момента времени сравнения 17, исполнительный элемент 18. Трансформатор 2 выполняет согласование сигнала, поступающего с датчика 1, с блоками устройства и обеспечивает получение двух напряжений в противофазе. Конденсаторы 5 и 6 с помощью выпрямительных диодов 3 и 4 запоминают амплитудные значения положительной и отрицательной полуволн сигнала для последующего их сравнения. Ключи 15 и 16 подключают конденсаторы 5 и 6 к исполнительному элементу 18, который сравнивает уровни напряжепия на них. Ключи 8 и 9 осуществляют поочередно сброс уже сравненного уровня напряжения. Схемы выбора конденсаторов 10 и 11 управляют ключами сброса 8 и 9. Элемент 17 выбирает момент времени сравнения. Элемент 14 определяет длительность времени сравнения и управляет ключами 15 и 16. Элемент 12 дает команду на сброс напряжения. При нормальной работе сети положительные и отрицательные полуволны напряжения равны и запоминающие конденсаторы 5 и 6 заряжаются до одинакового уровня. Поэтому при подключении этих конденсаторов к исполнительному органу 18 на выходе его напряжение равно нулю. В случае прикосновения человека к одной из фаз сети или замыкания фазы на корпус происходит мгновенное изменение сигнала датчика (на фиг. 2 момент времени tj), т. е. увеличение или уменьшение амплитудного значения полуволн. Заряжаемый от первой измененной полуволны конденсатор получает больший или меньший уровень напряжения по сравнению с напряжением на конденсаторе, заряженном предыдущей полуволной. Подключение в этом случае запоминающих конденсаторов к исполнительному органу 18 приводит к появлению на его выходе сигнала на отключение. Рассмотрим функциональную работу элементов предлагаемого устройства. В момент времени ti для положительной полуволны и ti; для отрицательной запускается схема элемента выбора момента времени сравнения 17, которая через интервал времени At, когда запоминающие конденсаторы 5 и 6 заряжены до амплитудного значения соответствующих полуволн, подает и.мпульс на элемент длительности сравнения 14. От него поступает команда на ключи 15 и 16 и происходит соединение запоминающих конденсаторов 5 и 6 с выходами исполнительного элемента 18. При равенстве напряжений на запоминающих конденсаторах напряжение на выходе исполнительного органа равно нулю. При неравенстве - на выходе исполнительного элемента 18 появляется сигнал. Длительность сравнения Ati задается элементом 14. По окончании сравнения, в момент времени t4, ключи 15 и 16 отключают конденсаторы от исполнительного эле.мента. Одновременно элемент 14 подает команду на элемент 12, который подает команду эле.ментам выбора конденсатора 10 и 11 на сброс напряжения с конденсаторов. Сброс напряжения осуществляется с конденсатора, заряженного предыдущей полуволной. Элементы 10 и 11 управляются также полуволнами контролируемого напряжения. При одновременном иостунлении команд с элемента 12 и вторичной обмотки согласующего трансформатора 2 на одну из схем совпадения 10 или 11 включается ключ 8 или 9 и сбрасывает напряжение с одного из конденсаторов. Разрешенное время разряда At2 определяется элементом блока сброса 12. Предмет изобретения Устройство защитного отключения, содержащее датчик напряжения, подключенный к согласующему трансформатору, вторичная обмотка которого имеет среднюю точку, конденсаторный блок запоминания амплитуды, блок сравнения, блок сброса и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, блок сравнения, выполненный в виде подключенного ко вторичной обмотке согласующего трансформатора элемента выбора момента времени сравнения, соединенного с элементом длительности сравнения и подключенного к двум ключам, выходы которых связаны с исполнительным элементом, подключен к блоку сброса, содержащему элемент длительности сброса, соединенный с элементами выбора конденсатора для сброса, выходы которых связаны с ключами сброса и общая точка этих ключей подсоединена к общей точке конденсаторов, связанных, в свою очередь, со средней точкой согласующего трансформатора, а другие концы ключей через диоды подключены к выводам вторичной обмотки упомянутого трансформатора, и к этим выводам подсоединены также другие входы элементов выбора конденсаторов для сброса.

//,

Л

fM

4t,

&t

tji t2

ui

t i ty

t: t;

Риг.2