Устройство для защитного отключения Советский патент 1976 года по МПК H02H3/16 

1

Изобретение относится к защитным устройствам, предназначенным для защиты персонала от поражения током утечки при эксплуатации электроустановок, работающих на токе промыщленной частоты напряжением до 1000 в.

Устройства для защитного отключения известны и широко применяются в промышленности. Наиболее зарекомендовали себя устройства для защитного отключения, содержащие в силовой цепи трансформатор тока, к вторичной обмотке которого подключены усилитель и схема управления.

Известно защитно-отключающее устройство 1, предназначенное для защиты от поражения током работающих электрифицированным строительны.м инструментом независимо от наличия заземления. Оно состоит из фильтртрансформатора нулевой последовательности, усилителя, реле защиты. Трансформатор нулевой последовательности выполнен на магнитопроводе любого типа, а в качестве первичной обмотки последнего использованы скрученные вместе малым шагом две или три жилы защитного присоединения, охватывающую вторичную обмотку. Такое исполнение защитноотключающего устройства обеспечивает повышение его чувствительности.

Недостатками рассматриваемого устройства являются отсутствие самоконтроля работоспособности и обусловленное контактным коммутационным аппаратом неудовлетворительно низкое быстродействие, не обесиечивающее полной безоиасностп человека при непосредственном касании токоведущих частей.

Известно также устройство для защитного отключения 2, содержащее в силовой цепи выключатель на тиристорах, генератор избыточного сигнала самоконтроля с трансформатором тока, к вторичной обмотке которого подключены усилитель и схема управления. При нормальном режиме работы устройства для защитного отключения и потребителя тиристоры остаются включенными. В случае

прикосновения человека к фазе суммарный ток в первичной обмотке трансформатора тока оказывается не равным нулю и во вторичной обмотке появляется ЭДС. При определенной величине ЭДС, которая определяется уставкой, напряжение на схемах уиравления изменяется настолько, что тиристоры закрываются, схема обесточивается и потребитель отключается. При сплавлении тиристора в его цепи появляется обратный ток. Суммарный

ток первичных обмоток трансформатора тока становится не равным нулю, и защита срабатывает.

Такое устройство для защитного отключения имеет следующие недостатки: ложное

срабатывание устройства из-за срыва генерации избыточного сигнала при повышенной температуре окружающей среды, что не позволяет его применять в условиях горячих цехов, н самозапуск пары тиристоров, обусловленный раздельной схемой управления и отсутствием видимого разрыва в цепях управления тиристоров.

Цель изобретения - повышение чувствительностн и эффективности самоконтроля путем компенсирования подаваемого с разных сторон двух трансформаторов тока избыточного сигнала в суммирующем трансформаторе.

Для этого в электрическую схему известного устройства для защитного отключения, содержащего в силовой цепи трансформатор тока, вторичная обмотка которого через усилитель нодключена к нервой первичной обмотке суммирующего трансформатора, схему управления, подсоединенную к вторичной обмотке этого трансформатора и воздействующую на отключение тиристорного выключателя, в силовую цепь дополнительно введен второй трансформатор тока, вторичная обмотка которого через усилитель подключена к второй первичной обмотке указанного суммирующего трансформатора, причем обе первичные обмотки включены встречно друг к другу. Такое выполнение устройства для защитного отключения позволит расширить его область применения, повысить надежность и безопасность в эксплуатации.

На фиг. 1 показана блок-схема, а на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема оиисываемого устройства.

Блок-схема (фиг. 1) включает в себя три функциоцных блока; блок 1 тиристоров, блок 2 защитного отключения и блок 3 датчиков. Блок 3 датчиков подсоединен к блоку 2 защитного отключения. Блок защитного отключения состоит из уснлителей, суммирующего трансформатора и триггера Шмидта, нагрузкой которого является герконовое реле. Он соединен, в свою очередь, с блоком 1 тпристоров.

Принципиальная электрическая схема устройства (фиг. 2) содержит клеммы 4 для подключения устройства к сети, тиристоры 5-8, трансформаторы 9 и 10 тока, источники 11 и 12 разнонаправленной утечки, клеммы 13 для подключения нагрузки, усилители 14, соединительные провода 15 в экране, суммирующий трансформатор 16, триггер, построенный на транзисторах 17 и 18, силовой трансформатор 19, герконовое реле 20, сигнальную лампу 21, кнопку 22 контроля. Тиристорные выключатели, собранные на тиристорах 5-8, включены в рассечку фазного и нулевого проводов н осуществляют бесконтактную коммутацию. Вторичные обмотки трансформаторов 9 и 10 через усилители подсоединены к суммирующему трансформатору 16. Нагрузкой суммирующего трансформатора является триггер Шмидта, нодключенный к вторичной обмотке

этого трансформатора через выпрямительный мост 23.

Нитание блока защитного отключения обеспечивается трансформатором 19. Связь мегкду блоком защитного отключения и блоком тиристоров осуществляется герконовым реле 20, контакты которого включены в цепь управления тиристоров.

Для запуска устройства и подачи напряженпя на защищаемую нагрузку необходимо нажать кнопку 24 «Пуск. При этом напряжение питания подается в схему устройства. Транзистор 17 открывается и запитывает герконовое реле 20, которое своими контактами блокирует кнопку 24 и подает сигналы отпирания в оба плеча тиристорного блока.

Тиристоры отпираются, и напряжение поступает в нагрузку. Симметричные утечки через сопротивления и подаваемые с разных

датчиков создают на входах усилителей начальные рабочие сигналы. Эти сигналы, проходя через всю цепь усиления, поступают на суммирующий трансформатор 16 в противофазе. Если на защищаемом участке сети утечка

не превыщает уставки, то на вторичной обмотке этого трансформатора сигнал рассогласования меньше порога срабатывания триггера, собранного на транзисторах 17 и 18. Выход из строя любого элемента цепи датчик-усилитель вызывает увеличение сигнала рассогласования и отключение схемы, чем и осуществляется самоконтроль устройства. Транзистор 17 и герконовое реле 20, которые не попадают под самоконтроль схемы, работают в облегченном режиме (коэффициент нагрузки Кк 0,1).

Предложенный метод самоконтроля совмещен с температурной стабилизацией устройства. Однонанравленный температурный уход

параметров всех элементов усилительной части схемы компенсируется в суммирующем трансформаторе, что и позволяет расщирить диапазон рабочих температур устройства. Защита тиристоров от пробоя осуществляется с помощью тпрпстор-датчиковой петли. Возрастание обратного тока или же пробой тиристоров приводит к появлепию сигнала рассогласования и отключения устройства. Токи утечки индуцируют в датчиках однонаправленные сигналы. Эти сигналы, складываясь в суммирующем трансформаторе 16, усиливают друг друга, чем и обусловливают повышенную чувствительность устройства. При превышении утечкой порога срабатывания сигнал рассогласования на вторичной обмотке этого трансформатора вызывает срабатывание триггера. Транзистор 17 запирается, обесточивается реле 20, контакты которого, в свою очередь, разрывают цепи управления тиристоров, чем и обесточивают поврежденную нагрузку. При коротком замыкании в зоне защиты напряжение на первичной обмотке трансформатора 19 питания резко падает. Понижается таклсе напряжение и во вторичной

обмотке. Падение напряжения приводит к

обесточиванию транзистора 17 и затем реле 20, которое отключает цепи управления тиристоров.

Оперативное выключение устройства осуществляется нажатием кнопки 22 «Контроль.

Формула изобретения

Устройство для защитного отключения, содержащее в силовой цепи трансформатор тока, вторичная обмотка которого через усилитель подключена к первой первичной обмотке суммирующего трансформатора, схему управления, подключенную к вторичной обмотке этого трансформатора и воздействующую на отключение тиристорного выключателя, о тличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и эффективности самоконтроля, в силовую цепь дополнительно введен второй трансформатор тока, вторичная

обмотка которого через усилитель подключена к второй первичной обмотке указанного суммирующего трансформатора, причем обе первичные обмотки включены встречно друг другу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. № 181176, кл. Н 02Н 3/16, 1966 (аналог).

2.Авт. св. № 335764, кл. Н 02Н 3/16, 1972 (прототип).

J гМ.сэ

n t

it- trr i lLiraT :

L I

И

о ПГЛ

I oI.

L

i

f I I j Г ио™иТ1

, ,

J i; 1 ЛЬ ill

-r JH-&----O-r

..

., 5

I J

JJ.L

L-.

ti i I II У,

i l-f i- rffгт

L|