Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока Советский патент 1978 года по МПК H02H3/16 

1

Изобретение отноентся к области электротехники, а именно к аппаратуре для защит юго отключения.

Известны устройства для защитного отключения, реагирующие на тонн утечки на землю и имеющие высокую чувствительность. Устройства содержат трансформатор тока пулевой последовательности, транзисторный усилитель переменного тока, исполнительный элемент - реле - и источник питания 1.

Иаиболее близким по техническому выиолпеиию к предлагаемому изобретению является устройство для защитного отключения, содержащее трансформатор тока нулевой последовательности с последовательно включенным на его выходе транзисторным трехкаскадным усилителем с непосредственной связью и расценнтель. Для исключения влияния токов пебалапса и помех в выходную цепь выходного транзистора усилителя включен частотно-избирательный контур, образованный последовательно соедннеппыми катушкой расцепителя и резистором, которые шунтированы конденсатором, а днод положительной обратной связи нодключен между базой промежуточного транзистора и коллектором выходного транзистора усилителя 2. Однако устройство для защитного отключения не отключает защищаемую электроустановку от сети при обрыве одного из фазных питающих проводов, обрыве в катущке расцепителя или при выходе из строя стабилизированного источника нитапия и обладает низким коэффициентом самоконтроля исправности.

Целью изобретепия является улучщение самоконтроля нснравности элементов и повыщение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены динистор и варистор, включенный между входом трехкаскадного транзисторного усилителя и конденсатором, подключенным параллельно ко вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности, а динистор соединен последовательно с

обмоткой расцепителя, подключенной параллельно коллекторно-эмиттерному переходу выходного транзистора упомянутого усилителя.

На чертеже представлена электрическая

схема устройства для защитного отключения. Устройство содержит трансформатор тока пулевой последовательности, вторичная обмотка которого 1 образует с конденсатором 2 резонансный контур, подключенный ко входу

трехкаскадного транзисторного усилителя 3 и щунтированный варистором 4, защищающим входной транзистор от повреждения импульсами большой величины, возникающими во вторичной обмотке 1 трансформатора при коротких замыканиях на землю в цепи нагрузки.

Резистором 5 устанавливается необходимая величина уставки срабатывания устройства. Катушка расцепителя 6 включена последовательно с динистором 7 и через ограничительный резистор 8 подключена к залшмам источника питания. Использование динистора 7 позволяет получить четкое, и стабильное пороговое срабатывание расцепнтеля. Чем ближе величина напряжения включения динистора к напряжению источника питания, тем выше чувствительность усилителя к входному сигналу и к изменению напряжения источника питания.

Выходной транзистор 9 своим переходом коллектор--эмиттер подключен параллельно цепи: катушка расцепителя 6, динистор 7 - и в прнводяшем состоянии шунтирует эту цепь.

Устройство работает следующим образом.

При подключении источника питания к сети динистор включается и катушка расцепителя притягивает свой якорь, включая коммутационный аппарат и нагрузку. При появлении в цени нагрузки тока утечки на землю во вторичной обмотке 1 трансформатора, образующей с конденсатором 2 резонансный контур, настроенный на частоту напряжения сети, появляется напряжение, положнтельной полуволной открывающее входной транзистор. Промежуточный и выходной транзисторы также открываются. Сопротивление перехода коллектор-эмиттер транзистора 9 сильно снижается, оказывая шунтирующее действие на цень: катушка расцепителя 6, динистор 7. Часть тока, протекающего через обмотки расцепителя, течет через транзистор, и напряжение в цепи обмотки снижается. Когда его величина станет равной напряжению закрытия динистора последний, закрываясь, оборвет цепь протекания тока через катушку расценителя, произойдет отключение расцепнтеля, а вслед за ним коммутационного аппарата и нагрузки от сети.

Аналогично будет протекать процесс обесточения катушки расцепителя при значительном снижении напряжения сети, выходе из строя элементов источника питания, обрыве в цепи питания самой катушки.

Иснользование в предлагаемом устройстве шунтирования с помощью нерехода коллектор - эмиттер транзистора цепи: обмотка расценителя, динистор, подключенный нараллельно источнику питания через ограничительный

резистор, - позволяет вдвое повысить самоконтроль исправности элементов схемы устройства для защитного отключения, устранить влияние имнзльсных номех, приводящее к ложным отключениям нагрузки. Устройство имеет «мягкую характеристику, позволяющую без применения специальных мер исключить ложные обрабатывания (время срабатывания устройства 30-35 мс против 9-12 мс

в прототипе).

Без применения положительной обратной связи в устройстве достигается четкая и стабильная характеристика срабатывания. В отличие от прототипа предлагаемое техническое

рещение обеспечивает отключение электроустановки при пропадании напряжения сети или его значительном снилсении при неисправности в блоке питания н обрыве в цепн катушки расцепителя.

Использование предложенного устройства, номимо повышения надежности защитного отключения позволяет на 20-25% сократить затраты на материалы и комплектующие изделия.

Формула изобретения

Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока, содержащее трансформатор тока нулевой носледовательности, ко вторичной обмотке которого нодключен конденсатор, трехкаскадный транзисторный усилитель, в выходную цень которого включена обмотка расцепителя, отличающееся тем, что, с целью улучщения самоконтроля исправности элементов устройства и повышения надежности работы путем устранения влияния имнульсных помех, в него введены варистор и динистор, нричем варистор подключен между входом трехкаскадного транзисторного усилителя и конденсатором, соединенным нараллельно ко вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности, а динистор соединен последовательно с обмоткой расцепителя, подключенной

параллельно коллекторно-эмиттерному переходу выходного транзистора упомянутого трехкаскадного транзисторного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 1190554, кл. 21С69, 1965. 2. Авторское свидетельство СССР №450279, кл. П 02Н 3/16, 1970.