Устройство для защиты электроустановки от перенапряжения Советский патент 1978 года по МПК H02H3/20 

1

Изобретение относится к схемам защиты электроустановок от перенапряжения и может использоваться преимущественно в измерительных преобразователях неэлектрических величин, предназначенных для работы во взрывоопасных помещениях. Измерение и контроль неэлектрических величин осуществляется с помощью первичного преобразователя (датчика), источника питания и измерительного преобразователя.

При нахождении первичных преобразователей во взрывоопасной среде, что часто имеет место на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, газовой, горной и других отраслей промыщленности, необходимо снижать мощность электрических цепей, находящихся во взрывоопасной среде, до величины, обеспечивающей безопасное электрическое искрение и исключающей опасные перегревы.

Искробезопасность измерительного преобразователя достигается применением искробезопаспого источника питания, питающего первичный преобразователь, и введением защитного устройства между первичным и вторичным иреобразователями - искробезопасного барьера.

Известны устройства, состоящие из предохранителя, трех последовательно соединенных резисторов и двух стабилитронов

и общей шины. При нормальном рабочем режиме стабилитроны находятся в запертом состоянии. При аварийном режиме, когда напряжение на входе барьера превышает напря/.чепие стабилизаинн, стабилитроны открываются и дальнейшее повышение наирял ения на выходе барьера прекращается, т. е. уровень напряжения, поступающего во взрывоопасную среду, равен

напряжению стабилизапии стабилитронов. Уровень тока, попадающего во взрывоопасную среду, ограничивается с помощью резисторов и предохранителя. Однако при наличии потепциала во входной точке, что

обычно имеет место в преобразователях не: 1П1еЙ11ых величин (например, в преобразователях температуры) пропсходнт частичное приоткрываипе стабилитроиов, что ведет к умеиьшетппо сопротивления и иоявлепию токов утечек через стабилитроны. Появленне токов утечек н уменьшение сопротивления стабилитронов, шунтирующнх вход, ухудшает метрологические характеристики пзмсрительиых преобразователей.

Для сохранения метрологических характеристик преобразозателей, во избежание частичного приоткрывания стабилитронов, )1еобход 1-мо ставить стабилитроны, имеющие наиряженис стабилизации, значительно превышающее потенциал выходной тонки, что значительно ухудшает уровень защиты устройства, так как уровень напряжения, постуиающего в искробезопасные цепи, который в данной схеме определяется напряжением стабилизации стабилитронов, значительно повышается.

Целью изобретения является уменьшение уровня напряжения, поступающего со стороны источника энергии в искробезопасные цепи, при сохранении метрологических характеристик измерительных преобразователей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два диода, при этом между первым и вторым резисторами включен один диод анодом к первому и катодом ко второму резистору, а к катоду диода подключен анодом второй диод, катод которого соединен с общей шиной питания электроустановки.

Схема защитного устройства (для отрицательного потенциала выходной точки) изображена на чертеже.

Со стороны источника энергии потенциальный провод 1 соединен с последовательно включенными предохранителем 2, первым ограничительным резистором 3, диодом 4, подключенным в прямом направлении к потенциалу выходной точки 5, и вторым, ограничительным резистором 6. Между диодом 4 и резистором 6 подключен анод второго диода 7, катод которого подключен к общей шине 8. Диод 7 включается в обратном направлении по отношению к потенциалу выходной точки 5. К выходу защитного устройства подключены искробезопасные цепи, идущие к устройствам, работающим во взрывоопасной среде.

Работу защитного устройства будем рассматривать для одного из возможных потенциалов выходной точки 5 (например, для отрицательного).

Для другого потенциала выходной точки схема работает аналогичным образом.

Отрицательный потенциал выходной точки в нормальном рабочем режиме запирает диод 7 и открывает диод 4, так как диод 4 в прямом, а диод 7 в обратном включении по отиошению к потенциалу выходной

точки защитного устройства. Таким образом, сигнал от датчика, находящегося во взрывоопасной среде, свободно поступает в измерительный нреобразователь.

При аварийном режиме, когда на выходе защитного устройства появляется повышенное напрялсение, схема защиты работает следующим образом.

При отрицательном потенциале провода 1 диод 4 запирается и не пропускает напряжение в искробезопасные цепи. При положительной полярности аварийного напряжения открываются оба диода 4, 7 и замыкаются через предохранитель 2 и первый ограничительный резистор 3 на общую щину 8.

Как видно из принципа работы схемы, в устройстве уровень напряжения, поступающего в искробезопасные цепи, не зависит как от потенциала выходной точки, так и от параметров элементов схемы. Величина тока, поступающего во взрывоопасную среду при закорачивании датчика, ограничивается резистором 6.

Формула изобретения

Устройство для защиты электроустановки от перенапряжения, содержащее включенный между источником питаиия и электроустановкой предохранитель, последовательно соеднненные с ним два ограничительных резистора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения уровня выходного напряжения и сохранения метрологических характеристик, оно снабжено двумя диодами, при этом первым и вторым резисторами включен один диод анодом к первому н катодом ко второму резистору, а к катоду этого диода подключен анодом другой диод, катод которого соединен с общей шиной питания электроустановки.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

5 1. Авторское свидетельство СССР № 245199, кл. Н ОЗК 17/10, 1971.

2. Патент США № 3614538, кл. 317-99, 1972.