Устройство для защиты элемента электрооборудования от перегрева Советский патент 1979 года по МПК H02H5/04 

Изобретение относится к эл ктротех шке и предназначено для защиты от перегрева элементов электрооборудования. Известны устройства для защиты от перегрева, действие которых основано на прямой зависимости выделения тепла в элементе от квадрата протекающего по нему тока. Такие устройства содержат датчик тока, выход которого подключён к исполнительному органу с зависимой от тока выдержкой времени . Однако устройства для защиты эпемен тов от перегрева, контролирующие величи ну тока имеют тот недостаток, что реализация устройства с удовлетворительным согласованием его времятоковых характе ристик с характеристиками тепловой модели защищаемого элемента в диапазоне рабочих токов от номинального до пятисемшфатного от номинального приводит к значительному усложнешпо сх&лы защи ты. Известно также устройство для защиты элементов электрооборудования от перегрева, действие которого основано на моделировании теплового состояния защищаемого элемента, содержащее датчик тока, выход которого подключен к входу органа с зависимой выдержкой времени, состоящего из соединенных последовательно функционального преобразователя и накопительного конденсатора, к которому подключён вход исполнительного элемента. Сигнал с выхода исполнительного элемента воздействует на отключение защищаемого элемента электрооборудования 121. Недостатком известного устройств а является то, что при наличии у защищаемого элемента системы принудительного воздушного охлаждения, изменение его интенсивности учитьтается соответствующим изменением времятоковых характеристик устройства, а это может приводить, в некоторых случаях, к недопустимому перегреву защищаемого элемента. Целью изофетения даляется увеличение быстродействия защиты в случае снижения интенсивности принудительного воздушйого охлаждения защищаемого элемен та. Для этого устройство для защиты эле(мента электрооборудования от перегре ва, с&держашее датчик тока,выход которого подключен на вход органа с зависимой от тока выдержкой времени, состо ящего из функционального преобразователя, накопительного конденсатора и испол йительного элемента, дополнительно снаб жено делителем напряжения, подключенны 1(Ш ЩйГЁ1 истбчника оперативного питания устройства, состоящим из резистора и терМистора с независимым подогревом, который помещен в поток выходящего из охлаждаемого электрооборудования воздуха и диодом, через который выход делителя соединен с HaKonHTGHbHbnvi конден.сатором,, На чертеже представлено предлагаемое устройство. Устройство содержит датчик 1 тока, выход которого подключен на вход органа 2 с зависимой выдер,жкой времени, состоящего из последовательно соединенных функционального преобразователя 3 и накопительного конденсатора 4, к кото подклзочены: во-первых, вход испол- -нительного эла 1ента, состоящего из нуль органа 5, опорного стабилитрона 6 и ограничительного резистора 7, во-вторых, через диод 8 делитель напряжения, подключенный к шинам питания устройства защиты, состоящий из термистора 9 с нагревателем 10 и резгктора 11, а, в-третьих, резистор 12, который обеспечивает разряд конденсатора во время паузы с постоянной времени, равной постоянной времени охлаждения защищаетлЬго элемента 13 эдектрооборудования, который охлаждается с помощью вентилятора 14, помеще1шого в воздуховод 15. Источник 16 оперативного питания устройства присоединен к шинам питания, а выходом устройства является выход нульоргана 5. Устройство работает следующим образом. При подаче пита1шя в точке Б устанав ливается напряжение, соответствующее напряжению на опорном стабилитроне 6. При отсутствии тока в силовой цепи через датчик тока 1 или при малой его ве личине (например, на холостом ходу) подзаряд конденсатора 4 возможен тольк от падения напряже1шя на термисторе 9. Если вентиляторы 14 не Мпушены, то температура нагревателя 1О достигает величины, при которой падение напряже1шя на термист-оре 9, а следовательно, и на конденсаторе. 4 превышает напряжение на стабилитроне 6, Нуль-орган 5 опрокидывается и подает сигнал, воздействие которого делает невозможным пуск элег.шнта 13 электрооборудования без запуска вентилятора 14. Если же вентилятор запущен и оборудование охлаждается с нормальной интенсивностью, то тепловой режим нагревателя 10 устанавливается таким, что напряжение в точке А устанавливается- значительно ниже порога срабатывания. При появлении тока в защищаемом оборудовании заряд конденсатора 4 идет одновременно от двух источников: с термистора 9 и датчика через функциональный преобразователь 3. При кратностях тока перегрузки до двойной от номинального напряжение на конденсаторе 4 определяется только падением напряжения на термисторе 9, так как конденсатор 4 не успевает зарядиться через функциональный преобразователь до напряжения в точке Б из-за влияния токов утечки. В этом режиме время нагрева объекта до предельно-допустимой температуры очень велико и постоянной времени нагрева системы термистор-нагреватель можно пренебречь и, кроме того, считать, что температура выходящего из оборудования воздуха пропорциональна температуре нагревающихся частей элементов электрооборудования. При увеличении перегрузок, выше двойной от номинального, уже нельзя пренебрегать инерШониостью термистора и нагревателя и считать, что температура охлаждаю1цего воздуха пропорциональна температуре нагревающихся частей. В этом режиме заряд конденсатора 4 от датчика происходит интенсивнее, чем от термистора 9, диод 8 запирается. При дальнейшем возрастании кратностей тока перегрузок время срабатывания защитъ определяется только величиной тока в защищаемой цепи. При снижении по каким- либо причинам р1асхода охлаждающего воздуха происходит дополнительный подогрев термистора 9 нагревателем 10. В зависимости от величины снижения расхода воздуха возможно отключение электрооборудования как при перегрузках, так и нагрузках, ниже номинальных. Таким образом, благодаря подключению к времязадающему конденсатору 4 через диод 8 средней точки делителя на