Искробезопасная система дистанционного питания Советский патент 1982 года по МПК H02J13/00 H02H7/26 H02H11/00 E21F9/00 

(Э) ИСКРОБЕЗОПАСНАЯ СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО Изобретение относится к системам дистанционного питания, предназначе х-ным для безопасной передачи электрич кой энергии от источника питания к нагрузке на предприятиях со взрывоопасной атмосферой. По основному авт. -св. ff 788272 известна искробезопасная система дистанционного питания, содержащая искробезопасный источник питания с динамическим элементом искрозащиты и датчиком начала разряда и кабельную линию с шунтами, разделяющими ее на секции, каждый шунт которой состоит из диодного моста, подключенного своим входом к выходным выводам секций, датчика начала разряда и динамического элемента искрозащиты, подключенного параллельно входным выводам секций, каждый шунт снабжен двумя транзисторами разной проводимости и двумя резисторами, причем эмиттер транзистора п-р-п-типа подключен к одПИТАНИЯному из выходов диодного моста и через первый резистор с базой транзистора р-п-р типа, коллектор с одним из выводов динамического элемента искрозащиты, а база через другой резистор подключена к другому выходу диодного моста и эмиттеру транзистора р-п-р типа, коллектор которого через датчик начала разряда подключен к другому выводу динамического элемента искрозащиты. При обрыве на землю питающих проводов линии связи нарушается защитное подключение динамического элемента искрозащиты, В этом случае один из транзисторов исключается из цепи питания нагрузки, а у другого снимается смещение в прямом направлении перехода эмиттер-база. Последний транзистор закрывается и обесточивает секцию с нагрузкой, что устраняет опасность воспламенения взрывоопасной среды.

Однако при уменьшении расстояния между источником питания и шунтом увеличиваются потери мощности, рассеиваемой в цепях баз тран зисторов. При этом уменьшается предельное значение мощности, передаваемой от источника к нагрузке.

Цель изобретения - увеличение искробезопасной мощности, передаваемой в нагрузку.

Указанная цель достигается тем, что искробезопасная система дистанционного питания снабжена двумя двухполюсными стабилизаторами тока, каждый из которых включен в цепь базы соответствующего транзистора.

На чертеже представлена схема искробезоласной системы дистанционного питания.

Система состоит из источника

1питания с динамическим элементом

2искрозащиты и датчиком. 3 начала разряда и кабельной линии связи включающей секции t и 5, разделенные шунтом. Шунт содержит диодный мост

б, вход которого подсоединен к выходным выводам секции А, транзистор 7 п-р-п типа проводимости, транзистор 8 р-п-р типа проводимости, включенные в разрыв питающих проводов, резисторы 9 и 10, динамический элемент 11 искрозащиты, подключенный параллельно входным выводам секции 5 и датчик 12 начала разряда. К выходным выводам секции 5 подключена нагрузка 13. Кроме тоге, система снабжена двумя двухполюсными стабилизаторами 1 и 15 тока, каждый из которых включен в цепь базы транзисторов 7 и 8.

В нoмиtlaльнoм режиме передачи энергии от источника1 питания в нагрузку 13 переходы эмиттер - база транзисторов 7 и 8 смещены в прямом направлении так, что транзисторы насыщены и полностью открыты. При этом в емкости линии связи запасается энергия, которая может быть источником воспламенения взрывоопасной среды.

При возникновении в секции k разряда короткого замыкания датчик

3начала разряда вырабатывает управляющий сигнал, включающий динамический элемент 2 искрозащиты. Последний изолирует цепь с разрядом

от энергии источника 1 питания. Энегия, запасенная в распределительной

емкости секции 5, не поступает в секцию , так как разряду распределительной емкости препятствуют встречно включенные диоды моста 6.

При возникновении разряда короткого замыкания в секции 5 датчик 12 начала разряда вырабатывает управляющий сигнал, включающий динамический элемент 11 искрозащиты. ПоследНИИ изолирует цепь с зарядом от энергии секции Ц, Таким образом, энергия разряда в любой из секций определяется энергией, запасенной не всей , линией связи, а лишь секцией, в

которой произошел разряд.

При обрыве на землю одного выходного вывода секции t .и одного входного вывода секции 5 нарушается защитное подключение к линии связи

динамического элемента искрозащиты 11 и датчика 12 начала разряда. В то же время в системе возможна передача энергии источника 1 к нагрузке 13, так как на участке между двумл нарушениями линии связи роль

второго провода выполняет земля. При этом энергия разряда в секции 5 определяется энергией секций и 5 и превышает искробезопасное значение.

Однако в этом случае транзистор 8 исключается из цепи питания нагрузки, а у транзистора 7 снимается смещение в прямом направлении перехода эмиттер-база. Транзистор 7

закрывается и обесточивает секцию 5, что устраняет опасность воспламенения взpыdooпacнoй смеси.

В номинальном режиме передачи энергии от источника 1 к нагрузке

13 на активном сопротивлении секции k и 5 возникают потери напряжения. Вследствие этого при наибольшем удалении шунта от источника 1 величина напряжения, прикладываемого

к цепи переход эмиттер-база транзистора 7(8)-двухполюсный стабилизатора тока 14 (15)-резистор 9 (Ю), минимальная. Минимально также внутреннее совпротивление стабилизатора

тока I (15), который обеспечивает минимальную величину тока базы, насыщающегося транзистор 7 (8). С уменьшением расстояния между источником 1 питания и шунтом растет величина напряжения, прикладываемого к упомянутой цепи.

Однако в этом случае увеличивается внутреннее сопротивление двухполюсного стабилизатора тока (15) таким образом, что величина тока базы остается неизменной, а транзистор 7 (8) открыт и насыщен. Таким образом, потери мощности в цепях баз транзисторов постоянны, минимальны и не зависят от расстояния между источником и шунтом. Дополнение шунта двухполюсными стабилизаторами тока позволяет устранить потери мощности от превышения тока базы минимальной величины достаточной для насыщения транзисторов. Кроме того, применение двухполюсных стабилизаторов тока обус3. 6 ловлено тем, что они не требуют затрат мощности на стабилизацию. Таким образом, изобретение повышает экономичность системы дистанционного питания. Формула изобретения Искробезопасная система дистанционного питания по авт. св. № 788272, отличающаяся тем, что, с целью увеличения искробезопасной мощности, она снабжена двумя двухполюсными стабилизаторами ток, каждый из которых включен в цепь базы соответствующего транзистора.