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

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для безопасной передачи электрической энергии от источника питания к нагрузке на предприятиях со взрывоопасной атмосферой.

Известна искробезопасная система дистанционного питания, содержащая; источник питания с блоком искрозащйты, кабельну о линию связи с шунтами, разделяющими ее на секции,и подключенные к линии связи нагрузки, причем блок искрозащиты выполнен на динамическом элементе искрозащипы с датчиком начала разряда, а шунты выполнены в виде диодных мостов, входы которых подключены к выходным выводам секций, а выходы - к входным выводам секций 1.

В известной системе при возникновении разряда от разрыва цепи питания в неразветвленном участке линии связи в разряд поступает энергия, запасенная распределенной индуктивностью только неразветвленного участка линии связи. Энергия, запасенная в распределенной индуктивности ответвлений, не поступает в разряд, так как ЭДС самоиндукции, возникакщая в ответвлениях, шунтируется

диодными мостами. Однако при замыкании на землю питающих проводов линии связи нарушается защитное подключение диодных мобтов, в результате чего при разрыве цепи питания в неразветвленном участке линии связи в разряд поступает энергия, запасенная распределенной индуктивностью как неразветвленного участка линии свя10зи, так и ответвления. Это не позволяет повысить искробезопасную мощность дистанционного питания путем увеличения тока в линии связи при питании нагрузок по разветвленной

15 линии связи.

Наиболее близкой к предлагаемой является искробезопасная система дистанционного питания, содержащая источник питания с блоком искрозащиты,I

20 кабельную линию связи с шунтами, разделяющими ее на секции, два диода и подключенные к линии связи нагруз,ки,прнчем.блок искрозащиты выполнен на динамическом элементе искрозгициты с

25 датчиком начала разряда,а шунты в виде диодных мостов, входы которых подключены к выходным выводам секций, двух транзисторов разного типа проводимости и двух резисторов, причем катод

30 каждого из диодов подключен к коллектору транзистора р-п-р типа одно |ИЗ секций, а анод - к коллектору транзистора п-р-п типа другой секци при этом в каждой секции эмиттер транзистора п-р-п типа соединен с отрицательным выходным выводом диодного моста и через первый резисто с базой транзистора р-п-р типа, коллектор - с одним из выводов секции, предназначенным для подключения нагрузки, а база через второй резистор - с положительным выходным выводом диодного моста и эмиттером транзистора р-п-р, коллектор которо го соединен с другим выводом секции предназначенным для подключения нагрузки 2. В известной системе при разрыве цепи питания в любой точке линии связи происходит выключение транзисторов шунта, которые сокращают длительность разряда. В результате в разряде выделяется лишь часть эне гии, запасенной распределенной индуктивностью линии связи. При разрыве цепи питания в нераз ветвленном участке линии связи част энергии ответвлений не поступает в разряд, так как шунтируется либо ди одными мостами, либо диодами (при замыкании питающих проводов линии связи на землю). При разрыве цепи питания в ответвлении в цепь с разрядом поступает часть энергии, запасенной распределенной индуктивностью неразветвленного участка линии связи и часть энергии ответвления. Однако при замыкании на. землю входных выводов двух.ответвлений и при разрыве цепи питания в ответвлении в разряд через диоды поступает вся энергия двух ответвлений, что не позволяет увеличить искробеэопасную мощность дистанционного питания путем увеличения тока в линии связи. Цель изобретения заключается в повышении искробезопасной мощности дистанционного питания, путем увели чения тока при питании нагрузок по разветвленной линии связи. Указанная цель достигается тем, что в искробезопасной системе дистанционного питания, содержащей ис точник питания с блоком искрозащиты кабельнуюлинию связи с шунтами, разделяющими ее на секции, и подклю ченные к линии связи нагрузки, причем блок искрозащиты выполнен на динамическом элементе искрозащиты с датчиком начала разряда, а шунты в виде диодных мостов, входы которых подключены к выходным выводам секци двух транзисторов разного типа пров димости и двух резисторов, при этом в каждой секции эмиттер транзистора n-p-h типа соединен с отрицательным выходным выводом диодного моста и через первый резистор - с базой транзистора р-п-р типа, коллектор - с одним из выводов секции, предназначенным для подключения нагрузки, эмиттер транзистора р-п-р типа соединен с положительным выходным выводом диодного моста, каждый шунт снабжен дополнительным транзистором р-п-р типа, причем эмиттер дополнительного транзистора соединен с коллектором транзистора р-п-р типа, база - с другим выводом секции, предназначенным для подключения нагрузки, а коллектор через второй резистор - с базой транзистора п-р-п типа. На чертеже показана схема искробезопасной системы дистанционного питания. Система состоит из источника 1 питания, блока искрозащиты, выполненного на динамическом элементе 2 искрозащиты с датчиком 3 начала разт ряда, кабельной линии связи, включа ющей в себя секции 4 Снеразветвленный участок), 5 и б (ответвления). Каждое ответвление содержит диодный мост 7, вход которого подсоединен к выходным выводам секции 4, транзистор 8 п-р-п типа, транзистор 9 р-п-р типа дополнительный транзистор 10 р-п-р типа, причем эмиттер транзистора 8 п-р-п типа соединен с отрицательным выходом диодного моста 7 и через резистор 11 - с базой транзистора 9 р-п-р типа, коллектор - с одним из выходных выводов секции 5 (6), эмиттер транзистора 9 р-п-р типа соединен с полохсительным выводом диодного моста 7, коллектор - с эмиттером дополнительного транзистора 10 р-п-р типа, база которого соединена с другим входным выводом секции 5(6), а коллектор - через резистор 12 - с базой транзистора 8 п-р-п типа. К выходным выводам секции 5 и 6 подключены нагрузки 13. Система работает следующим образом. В номинальном режиме передачи энергии от источника 1 питания к нагрузкам 13 переходы эмиттер-база транзисторов 8-10 смещены-в прямом направлении так, что транзисторы насыщены и полностью открыты. При этом ток нагрузки 13 протекает через переход эмиттер-база транзистора 10, а 1транзистор 8 получает смещение через открытый транзистор 10 и резистор 12. При протекании по линии связи тока от источника 1 к нагрузкам 13 в распределенных индуктивностях секций 4-6. запасается энергия, которая может быть источником воспламенения взрывоопасной среды. При возникновении в секции 4 разряда от разрыва цепи питания датчик 3 начала разряда вырабатывает : управляющийси гнал, вклк чающий динамический элемент искрозащиты 2. Последний изолирует цепь с разрядом от энергии источника 1 питания.

При этом выключаются транзисторы 8-10 в секциях 5 и 6, дяител-ьность разряда сокращается и в разряд поступает,лишь часть энергии, запасенной распределенной индуктивностью секции 4. Часть энергии, запасенной распределенной индуктивностью ответвлений 5 и 6, не поступает в разряд так как шунтируется диодами мостов 7.

При замыкании на землю одного выходного вывода секции 4 и входного вывода одного из ответвлений, например 5 (показано пунктиром),нарушается защитное подключение к линии связи диодного моста 7. В то же время в .системе возможна передача энергии от источника 1 к нагрузке 13, так как на участке между двумя нарушениями линии связи роль второго -провода выполняет земля. Однако в этом случа транзисторы 9 и 10 исключаются из цепи питания нагрузки, а у транзисто ров 8 снимается смещение в прямом направлении перехода эмиттер-база. Транзистор 8 закрывается, разрывает цепь питания нагрузки, что исключает возникновение разряда при разрыве J цепи питания в секции 4.

При возникновении в ответвлении (например, в секции 5) разряда от разрыва цепи питания выключаются транзисторы 8-10 этой секции, длительность разряда сокращается ив разряд поступает часть энергии, запасенной распределенной индуктивностью секций 4 и 5.

При замыкании на землю одного из входных выводов секции 5 и одного из входных выводов секции 6 (показано пунктиром) в цепь с разрядом от разрыва цепи питания в секции 5 или 6 может поступить часть энергии всех секций системы - 4-6, которая правышает энергию разряда при отсутствии замлканий на землю. Однако в этом случае ток, протекающий через секции 5,6 и нагрузки 13, минует переход эмиттер-база транзистора 10 в секции 5. Транзистор секции 5 вы- . ключается, разрывает цепь подачи смещения транзистору 8 этой секции. Последний выключается, обесточивает секции 5,6 и полностью исключает

возникновение разряда от разрыва цепи питания в секции 5 или б.

Таким образом, при замыкании на землю входных выводов двух ответвлений и при разрыве цепи питания в ответвлении цепь с разрядом полностью изолирована от энергии, запасенной распределенной индуктивностью линии связи. Это позволяет увеличить искробезопасную мощность дистанционного питания путем увеличения тока в линии связи.

Формула изобретения

Искробезопасная система дистанционного питания, содержащая источник питания с блоком искрозащиты, кабельную линию связи с шунтами, разделяющими ее на секции, и подключенные к линии связи нагрузки, причем блок искрозащиты выполнен на динамическом элементе искрозащиты с датчиком начала разряда, а шунты в виде диодных мостов, входы которых подключены к выходным выводам секций, двух транзисторов разного типа проводимости и двух резисторов, при этом в каждой секции эмиттер транзистора п-р-п типа соединен с отрицательным выходным выводом диодного моста и через первый резистор - с базой транзистора р-п-р типа, коллектор - с одним из выводов секции, предназначенным для подключения нагрузки, эмиттер транзистора р-п-р типа соединен с положительным выходным выводом диодного моста, отличающаяся тем, что, с целью повышения искробезопасной мощности дистанционного питания путем повышения тока, каждый шунт снабжен дополнительным транзистором р-п-р типа, причем эмиттер Дополнительного транзистора соединен с коллекто.ром транзистора р-п-р типа, база -; с другим выводом секции, предназначенным для подключения нагрузки, а коллектор - через второй резистор с базой TpaHsHCTopqi n-p-n типа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 675194, кл. Е 21 F 9/00, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР 826041, кл. Е 21 F 17/06, 1978.