Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩЙТНб ГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВ КИ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее датчик тока утечки, первый конделсатОр , успмтель с делителем напряжёйня яа входе и трайзисторным ключом йа выходе, расЦепитель и источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы путем улучшения само.контррля исправности и. повышения быстродействия , оно снабжено первым и вторым стабилитронами, вторьтм конденсатором. первым резистором, цепбчкой, состоящей иа последовательно соединенных второго резистора и диода, при этом усилитель выполнен с инвертирующим и неинвертирующим входами , к KOTOpbiM параллельно подключен первый конденсатор, а параллельно неинвертирующему входу и выходу усилителя подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных второго резистора и диода, причем катодом диод подключен, к выходу усилителя, а делитель напряжения подсоединен вредней точкой к неинвертирующему входу усилителя, один из выводов целителя соединен с катодом первого ста5илитррна и плюсом источника питания, а анод стабилитрона подключен к первому выводу вторичной обмотки датчика тока утечки, второму вводу делителя и к катоду второго стабилитрона, зашунтиррванного (Л вторь1М вновь введенным конденсаторрм, анод которого подсоединен к минусу источс: ника питания, а инвертирующий вход усили .теля соединен Через первый вновь введенный резистор с плюсом источника питания и с вторым выводом вторичной обмотки датчика тока утечки, при этом в управляющую цепь транзисторного ключа вк.лючен расцепитель. СП а со 4; 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1056344 А (19) (11) 3(30 Н 02 Н 3 16 и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ геть

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3460628/24-07 (22) 05.07.82

t (46) 23.11.83. Бюл. № 43 (72) В. 3; Протченко, Ю. Г. Водяницкий. и М. Е. Вайнберг (7 I ) Всесоюзяый научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства. Завод «Электроаппаратура» и Специ- альнбе кояструкторско-технологическое бюро полупроводниковой техники (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 753102, кл. Н 02 H 3/16, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 609160, кл. Н 02 Н 3/16, 1976. (Бщ (57) устРолство для ЭАщитно

ГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВ

КИ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содер жащее датчик тока утечки, первый конденсатор, усилитель с делителем напряжения яа входе и транзисторным ключом на выходе, расцепитель и источник питаяия, отличпюи(ееся тем, что, с целью повышеяия

I надежности работы путем улучшения само.контроля исправности и. повышения быстро/(ействия, ово снабжено первым и вторым стабилитронами, вторым конденсатором, йервым резйстором, цейочкой, состаящеи из последовательно соединенных второго резис . тора и диода, при этом усилитель выполней с иявертирующим и неинвертирующим входами, к которым параллельно подключен первый конденсатор, а параллельно неинвертирующему входу и выходу усилителя подключена цепочка, состоящая из после. довательно соединенных второго резистора и диода, причем катодом диод подключен к выходу усилителя, а делитель яапряжения подсоединен средней точкой к неинвертирующему входу усилителя, один из выводов аелителя соединен с катодом первого ста1илитрона и плюсом истачяика питания, аавод стабилитрона подключен к первому выводу вторичной обмотки датчика тока утечки, второму вводу делителя и к катоду второго стабилитрона, зашунтированного вторым вновь введенным конденсатором, -анод которого подсоединен к минусу источника питания, а инвертирующий вход усили.теля соединен через первый вновь введенный резистор с плюсом источника питания н с вторым выводом вторичной обмотки датчика така утечки, при этом в управляющую цепь транзисторного ключа включен расцепитель.! 056344

Изобретение относится к электротехнике, а точнее.к аппаратуре защиты, и может быть использовано для обеспечения безопасности эксплуатации различных электроустановок, в том числе электробытовых приборов и электроинструмента.

Известны устройства для защитного отключения, содержащие трансформатор така утечки, с включенным на его выходе многокаскадным полупроводниковым усилителем, который управляет исполнительным органом — коммутационным аппаратом (Л1) !1!.

Однако такие устройства имеют низкую стабильность параметров, широкополосные частотные характеристики, подвержены воздействию импульсных и высокочастотных помех, вследствие чего неустойчивы в работе.

Известно также устройство для защитного отключения по (Л2), содержащее датчик тока утечки, на выход которого включен трехкаскадйый транзисторный усилитель, в выходную цепь которого включена обмотка расцепителя, а для повышения самоконтроля исправности и повышения надежности ргботы путем устранения влияния импульсных помех, в него введены варистор и динис- тор, причем варистор подключен к включенным параллельно конденсатору, вторичной обмотке трансформатора тока утечки и входу усилителя, а динистор — последовательно с обмоткой расцепителя !2).

Недостатками известного устройства для за щитн ого отключения являются: отсутствие контроля целостности обмотки и соединительных проводов трансформатора тока утечки — ответственного и весьма ненадежного элемента схемы; «мягкая» характеристика срабатывания устройства получена за счет увеличейия времени срабатывания; использование диннстора в качестве порогового элемента для улу гшения релейности срабатывания расцепителя малоэффективно; необходим предварительный подбор динистора по прямому напряжению включения, так как при близости или равенстве этого напряжения напряжению источника питания расцепитель вообгце может не включиться., Цель изобретения — повышение надежности, улучшение самоконтроля исправности и повышение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока, содержащее датчик тока утечки, первый конденcamp, усилитель с делителем напряжения на входе и транзисторным ключом на выходе, расцепитель и источник питания,.снабжено первым и вторым стабилитронами, вторым конденсатором, первым резистором, цепочкой, состоящей из последовательно соединенных второго резистора и диода, при этом усилитель выполнен с инвертирующим и неинвертируюшим входами, к котоПри подаче переменного напряжения йа источйик 15 питания„усилитель 12 получает питание. Благодаря соотношению величин

:резисторов, входящих в делитель, на выходе усилителя устанавливается. положительный потенциал, равный примерно половине напряжения питания и транзисторный ключ 13 открывается до ° насыщения, вызывая

4п срабатывание расцепителя 14.

При появлении в зоне защиты тока утечки на землю со вторичной. обмотки датчика 1 тока утечки на инвертирующий вход усилителя 12 подается переменное напря: жение, пропорциональное току утечки. Если ! положительна я пол у волна этого на п ря же ния превысит по своему значению положи тельное смещение на неинвертирующем входе, установленноЮ делителем напряжениИ, йроизойдет опрокидывание усилителя и на его выходе вместо положительного появляется отрицательное напряжение. Как только

5, 10!

1 рым параллельно подключен первый койденсатор, а параллельно неинвертирующему входу и выходу усилителя подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных второго резистора и диода, причем катодом диод подключен к выходу усилителя, а делитель напряжения подсоединен средней точкой к неинвертирующему r.õoäó усилителя, один из выводов делителя соединен с катодом первого -стабилитрона и плюсом источника питания, а анод стабилитрона подключен .к первому выводу вторичной обмотки датчика тока утечки, второму вводу делителя и к.катоду второго стабилитрона, зашунтированного вторым вновь введенным конденсатором, анод которого подсоединен к минусу источника питания, а ин-вертирующий вход усилителя соединен через первый вновь введенный резистор с плюсом источника питания и с вторым выводом вторичной обмо ки датчика тока утечки, при этом в управляющую цепь транзисторного ключа включен расцепитель.

- На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Устройство содержит датчик l тока утечки, первый стабилитрон 2, второй стабилит1рон 3, делитель напряжения, образованный резисторами 4 — 6, первый конденсатор 7, второй конденсатор 8, первый резистор 9, второй резистор 10, диод 11, усилитель 12, транзисторный ключ 13, расцепитель 14, источник !5 питания.

Устройство работает следующим образом. это напряжение понизится до значения,при котором происходит прямой пробой диода 11, в действие вступает цепь фиксации уровня по выходе усилителя.

Транзистор 13 закрывается, вызывая отключение расцепителя 14. Первый конденсаtap 7, включенный между находящимися

1056344

3 4 под различяымй — потей101алами неннвертн- Йбротких замыканий в зойе защиты HAH рующим и иннвертирующим входами, благо- большой кратности пускового тока заШи. даря своему противофазйому действию ис- щаемой электроустановки, ключает пройикание йа вход усилителя ко- Цепь опрокидывания усилителя 12 прн. ротких всплесков и высокочастотных помех обрыве вторичйой обмотки датчика тока из сети перемеййого тока, второй кояденса- 5 утечки образована высокоомйым первым. тор 8 усиливает действие первого коядей- резистором 9, включенным между плюсом сатора 7 путем замедления процесса его источника питания и иявертирующим вхо111ерезарядкн и предотвращает ложные cpa* дом усилителя 12 и 8, в рабочем режиме батываяия устройства в момент его вклк)-, шунтируется вторичной обмоткой датчика чейия. Наличие конденсаторов 7 и 8 спо- 10 така утечки. При обрыве втаричяой обмотки собствует повышейию эффективяости дей. происходит форсированное опрокидывание ствия цепи фиксации уровня по входу уси- усилителя 12 н отключение расцепителя, тем лителя 12 и предотвращает его опрокидыва- самым осуществляется контроль исправйосйие при подаче напряжения йа источник тн вторичной обмотки датчика така утечки. . питания. Использование предложеййого техйичесИмпульсный характер действия цепи 1 кого решения помимо пбвышеяия йадежйосфиксации уровяя по выходу усилителя и:,, ти, улучшения самоконтроля исправности и

"обратная, по отяошейию к статическому, быстродействие позволяет существенно сйирежиму работы вторичной обмотки датчи-: зить трудозатраты и материалоемкость при

:Ka тока утечки, возникающего в случаях: производстве.

Составитель Н Чутчев

Редактор С. Патрушева . Техред И. Верес - Корректор О. Билак

3 акйг 9323 50 . Тираж 61.7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ٠— 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4