Устройство для защиты от тока утечки на землю

 

Изобретение относится к электротехнике и позволяет отключать сетевое напряжение при возникновении токов утечки на землю. Цель изобретения - повьшение надежности работы путем увеличения помехоустойчивости. Благодаря подавлению коротких импульсных помех исключена возможность ложных срабатываний устройства. Подавление помех обеспечивает селектор , образованньш транзисторными ключa И 7 и 8, конденсатором 10, диодом 11 и резисторами 3-6. При возникновении в нагрузке кратковременных импульсных утечек они наводят напряжение на выходе датчика 1, усиливаются в усилителе 2 и поступают на вход селектора длительности. Время селекции выбирается большим длительности импульсов помех, поэтому на выходе селектора сигнал отсутствует. В.случае прикосновения человека к токоведущим частям ток утечки имеет форму сетевого напряжения, а его длительность превышает время селекции, поэтому по истечении времени селекции на выходе селектора появляется сигнал , закрывающий транзисторный ключ 9. Обмотка исполнительного органа 12 обесточивается. Своими контактами исполнительный орган отключает нагрузку . 2 ил. с Ф (Л d Се/Пй со оо со к 05 Кнагрузпе фиг t

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 Н 3/16

ВСЕМН) иЛ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

» л»»грузлс

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3994307/24-07 (22) 24.12.85 (46) 23.09,87. Бюп. У 35 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) B.M.Ïoïoâ» А.И.Ревякин и В.Г.Сиводедов (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 1181038, кл, Н 02 Н 3/16-, 1984.

Авторское свидетельство СССР

450279» кл. Н 02 Н 3/16, 1970 ° (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ЗАЩИТЫ ОТ ТОКА

УТЕЧКИ НА ЗЕМЛЮ (57) Изобретение относится к электротехнике и позволяет отключать сетевое напряжение при возникновении токов утечки на землю. Цель изобрете-. ния — повышение надежности работы путем увеличения помехоустойчивости.

Благодаря подавлению коротких импульсных помех исключена возможность ложных срабатываний устройства. По„„Я0„„1339726 А1 давление помех обеспечивает селектор, образованный транзисторными ключами 7 и 8, конденсатором 10, диодом 11 и резисторами 3-6. При возникновении в нагрузке кратковременных импульсных утечек они наводят напряжение на выходе датчика 1, усиливаются в усилителе 2 и поступают на вход селектора длительности. Время селекции выбирается большим длительности импульсов помех, поэтому на выходе селектора сигнал отсутствует. В.случае прикосновения человека к токоведущим частям ток утечки имеет форму сетевого напряжения, а его длительность превышает время селекции, поэтому по истечении времени селекции на выходе селектора появляется сигнал, закрывающий транзисторный ключ 9.

Обмотка исполнительного органа 12 обесточивается ° Своими контактами исполнительный орган отключает нагрузку. 2 ил.

1 1339726

Изобретение относится к электроте- д хинке и может быть использовано для т защиты человека от поражения электри- с ческим током. у ()

Целью изобретения является повы- к шение надежности работы путем увели- С> чения помехоустойчивости. 1

На фиг, 1 представлена схема пред- т ложенного устройства; на фг:.г. Z — ди- ð с, аграмма выходных сигналов блоков, т входящих в устройство. т

Устройство содержит дат .кк 1 тока утечки, усилитель 2, четыре резистора 3-6, три транзисторных ключа 7-9, )б т конденсатор 10, диод 11, исполнитель- 7 ный орган 12 и источник 13 питания. э

Датчик тока 1 утечки и усилитель з

2 соединены последовательно, входы и транзисторных ключей 7 и 8 через 20 резисторы 3 и 4 подключены к выходу В усилителя, выход транзисторного клю- и ча 7 через конденсатор 10 и резистор н

6 соединен с входом транзисторного ч ключа 8, причем точка соединения кон- 25 к денсатора 10 с резистором 6 подклю- H чена к катоду диода 11, анод которого к соединен с минусом источника 13 пив тания, выход транзисторного ключа 8 о соединен с входом транзисторного клю-Зр ча 9 и через резистор 5 с входом р транзисторного ключа 7, выход ключа з

9 через обмотку исполнительного орк гана 12 соединен с минусом источника питания.

Датчиком тока утечки служит трансформатор нулевой последовательности.

Транзисторные ключи 7 и 8 выполнены на транзисторах обратного типа проводимости по схеме с общим эмиттером, Транзисторный ключ 9 выполнен на транзисторе прямого типа проводимости по схеме с общим эмкттером к с ограничивающим резистором в цепи базы.

Исполнительным органом может служить реле, тиристорный или симисторный ключ.

Устройство работает следующим образом, Напряжение, пропорциональное току утечки на землю, поступает с датчика

1 тока утечки на усилитель 2. Если утечка возникает от прикосновения человека к токоведущим частям, напряжение на выходе усилителя имеет форму напряжения сети и изменяется относительно рабочей точки усилителя

U (фиг.2 циклограмма 14) . В момент напряжение на выходе усилителя

1 ости гает порога отключения транзксорног о ключа 7 U„, и ключ закрываетя. Напряжение на его выходе скачком еличивается до напряжения ксточниэ питания (фкг.2, цкклограмма 15) . сачок напряжения через конденсатор

0 и резистор 6 передается на вход ранзисторного ключа 8,и тот остаетя в открытом состоянии, несмотря на о, что отпирающий ток через резисор 4 снижается. В начавшемся проессе заряда конденсатора 10 по цепи плюс источника 13 питания — коллекорный резистор транзисторного ключа — конденсатор 10 — резистор 6 мкттерный переход транзистора транисторного ключа 8 — минус источника итания зарядный ток уменьшается по кспоненте (фиг.2, циклограмма 16) . момент t значение этого тока стаовится недостаточным для удержаия транзистора транзисторного клюа 8 в открытом состоянии, к он зарывается (фиг.2, циклограмма 17). апряженке с выхода транзисторного люча 8 через резистор 5 поступает на ход транзксторного ключа 7 и вновь ткрывает его. Отрицательный скачок апряженкя через конденсатор 10 и езистор 6 воздействует на вход транисторного ключа 8„ форсируя его зарывание. Закрывание транзисторного люча 8 прквоцит к закрыванию тран— зисторного ключа 9,, и обмотка кспол— нительного органа обесточивается. Контактами исполнительного органа 12 нагрузка отключается от сетк.

Прк коммутации нагрузкк в зоне защиты возникают помехи в виде коротких импульсов утечки. Эти импульсы на выходе усилителя 2 имеют форму, показанную на фиг,2 (циклограмма 18).

В момент t импульс помехи достигает ь

4б порога отключения транзисторного ключа 7 U и. Ключ закрывается (фиг. 2, циклограмма 19), и начинает заряжаться конденсатор 10. В момент t импульс заканчивается и ключ 7 вновь

Вр открывается (фиг.2, циклограмма 19).

3а время существования импульса ток заряда конденсатора не успевает существенно уменьшиться (фиг.2, цкклограмма 20), к ключ 8 продолжает оста55 ваться в открытом состоянии. Таким образом, после закрывания ключа 7 схема находится в исходном состоянии.

Следовательно, короткие импульсы не изменяют состояния транзисторных

1339726

Фиа S

BHl8lllll Заказ 4235 47 Тираж 617 Подписное

Произв.— полигр. пр — тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ключей 8 и 9, и устройство нечувствительно к их воздействию. диод 11 служит для устранения от5 рицательных выбросов, возникающих при разряде емкости после окончания помехи.

Ряд элементов предлагаемого устрой- lð ства имеют контроль исправности. При обрыве обмотки исполнительного органа

12, цепи его питания, цепи коллектора базы или эмиттера транзистора первого транзисторного ключа 9 про- 15 исходит отключение исполнительного органа. Обрыв датчика 1 тока утечки или любого из транзисторов усилителя 2, или резистора 4, или цепей транзистора транзисторного ключа 8 при- 2р водит к закрыванию транзистора транзисторного ключа 9 и к отключению исполнительного органа. Обрыв резисторов 3 и 6, цепей транзистора транзисторного ключа 7, конденсатора 10 25 и диода 11 приводит к нарушению селектирующих функций устройства, что снижает его помехоустойчивость и также вызывает отключение нагрузки. Таким образом, неисправность любого из 30 основных элементов схемы переводится в прекращение электроснабжения потребителя. Таким образом, данное устройство обладает более высокой помехоустойчивостью и наличием самоконтроля в сравнении с известным устройством.

Формула изобретения

Устройство для зашиты от тока утечки на землю, содержащее источник питания, исполнительный орган, один вывод которого соединен с минусом источника питания, а другой — с коллектором первого транзисторного ключа, база которого соединена с выходом второго транзисторного ключа, последовательно соединенные усилитель и датчик тока утечки, конденсатор, диод, первый, второй, третий, четвертый резисторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем увеличения помехоустойчивости, в него введен третий транзисторный ключ, причем выход усилителя подключен через первый резистор к базе третьего транзисторного клю.ча, через второй резистор к базе второго транзисторного ключа и к одному из выводов четвертого резистора, второй вывод которого соединен с катодом диода и одним из выводов конденсатора, второй вывод которого подключен к коллектору третьего транзисторного ключа, база которого соединена через третий резистор с коллектором второго транзисторного ключа, анод упомянутого диода соединен с минусом источника питания.