Устройство для защиты токопровода от перегрузки по току

 

Изобретение относится к устройствам запц1ты, контроля и сигнализации , работающим в функции тока нагрузки , и может быть использовано в распределительных устройствах электрических сетей постоянного и переменного тока. Целью изобретения является повышение надежности. Цель достигается введением в устройство экрана 3 из электропроводящего диамагнитного материала и зарядно-разрядной цепи 4, Это позволяет устройству срабатывать как в магнитном поле постоянного тока , так и в магнитном поле переменного тока, действующее значение которого эквивалентно постоянному току,Устройство срабатывает по заданному значению частоты переменного тока и обеспечивает одинаковое время срабатывания в магнитном поле постоянного и переменного тока. 6 ил. (Л со ел о о СО 0 фиг-, 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 Н 02 Н 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3795135/? 4-07 (22) 06.08.84 (46) 30.11.87, Бюл. Р 44 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт комплектного электропривода (72) А,П,Тесленок, Б.M.Æóëêîâñêèé и В.В,Братеньков (53) 621.316,925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 307459, кл, Н 01 Н 51/28, 1971.

Авторское свидетельство СССР

М- 849335, кл. Н 01 Н 51/28, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТОКОПРОВОДА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ (57) Изобретение относится к устройствам защиты, контроля и сигнализаÄÄSUÄÄ 1356096 А1 ции, работающим в функции тока нагрузки, и может быть использовано в распределительных устройствах электрических сетей постоянного и переменного тока. Целью изобретения является повышение надежности. Цель достигается введением в устройство экрана 3 из электропроводящего диамагнитного материала и зарядно-разрядной цепи 4.

Это позволяет устройству срабатывать как в магнитном поле постоянного тока, так и в магнитном поле переменного тока, действующее значение которого эквивалентно постоянному току,Устройство срабатывает по заданному значению частоты переменного тока и обеспечивает одинаковое время срабатывания в магнитном поле постоянного и переменного тока. 6 ил.

1 13560

Изобретение относится к устройствам защиты, контроля и сигнализации, работающим в функции тока нагрузки, и может быть использовано в распределительных устройствах электрических сетей постоянного и переменного тока, Цель изобретения — повышение надежности защиты токопровода.

На фиг.1 изображен геркон окруt 10 женный экраном из электропроводящего диамагнитного материала в магнитном поле токопровода; íà AHl 2 — геркон, помещенный в короткозамкнутую катушку индуктивности; на фиг.3 — зависимости 1 и 2 величин постоянного и переменного тока соответственно в контролируемой цепи, необходимой для срабатывания устройства, от толщины экрана d, выполненного из проводящего диамагнитного материала (или от количества витков короткозамкнутой катушки индуктивности n); на фиг.4— зависимости действующего значения переменного тока, необходимого для сра- 25 батывания устройства, от частоты переменного тока для разных значений толщины экрана (или разных значений количества витков п короткозамкнутой катушки индуктивности); на фиг.5 — 30 принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг, 6— пример конкретной реализации блока контроля срабатывания геркона.

Предлагаемое устройство (фиг, со З5 держит токопровод 1, геркон 2, экран

3, выполненный из электропроводящего. диамагнитного материала (или короткозамкнутую катушку 3 индуктивности) и расположенный вокруг корпуса геркона 40

2, зарядно-разрядную цепь 4, подсое-. диненную своим первым выводом к второму выводу геркона 2, и состоящую из первого резистора 5, конденсатора 6 и второго резистора 7; диод 8, подсоединенный своим катодом к второму выводу геркона 2, а анодом — к входу блока 9 контроля срабатывания геркона 2; блок 9 контроля срабатывания геркона 2 состоит из интегрирующей цепи: резистор 10 и конденсатор 11, подключенной своим выходом к входу ключа, состоящего из однопереходного транзистора 12 и резисторов 13 и 14, а выход ключа через ограничительный резистор 15 соединен с управляющим входом тиристора 16, к аноду которого подключена катушка реле 17 параллельно с защитным диодом 18 и первая

96 2 пара контактов 19 реле 17, а вторая пара контактов реле 17 подключена к входу исполнительного механизма, Устройство работает следующим образом.

При протекании переменного тока по токопроводу 1 вокруг токопровода возникает переменное магнитное поле, которое согласно закону электромагнитной индукции, наводит вихревые токи в корпусе экрана 3. В свою очередь вихревые токи в корпусе экрана

3 возбуждают переменное магнитное поле,.всегда направленное встречно исходному магнитному полю. Напряженность результирующего переменного магнитного поля всегда меньше напряженности исходного переменного магнитного поля на величину напряженности магнитного поля, порожденного вихревыми токами в корпусе экрана 3.

Геркон 2 срабатывает под воздействием амплитуды результирующего переменного магнитного поля, наведенного переменным током в токопроводе 1.

При воздействии магнитным полем, наведенным постоянным током в токопроводе 1, геркон ? также срабатывает, Точка A пересечения зависимостей

1 и 2 является условием выбора толщины экрана 3, так как характеризует эквивалентность магнитного поля переменного тока магнитному полю постоянного тока в токопроводе 1, В точке А экран 3 ослабляет амплитуду переменного магнитного поля в 1Г2 раз, что соответствует действующему значению магнитного поля, индуцированного переменным током в токопроводе 1.

В магнитном поле постоянного тока, величина которого эквивалентна действующему значению переменного тока, геркон 2 также срабатывает в точке А.

Таким образом, геркон 2 срабатывает по амплитудному значению переменного тока, эквивалентному действующему значению переменного тока в токопроводе 1, Регулировка срабатывания геркона 2 в магнитном поле переменного тока, эквивалентного по величине действующему значению переменного тока, осуществляется перемещением геркона

2 в экране относительно токопровода 1.

Глубина проникновения переменного магнитного поля в электропроводящий диамагнитный материал обратно пропорциональна частоте переменного магнитного поля. При заданной толщине экра1356096 описана выше.

3 на 3 (например, d, d, d, фиг.4) и г изменении частоты магнитного поля,индуцированного переменным током, глубина проникновения переменного магнитного поля изменяется и геркон 2 . срабатывает при достижении напряжен1 .ностью магнитного поля величины, соответствующей чувствительности геркона 2, т.е. работает как датчик частоты переменного тока, На фиг.4 показа†fp но, что для заданных значений толщины экрана 3 (d dг, 4 ) при определен3 ном значении частоты переменного тока для срабатывания геркона ? необходимы разные действующие значения 15 переменного тока в токопроводе 1: 11, 12, 13.

В исходном состоянии при заданном положении геркона 2, окруженного экраном 3 (фиг.1), в магнитном поле переменного тока заданной частоты геркон 2 не замкнут, По мере уменьшения частоты переменного тока увеличивается глубина проникновения пере- 25 менного магнитного поля в материал экрана 3, снижается степень поглощения магнитного поля диамагнитным проводящим материалом и по достижении контролируемой частоты геркон ? сра- 30 батывает. !

При протекании постоянного тока по токопроводу 1 и по достижении напряженностью магнитного поля постоянного тока величины, соответствую35 щей чувствительности геркона 2, последний срабатывает, Через контакты геркона 2 от источника питания Е „ че— рез сопротивление 10 заряжается интегрирующий конденсатор 11. Как только напряжение на конденсаторе 11 достигает величины, необходимой для открывания транзистора !2, последний.от— крывается и на сопротивлении 4 возни-45 кает падение напряжения, которое через ограничительное сопротивление 15 открывает тиристор Iб. При этом через тиристор 16 и катушку реле 17 проходит ток, реле 17 срабатывает, замыкаются его контакты, срабатывает исполнительный механизм и отключает токопровод от источника тока. Контакт 19 включает обмотку реле 17 на самоблокировку. Диод 18 служит для защиты катушки реле 17.

Время задержки от мо:I-, нта срабатывания геркона ? до момента срабатывания реле 17 и замыкания е.го контактов

4 определяется постоянной времени интегрирования цепи: сопротивление 10, конденсатор 11.

При исчезновении магнитного поля, наведенного постоянным током, геркон

2 размыкается, интегрирующий конденсатор 11 разряжается по цепи: конденсатор 11, диод 8, сопротивление 7, общая шина. Транзистор 12 закрывается, а тиристор 16 остается открытым, через катушку реле 17 идет ток и его контакты остаются замкнутыми.. Для того, чтобы их разомкнуть, необходимо отключить напряжение питания Е„.

При протеканчи переменного тока частотой Р по токопроводу и по достижении напряженностью магчитного поля переменного тока величины, соответствующей чувствительности геркона

2, последний срабатывает с частотой

?F, С момента первого срабатывания ге, кона ? конденсатор 6 заряжается до величины Е по цепи: источник пита П ния 1 ., геркон 2, сопротивление 5, и конденсатор 6, общая шина за время, меньшее t, . С момента первого срабатывания геркона 2 интегрирующий конденсатор 1! заряжается по цепи: источник питания Е„, геркон 2, сопротивление 10 конденсатор 11, общая шина. При размь|кании геркона 2 происходит разряд конденсатора 6 по цепи: конденсатор 6, сопротивление 5, сопротивление 7, общая шина с большой постоянной времени. При этом напряжение на катоде диода 8 изменяется незначительно за время t, чем достигается продолжение заряда конденсатора 11 и сохранение эквивалентности получения задержки срабатывания реле

17 в цепях постоянного и переменного тока.

Когда напряжение на конденсаторе

11 достигает величины порога срабатывания транзистора 12, последний срабатывает, Последующая работа схемы

Заряд конденсатора 11 IlpH протекании постоянного тока по токопроводу 1

ПРОИСХОДИТ l,О тОй жЕ ЦеПИ: ИСТОЧНИК питания Е, сопротивление 10, конден п сатор 11, и за то же время. Таким образом, время срабатывания предлагаемого устройстга в магнитном поле переменного тока равно времени срабатывания устройства в магнитном поле постоянного тока.

5 135609

Следовательно, предлагаемое устройство срабатывает в магнитном поле постоянного тока и в магнитном поле переменного тока, действующее значение которого эквивалентно постоянному току. Кроме того, устройство срабатывает по заданному значению частоты переменного тока, Устройство также обеспечивает одинаковое время срабатывание в магнитном поле постоянного 10 и переменного тока. Предлагаемое устройство имеет повышенную механическую прочность и надежность конструкции за счет того, что геркон помещен в экран, выполненный из диамагнитного 15 электропроводящего материала.

Формула изобретения

Устройство для защиты токопровода 20 от перегрузки по току, содержащее геркон, устанавливаемый рядом с токо6. проводом, блок контроля срабатывания геркона, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к первому и второму выводам геркона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены экран из электропроводящего диамагнитного материала, расположенный вокруг корпуса геркона, диод, катод которого соединен с вторым выводом геркона, а анод — с третьим входом блока контроля, зарядноразрядная цепь, состоящая иэ последовательно соединенных первого резистора и конденсатора, параллельно которым подключен второй резистор, при этом точка соединения первого и второго резисторов подключена к катоду диода, а точка соединения второго резистора и конденсатора — к четвертому входу блока контроля срабатывания геркона.

1356096

Рис. б

Составитель К.Шилан

Редактор М,Андрушенко Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 5803/48 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4