Устройство защитного отключения электроустановок с синхронизатором фазы отключения

Изобретение относится к электротехнике, к классу автоматических устройств защиты людей от поражения электрическим током и повышения пожаробезопасности жилых зданий. Техническим результатом данного изобретения является создание устройства защитного отключения (УЗО) для электроустановок в однофазной сети с глухозаземленной нейтралью с повышенной надежностью работы в широком диапазоне отклонений напряжения питающей сети. Технический результат достигается тем, что УЗО содержит схему выделения сигнала перехода синусоидального напряжения питающей сети через ноль и стабилизатором напряжения, выполненном по компенсационной схеме на тиристоре. 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электротехнике, к классу автоматических устройств защиты людей от поражения электрическим током и повышения пожаробезопасности жилых зданий. За счет изменения схемного решения и алгоритма работы устройства защитного отключения получена его повышенная надежность в широком диапазоне отклонений напряжения питающей сети.

Уровень техники

Известно устройство защитного отключения (УЗО) для электрической сети с заземленной нейтралью, содержащее выключатель автоматический с катушкой независимого расцепителя, дифференциальный трансформатор тока с первичными обмотками по числу питающих проводов электрической сети и одной вторичной обмоткой и пороговый элемент с выходным ключом и узлом питания, выводы питания которого подключены к одному из фазных проводов и к нулевому проводу сети соответственно, при этом выводы вторичной обмотки дифференциального трансформатора тока соединены с входом порогового элемента, а также выпрямитель, дополнительный двуханодный стабилитрон с дополнительной обмоткой в дифференциальном трансформаторе для реализации дополнительных защитных функций (см. пат. РФ № 2124794, кл. Н02Н 3/16, опубл. 10.01.1999 г.).

Недостатком данного УЗО является то, что не имеется привязки момента отключения при появлении тока утечки к фазе синусоидального тока независимого расцепителя (HP), поэтому из-за явления самоиндукции в катушке индуктивности HP наблюдается затяжка процесса отключения коммутационного аппарата вплоть до его неотключения, при определенных углах фазы отключающего тока HP. Время отключения вышеуказанного УЗО зависит от фазы отключающего тока HP при появлении тока утечки, носит случайный характер и создает условия непрогнозируемой надежности УЗО.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое автором за прототип является УЗО, содержащее коммутационный аппарат с нормально разомкнутыми контактами с входом для подключения проводников питающей сети и выходом для подключения нагрузки, мостовой выпрямитель (MB), причем фазный провод с выхода коммутационного аппарата подключен к MB через обмотку независимого расцепителя коммутационного аппарата, варистор, включенный между фазным проводом L1 и заземляющим проводом РЕ, стабилизатор напряжения, выполненный по компенсационной схеме на полевом транзисторе и ключ тиристорный, включенные последовательно с токозадающим резистором в диагональ MB, датчик дифференциального тока и усилитель, соединенный с ключом тиристорным (см. пат. РФ № 2184413, кл. Н02Н 5/10, 3/16, опубл. 27.06.2002 г.).

Недостатки прототипа:

- применение в стабилизаторе тока HP высоковольтного полевого транзистора с ограниченной энергией пробоя снижает надежность УЗО при использовании коммутационных аппаратов с низкоомными обмотками HP;

- время отключения УЗО зависит от фазы отключающего тока HP при появлении тока утечки, носит случайный характер и снижает надежность;

- варистор, включенный между фазным проводом L1 и заземляющим проводом РЕ, создает отключающий дифференциальный ток при перенапряжениях в сети, а в определенных случаях - и на грозовой импульс, снижая надежность.

Раскрытие изобретения

Задачей данного изобретения является создание УЗО с повышенной надежностью, со стабильным временем отключения в широком диапазоне отклонений напряжения питающей сети.

Решение указанной задачи достигается тем, что УЗО электроустановок в однофазной сети с глухозаземленной нейтралью, содержащее коммутационный аппарат с входом для подключения фазного (L) и нулевого рабочего (N) проводов питающей сети и выходом для подключения нагрузки, шунтированный варистором, мостовой выпрямитель с дополнительным диодным плечом мостового выпрямителя для подключения заземляющего провода (РЕ), причем фазный провод с выхода коммутационного аппарата (L1) подключен к мостовому выпрямителю через обмотку независимого расцепителя (HP) коммутационного аппарата, стабилизатор напряжения, включенный последовательно с ключом тиристорным в диагональ мостового выпрямителя, датчик дифференциального тока и усилитель в отличие от прототипа снабжено дополнительной схемой выделения сигнала перехода синусоидального напряжения питающей сети через ноль и стабилизатором напряжения, выполненном по компенсационной схеме на тиристоре.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлена схема УЗО с синхронизатором фазы отключения.

Осуществление изобретения

Патентуемое устройство содержит в качестве коммутационного аппарата выключатель автоматический 1 с нормально разомкнутыми контактами и обмоткой независимого расцепителя 2, мостовой выпрямитель 3 с диодным плечом 4 для подключения заземляющего проводника (РЕ), причем фазный проводник (L1) с выхода коммутационного аппарата соединен с мостом 3 через обмотку независимого расцепителя 2, варистор 5, включенный между выходными проводами (L1, N1) коммутационного аппарата, стабилизатор напряжения 6, выполненный по компенсационной схеме на тиристоре, работающем в режиме катодного повторителя напряжения опорного стабилитрона, включенного последовательно с ограничительным резистором в цепь управляющего электрода тиристора, ключ тиристорный 8, включенный последовательно со стабилизатором напряжения 6 в диагональ мостового выпрямителя без ограничительного резистора тока HP, схему выделения сигнала перехода синусоидального напряжения питающей сети через ноль 9, выполненную на транзисторе и включенную последовательно с опорным стабилитроном стабилизатора напряжения, датчик дифференциального тока 10 с усилителем 11.

Работа УЗО с синхронизатором фазы отключения осуществляется следующим образом.

После установки рукоятки выключателя 1 в положение ВКЛ напряжение сети подается в нагрузку и через обмотку HP 2 на мостовой выпрямитель 3, через стабилизатор напряжения 6, RC цепь 7, задающую уровень пульсаций, питает усилитель 11. При отсутствии утечки на землю ключ 8 закрыт и ток через обмотку независимого расцепителя 2 составляет порядка 1 мА, складывающийся из тока покоя усилителя 11 и тока стабилитрона стабилизатора 6, который, протекая через базовый переход, шунтированный резистором, транзистора схемы выделения сигнала перехода синусоидального напряжения сети через ноль 9, выделяет на его коллекторе разрешающий импульс, используемый для стробирования цепи управления ключа 8.

При появлении тока утечки на землю со стороны нагрузки дифференциальный сигнал с датчика дифференциального тока (трансформатора) 10 через усилитель 11, при наличии на стробирующем входе усилителя разрешающего уровня от схемы 9 выделения сигнала перехода синусоидального напряжения сети через ноль, включает ключ тиристорный 8 при достижении на его аноде уровня напряжения включения. Из-за короткого замыкания в нагрузке стабилизатора напряжения 6, вызванного открыванием ключа 8, тиристор стабилизатора напряжения 6 переходит в ключевой режим и полностью открывается, создавая совместно с открытым ключом 8 расцепляющий ток в диагонали моста 3. Значение расцепляющего тока определяется сопротивлением обмотки независимого расцепителя и напряжением питающей сети. В связи с тем, что начальная фаза расцепляющего тока синхронизирована схемой 9 с переходом синусоидального напряжения сети через ноль, время расцепления определяется только параметрами безинерционного независимого расцепителя и находится в пределах от 4 до 7 мс, т.е. процесс отключения происходит в пределах одной полуволны (10 мс) синусоидального напряжения питающей сети частотой 50 Гц без задержек, связанных с противодействием расцепляющему току эдс самоиндукции обмотки независимого расцепителя.

Таким образом, совместное использование схемы выделения сигнала перехода синусоидального напряжения сети через ноль 9 и стабилизатора напряжения, выполненного по компенсационной схеме на тиристоре 6, решает проблему прогнозируемой надежности УЗО при сохранении ранее достигнутых в прототипе высоких эксплуатационных характеристик.

Патентуемое УЗО «Ставропольского радиозавода «Сигнал» было испытано на соответствие требованиям государственных стандартов, распространяющихся на устройства защитного отключения, управляемые дифференциальным током.

Устройство защитного отключения электроустановок в однофазной сети с глухозаземленной нейтралью, содержащее коммутационный аппарат с входом для подключения фазного (L) и нулевого рабочего (N) проводов питающей сети и выходом для подключения нагрузки, мостовой выпрямитель с дополнительным диодным плечом для подключения заземляющего провода (РЕ), причем фазный провод с выхода коммутационного аппарата (L1) подключен к мостовому выпрямителю через обмотку независимого расцепителя (HP) коммутационного аппарата, варистор, включенный между фазным проводом (L1) и заземляющим проводом (РЕ), стабилизатор напряжения, выполненный по компенсационной схеме и включенный последовательно в цепь анода ключа тиристорного в диагонали мостового выпрямителя, датчик дифференциального тока и усилитель, выход которого подключен к управляющему электроду ключа тиристорного, интегрирующую (RC) цепь, включенную на выход стабилизатора напряжения, при этом выводы конденсатора RC-цепи подключены к цепи питания усилителя, отличающееся тем, что оно снабжено варистором, включенным к выходным проводам коммутационного аппарата, схемой компенсационного стабилизатора напряжения на тиристоре, работающем в режиме катодного повторителя напряжения опорного стабилитрона, включенного последовательно с ограничительным резистором в цепь управляющего электрода тиристора, ключом тиристорным, включенным последовательно с компенсационным стабилизатором напряжения в диагональ мостового выпрямителя без ограничительного резистора тока HP, схемой выделения сигнала перехода синусоидального напряжения питающей сети через ноль, выполненной на транзисторе и включенной последовательно с опорным стабилитроном компенсационного стабилизатора таким образом, что ток опорного стабилитрона, протекая через базовый переход транзистора, шунтированный резистором, выделяет на его коллекторе импульс перехода синусоиды сетевого напряжения через ноль, используемый для стробирования сигнала управления ключа тиристорного.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в электроустановках распределительных пунктов, в электрических щитках в сетях переменного тока с глухозаземленной и изолированной нейтралью, в том числе и в квартирных щитках, расположенных на лестничных клетках жилых домов.

Изобретение относится к защите электроустановок напряжением до 1000 В от аварийных режимов, которые могут вызвать электропоражения людей и сельскохозяйственных животных, а также пожары от коротких замыканий.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты электроустановок от повреждения и защиты человека от поражения электрическим током. .

Изобретение относится к системам сигнализации и в частности к устройству для обнаружения и сигнализации при приближении крана к линии электропередачи (ЛЭП). .

Изобретение относится к технике безопасности, в частности к устройствам защиты человека, находящегося в непосредственной близости от электроустановок под напряжением.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитным устройствам, и может быть использовано для защиты человека от поражения электрическим током в сети переменного тока.

Изобретение относится к средствам защиты человека, находящегося в непосредственной близости от токоведущих частей высокого напряжения промышленной частоты . .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электроподвижном составе переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электровозах

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике защиты людей от электропоражений в сетях переменного тока с любым видом нейтрали, т.е

Изобретение относится к электроустановочному устройству для эксплуатации электрической сети питания потребителей и для зависимого от необходимости управления уровнем безопасности в электрической сети питания потребителей, содержащему, по меньшей мере, один первый выключатель для отключения, по меньшей мере, одного первого потребителя и/или части сети от сети питания потребителей, по меньшей мере, один первый датчик для обнружения, по меньшей мере, одной индуцированной сетью или подвергаемой воздействию ею первой физической величины и, по меньшей мере, один первый блок срабатывания, который при превышении задаваемого первого предельного значения срабатывания отключает от сети питания потребителей в течение первого времени срабатывания первый выключатель и, таким образом, первого потребителя и/или часть сети, причем электроустановочное устройство содержит, по меньшей мере, один первый блок управления и контроля для задаваемого и автоматического согласования первого предельного значения срабатывания и/или первого времени срабатывания в зависимости от, по меньшей мере, одного параметра управления

Изобретение относится к электротехнике, а именно к защитно-отключающим устройствам, предназначенным для обеспечения безопасности людей при пробое изоляции или прикосновении человека к токоведущим частям электроустановок

Изобретение используется в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности и стабильности срабатывания. Устройство содержит антенну, выпрямитель, пороговый элемент с S-образной вольтамперной характеристикой и пьезоэлектрический преобразователь, причем антенна подключена к первому входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пороговый элемент подключен к первому и второму выводам выпрямителя со стороны выпрямленного тока. Дополнительно в устройство введен заземлитель, присоединенный ко второму входу выпрямителя со стороны переменного тока, а пьезоэлектрический звуковой преобразователь подключен к пороговому элементу параллельно. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике безопасности при работах в электроустановках выше 1 кВ. Технический результат заключается в повышении безопасности работ, выполняемых ремонтным персоналом, и в обеспечении постоянного контроля за расстояниями от ограждений до токоведущих частей. Способ организации и контроля за рабочим местом ремонтного персонала в электроустановках выше 1 кВ заключается в том, что исходная информация о величинах расстояний от ограждений до токоведущих частей контролируется рабочими. Информация о величинах расстояний от ограждений до токоведущих частей через устройства, измеряющие расстояния, такие как дальномеры, получающие питание от электрической сети, поступает в процессор, где сравниваются эти измеренные действительные величины расстояний от ограждений до токоведущих частей с допустимыми величинами расстояний от ограждений до токоведущих частей. После этого в результате сравнения действительного и допустимого значений расстояний формируются управляющие сигналы для средств сигнализации, установленных на ограждении и на пульте у диспетчера. В качестве устройств световой и звуковой сигнализации используются лампы, сирены, звонки. Оценивается нарушение допустимого расстояния, затем фиксируется, извещаются работники при помощи звуковой или световой сигнализации. Нарушение также фиксируется на пульте у диспетчера, являющегося работником оперативно-диспетчерской группы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретения относятся к медицине. Способ для электрического ограничения тока утечки осуществляют с помощью присоединенного к пациенту медицинского устройства. При этом вставляют аккумуляторную батарею в батарейный отсек. Аккумуляторная батарея электрически присоединена к выходу питания и клеммам присоединения аккумуляторной батареи батарейного отсека. Выход питания является одним из первого и второго выходов питания. Устанавливают электропроводящую цепь между одной из клемм присоединения аккумуляторной батареи и пациентом. Электропроводящая цепь является независимой от средств, по которым осуществляется передача информации от датчиков или электродов, установленных на пациенте, к электронным компонентам присоединенного к пациенту устройства или передача сигналов к указанным датчикам или электродам от электронных компонентов. Блокируют протекание тока между выходом питания и соответствующим входом питания до тех пор, пока входное напряжение не является предварительно выбранным рабочим входным напряжением. Первый набор и/или второй набор переключающих устройств содействуют блокированию протекания тока. Предварительно выбранное рабочее входное напряжение является напряжением, выводимым батарейным отсеком, когда он полностью заполнен аккумуляторными батареями. Присоединенное к пациенту медицинское устройство содержит батарейный отсек, электронные компоненты, систему для электрического ограничения тока утечки, содержащую первый и второй наборы переключающих устройств. Батарейный отсек для аккумуляторных батарей соединяет аккумуляторные батареи последовательно и включает в себя первый и второй выходы питания. Электронные компоненты включают в себя первый и второй входы питания. Переключающие устройства первого набора избирательно соединяют первый выход питания батарейного отсека с первым входом питания электронных компонентов на основании первой полярности входного напряжения из батарейного отсека. Переключающие устройства второго набора избирательно соединяют второй выход питания батарейного отсека со вторым входом питания электронных компонентов на основании второй полярности входного напряжения, при этом первая полярность противоположна второй полярности. Напряжение включения перехода затвор-исток первого и второго наборов является полным входным напряжением, соответствующим выходному напряжению батарейного отсека, когда он полностью заполнен аккумуляторными батареями. Первый и второй наборы не соединяют свои соответствующие входы со своими соответствующими выходами до тех пор, пока все батареи не установлены в батарейный отсек. Достигается ограничение тока утечки. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности защиты от дуговых разрядов. Система защиты для использования с множеством устройств защиты цепи, соединенных с распределительным устройством, содержит первый датчик для обнаружения тела, находящегося в пределах первой зоны, ассоциированной с пороговым расстоянием от распределительного устройства, второй датчик для обнаружения тела в пределах второй зоны, ассоциированной со вторым пороговым расстоянием от распределительного устройства; и котроллер, соединенный с первым и вторым датчиками. Контроллер выполнен с возможностью избирательного активирования множества устройств защиты цепи. Контроллер выполнен с возможностью выборочного активирования множества устройств защиты цепи и активирования первого устройства защиты цепи в ответ на обнаружение, посредством упомянутого первого датчика, тела в пределах первой зоны, а также активирования второго устройства защиты цепи в ответ на обнаружение, посредством упомянутого второго датчика, тела в пределах второй зоны. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к классу автоматических устройств защиты людей от поражения электрическим током и повышения пожаробезопасности жилых зданий

Наверх