Устройство для защиты элемента электрооборудования от перегрева

 

-i f0 .д

Н И Е »69о586

ИЗОБРЕТЕНИЯ

8kTEj;...

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.07.77 (2l ) 2505687/24-07 (51) М. Кд. с присоединением заявки ЭЙ

Н 02 Н 5/04

Государственный неинтет

СИР ва делам нзюеретеннй н еткритнй (23) Приоритет

Опубликовано 05.10.79. Бюллетень р637

Дата опубликования описания 10 10.79 (53) УД1(621.316 .925 (088.8) В. E. Чернохлебов, И. B. Скогорев, H. И. Барабаш и В. Л. Мелехов (72) Авторы

----изобретения (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕМЕНТА

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ОТ ПЕРЕГРЕВА

Изобретение относится к электротех,птке и предназначено для защиты от перегрева элементов электрооборудования, Известны устройства для защиты от перегрева, действие которых основано на прямой зависимости выделения тепла в элементе от квадрата протекающего по нему тока. Такие устройства содержат датчик тоха, выход которого подключенк исполнительному органу с зависимой от тока выдержкой времени 11 . .t0

Однако устройства для защиты элементов от перегрева, контролирующие величи1 ну тока имеют тот недостаток, что реализация устройства с удовлетворительным согласованием его времятоковых характет5 ,I ристик с характеристиками тепловой мо- . дели защищаемого элемента в диапазоне рабочих тохов от номинального до пятисемикратного. от номинального приводит и значительному усложнению схемы защи2О ты.

Известно также устройство для защиты элементов электрооборудования от пе

2 регрева, действие которого основано на моделировании теплового состояния защищаемого элемента, содержащее датчик тока, выход которого подключен к входу органа с зависимой выдержкой времени, состоящего из соединенных последовательно фунхционального преобразователя и накопительного конденсатора, х которому подключен вход исполнительного элемента.

Сигнал с выхода исполнительного элемента воздействует на отключение защищаемого элемента электрооборудования !.2!.

Недостатком известного устройства является то,.что при наличии у защищаемого элемента системы принудительного воздушного охлаждения, изменение его интенсивности учитывается соответствую-. щим изменением времятойовых характеристик устройства, а это может приводить, в некоторых случаях, к недопустимому перегреву защищаемого элемента.

Белью изобретения является увеличение быстродействия защиты в случае снижения интенсивности принудительного воз690586

3 душного охлаждения защищаемого элемента.

Для этого устройство для защиты

1 элемента электрооборудования от перегрева,— содержащее датчик тоха, выход которого подключен на вход органа с зависимой от тока выдержкой времени, состоящего иэ функционального преобразователя, накопительного конденсатора и исполйительного элемента, дополнительно снаб- 10 жено делителем напряжения, подключенным " йа цйиы источниха оперативного питания устройства, состоящим из резистора и термистора с независимым подогревом, который помещен в поток выходящего из охлаждаемого электрооборудования воздуха и диодом, через который выход делителя соединен с накопительным конден,сатором.

На чертеже представлено предлагае20 мое устройство.

Устройство содержит датчик 1 тока, выход которого подключен на вход органа 2 с зависимой выдержкой времени, 25 состоящего из последовательно соединенных функционального преобразователя 3 и накопительного конденсатора 4, к кото:рому подключены: во-первых, вход испол"" -.нительного элемента, состоящего иэ нуль30 органа 5, опорного стабилитрона 6 и ограничительного резистора 7, во-вторых, через диод 8 делитель напряжения, подключенный к шинам питания устройства защиты, состоящий из термистора 9 с нагревателем 10 и резистора 11„а, 35 в-третьих, резистор 12, который обеспечивает разряд конденсатора во время паузы. с постоянной времени, равной постоянной времени охлаждения защищаемого

40 элемента 13 электрооборудования, хоторый охлаждается с помощью вентилятора

14, помещенного в воздуховод 15, Источник 16 оперативного питания устройства присоединен к шинам питания, а вы45 ходом устройства является выход нульоргана 5.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания в точке Б устанав ливается напряжение, соответствующее напряжению на опорном стабилитроне 6.

При отсутствии тока в силовой цепи через датчик тока 1 или при малой его величине (например, на холостом ходу) подзаряд конденсатора 4 возможен только от падения напряжения на термисторе 9.

Если вентиляторы 14 не запущены, то температура нагревателя 10 достигает

4 величины, при которой падение напряжения на термисторе 9, а следовательно, и на конденсаторе 4 превышает напряжение на стабилитроне 6, Нуль-орган 5 опрокидывается и подает сигнал, воздействие которого делает невозможным пуск элелента 13 электрооборудования без запуска вентилятора 14. Если же вентилятор запущен и оборудование охлаждается с нормальной интенсивностью, то тепловой режим нагревателя 10 устанавливается таким, что напряжение в точке А устанавливается зэйачительно ниже порога сра6аь тывания. При появлении тока в защищаемом оборудовании заряд конденсатора 4 идет одновременно от двух источников: с термистора 9 и датчика тока 1 через функциональный преобразователь 3. При кратностях тока перегрузки до двойной от номинального напряжение на конденсаторе 4 определяется только падением напряжения на термисторе 9, так как конденсатор 4 не успевает зарядиться через функциональный преобразователь до напряжения в точке Б из-за влияния токов утечки. В этом режиме время нагрева объекта до предельно-допустимой температуры очень велико и постоянной времени нагрева системы термистор-нагреватель можно пренебречь и, кроме того, считать, что температура выходящего иэ оборудования воздуха пропорциональна температуре нагревающихся частей элементов электрооборудования. При увеличении перегрузок, выше двойной от номинального, уже нельзя пренебрегать инерционностью термистора и нагревателя и считать, что температура охлаждающего вбэдуха йропорциональна температуре нагревающихся частей.

В этом режиме заряд конденсатора 4 от датчика происходит интенсивнее, чем от термистора 9, диод 8 запирается.

При дальнейшем возрастании кратностей тока перегрузок время срабатывания защиты определяется только величиной тока в защищаемой цепи.

При снижении по каким-либо причинам расхода охлаждающего воздуха происходит дополнительный подогрев термистора 9 нагревателем 10. В зависимости от величины снижения расхода воздуха возможно отключение электрооборудования как при перегрузках, так и нагрузках, ниже номинальных.

Таким образом, благодари подключению к времязадающему конденсатору 4 через диод 8 средней точки делителя на690586

ИПИ Заказ 5978/51 раж 857 Подписное

san ППП Патент", город, ул, Проектная,4 пряжения, состоящего из термистора 9 с нагревателем 10, помещенных в поток выходящего из защищаемого электрооборудования воздуха, и резистора 11 достигнут следующий положительный эффект:

- обеспечена защита элемента электрооборудования при снижении интенсивности принудительного воздействия охлаждения;

- обеспечена надежная защита элемента электрооборудования во всем диапазоне перегрузок от номинального тока до пяти-семикратной от номинального.

Конкретные примеры схемы устройства для защиты элементов электрооборудования от перегрева могут быть разработаны на основе описания и чертежа изобретения, а варианты применения известных устройств в качестве датчика тока, функционального преобразователя и нуль-органа зависят от параметров защищаемых элементов 2о системы их охлаждения, условий работы и пр. Использование изобретения позволит ,умеиьши гь ущерб от повреждения элемен:тов электрооборудования.

1

1Фо рмула изо брет ения

Устройство для зашиты элемента зо

;электрооборудования от перегрева, содержацее датчик тока; вход которого подключен последовательно в цепь защищаемого элемента, выход датчика через функциональный преобразователь подключен к накопительному конденсатору органа с зависимой от тока выдержкой времени и источник оперативного питания, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия защиты в случае снижения интенсивности принудительного воздушного охлаждения, оно дополнительно снабжено диодом и делителем напряжения, образованного ре,зистором и термистором косвенного подогрева, причем термистор помещен на выходе воздуховода, предназначенного для охлаждения защищаемого элемента, выход делителя напряжения через вновь введенный диод соединен с накопительным конденсатором, а подогреватель термистора и указанный делитель напряжения подключены к источнику оперативного питания устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 248044, кл. Н 02 Н 7/06, опублик. в БИ М 23, 1969.

2. Филатов Н. М., Коржов Н. В.

Аналоговая защита электродвигателей от перегрева, журнал Злектротехняка

N 12, 1970.