Способ обеспечения искробезопасности цепей питания переменного тока

(9) 01) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин Автоматгормаш(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 288107, кл. Н 02 М 7/26, 1969.2. Авторское свидетельство СССР 9 473016, кл, Е 21 Р 5/00, 1972,(54)(57) СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ ЦЕПЕЙ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, основанный на определениипараметров искробезопасных цепей, срав нении этих параметров с эталонными 3(5) Е 21 Р 9/00) Н 02 Н 9/02 значениями и в случае превышения параметрами цепи эталонных значенийформировании сигнала на отключение источника питания, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения надежности в работе искробезопасных цепейпеременного тока с индуктивной нагрузкой, в качестве эталонного и контролируемого нараметров цепи используют сдвиг фаз между током и напряжением, при этом эталонный сдвиг фазмежду током и напряжением формируютравным сдвигу фаз в цепи номинального режима, определяют контролируемоезначение сдвига фаз тока и напряжения в цепи, сравнивают его с эталонным и в случае превышения контролируемым значением сдвига фаз эталонного значения формируют сигнал на отключение источника питания,Изобретение относится к электроснабжению угольной, химической и других отраслей промышленности, в которых возможно образование взрывчатых,пыле- и газовоздушных смесей, и можетбыть использовано при создании искробеэопасной аппаратуры управления, сигнализации и связи.,Известен способ обеспечения искробезопасности систем переменного то ока, заключающийся в ограничении тока,напряжения в цепи и перенапряжений,возникающих при коммутации 1),Недостатком этого способа является малая величина допустимой искробезопасной мощности, реализуемой в 15нагрузке вследствие того, что не обеспечивается ограничение энергии, поступающей в разряд от источников пи -тания; а также недостаточная эффективность искрозащитных шунтов нагрузки,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ обеспечения искробезопасности электрических цепей, источник питания которых снабжен быстродействующей защитой, включаемой по сигналуо начале разряда, и заключающийся вконтроле на выходе источника высокоЧастотного сигнала напряжения, характеризующего момент начала разряда,закорачивания источника питания приего появлении и ограничения перенапряжения на нагрузке2).Однако известный способ позволяетограничить энергию, поступающую вразряд, только в малоиндуктивных цепях, так как высокочастотный сигнал,возникающий при коммутации цепи распределяется пропорционально величинаминдуктивностей источника питания инагрузки4Величина этого сигнала мала и приопределенных соотношениях индуктивностей источника и нагрузки чувствительность искрозащиты становится недостаточной для включения элементаискрозащиты и ведет к снижению искробезопасной мощности в индуктивныхцепях,Цель изобретения - повышение надежности в работе искробезопасных це-,.пей переменного тока с инцуктивнойнагрузкой,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу обеспечения искробезопасности цепей питания переменного тока, основанному на определении параметров искробезопасных цепей, сравнении этих параметров сэталонными значениями и в случае превышения параметрами цепи эталонныхзначений формировании сигнала на отключение источника питания, в качезтве эталонного и контролируемого параметров цепи используют сдвиг Фазмежду током и напряжением, при этомэталонный сдвиг Фаз между током и 65 напряжением Формируют равным сдвигуфаэ в цепи номинального режима, опрецеляют контролируемое значение сдвига фаз тока и напояжения в цепи, сравнивают его с эталонным и в случае превышения контролируемым значениемсдвига фаз еталонного значения формируют сигнал на отключение источникапитания,На чертеже показано устройство,реализующее предлагаемый способ.Устройство содержит источник 1 пи -тания, узел 2 формирования сигнала наотключение источника питания, быстро -действующий ключ 3, отключающий ис -точник, согласующие нагрузочные трансФорматоры 4, к вторичньм обмоткам которых подключена нагрузка 5, транзисторы 6, включенные последовательно с источником 1, диоды 7 и 8, шун -тирующие соответственно эмиттер-коллекторные и база-эмиттерные переходытранзисторов б, резистор 9 и дроссель10, включенные в базовые цепи транзисторов. Постоянная времени цепи,соединяющей базы транзисторов б, выбирается равной постоянной временинагрузки в нормальном (номинальном)режиме, а сопротивление переменномутоку больше сопротивления нагрузкив том же режиме в число раз, не большее коэффициента усиления транзистораФормирование эталонного сдвига фаэмежду током и напряжением, равногосдвигу фаз в цепи номинального режи -ма, осуществляется с помощью резистора 9 и индуктивности 10, Контрольсдвига Фаэ между токами номинальнойи аварийной нагрузок осуществляетсяс помощью транзисторов 6, Формирование сигнала на отключение источникапитания при превышении текущего значения фазы эталонного значения и прикоммутации цепи осуществляется с помощью узла 2 формирования сигналана отключение, Отключение источника1 производится с помощью быстродействующего ключа 3,В номинальном оежиме работы в зависимости от полуволны синусоидального напряжения один из транзисторовб открыт, базовый и коллекторный токэтого транзистора совпадают по Фазеи нагрузка обтекается током по цепиисточник 1 энергии - открытый транзистор б - нагрузка 4 - один из диодов7, к аноду которого приложена положительная полуволна напряжения,При обрыве вторичных цепей согла".сующих трансформаторов (нагрузка 5)Фазы базовых и коллекторных токовтранзисторов 6 отключаются, что приводит к запиранию транзистора в тотмомент, когда в коллекторной цепи протекал ток, Эапирание транзистора,т,е, введение в цепь нагрузки добаночного сопротивления, приводит к из1096376 Составитель Т,ЩегольковаРедактор И,Ковальчук Техред М.Тепер Корректор Г .Огар Заказ 3764/23 Тираж 427 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППППатент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 менению напряжения на выходе источника энергии и формированию сигналана включение ключа 3, При коммутациицепей нагрузки изменение тока приводит к срабатыванию ключа 3 и запиранию открытого транзистора 6, что является дополнительным положительнымэффектом предлагаемого устройства,так как введение в цепь разряда дополнительного сопротивления обеспечивает более полную энергоиэоляциюразряда от источника 1. За базовый объект принята аппаратура управления и сигнализации типа ЛУС, По сравнению с этой аппаратурой предлагаемый способ защиты искробезопасных цепей позволяет обеспечить искробезопасность. распределенных трансформаторных нагрузок, повысить безопасность эксплуатации аппаратуры в потенциально взрывоопасной атмосфере, сократить количество аварийных режимов при испытаниях на искробеэопасность,