Способ защитного отключения и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5)М, Кл,зН 02 Н 3/16 Н 02 Н 5/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.Л. Штейнер и С,Н. Карелин Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны трудаи техники безопасности черной металлургии(54) СПОСОБ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ оловека О е, опи/ о 0Изобретениеотносится к области Защиты человека от действия,электрического тока, основанной на формировании отключающего сигнала по току в теле человека и может быть приме неко для устройства защитного отключения в различных электроустановках напряжением до 1000 В во всех отраслях народного хозяйства.Известны способ защиты че и устройства, его реализующи санные в 1, 2) .Прототипом предлагаемого способа;. и уетройства, являются способ защитного отключения, при котором контро лируют протекание тока в теле человека и по этому току формируют отключающий сигнал, который затем по каналу связи подают к выключателю приводимой в действие человеком электричес кой нагрузки, вызвавшей протекание тока в теде человека, и устройство для его осуществления 21 .Недостатком этого способа является отсутствие избирательности (селективности) отключения при работе человека на механизмах с несколькими электрическими нагрузками, которые он должен приводить в действие одновременно. 3 Как правило, на производстве челвек приводит в,действие не одну, аодновременно несколько электрическихнагрузок. Например, машинист мостового электрического крана приводит вдействие одновременно электроприводымеханизмов передвижения моста, тележки подъема и механизм включения электромагнитной плиты.Однако датчики тока, протекающегов теле человека, попавшего под напряжение, не могут указать, какой именинагрузкой вызвано протекание тока втеле, то есть не известно, в цепи какой из нагрузок человек попал под напряжение.Поэтому при протекании тока черезчеловека приходится отключать общийсетевой выключатель, осуществляющийпитание всех электрических нагрузок,приводимых в действие человеком,в том числе и той, которой вызванопротекание тока в теле человека (например, выключатель электроснабжениявсего крана),Однако в ряде случаев не допускается внезапное отключение всех нагрузок, которые человек приводит вдействие, так как это может привести к еще более тяжелым последст65 виям. Например; снятие напряжения сэлектромагнитной плиты крайачреватоопаскостнаьпю"падейкинят груза и Кри 1 ическими последствиями,снятие -напряже-"ния с механизма опрокидывания ковша,с расплавленным металлом может привести к зыбросу жидкого металла нарабочую плошадкууе снятие напряжения с вспомогательных электроприводов црокатного стана во время прокатки - к аварии с большим ущербом.С этих и многих других нагрузокнапряжение может быть снято исклю-чительно втех случаях, когда онияваЛкяюатсй- источником тяжелого пора-же"сия человека, но их нельзя отклю-чать; если источником поражения яв - ляется другая нагрузка, котсрой од новременно управляет человекЦелью предлагаемого технического решения является обеспечение избирательности (селективности) защит-ного отключения, когда из всех нагру" " зок, одновременно приводимых в действие человеком, требуется Ьтключить.только ту, которой вызвано протеканиетока через человека.Эта цель достигается тем, что визвестном способе защитного отключения,основанном на измерении величины тока; протекающего через человека, сравнении его с эталонной величиной и формировании отключающего сиг-нала при превышении измеренной величины над эталонной; дополнительно измеряют сигнал нулевой последовательности в цепи питания каждой нагрузки и Формируют отключающий сигнална выключатель только той нагрузки,э цепи питания которой зафиксировансигнал нулевой последовательностни.Отключающий сигнал попадает к выключателю любой из нагрузок, приводимых вб действие человеком, и вызывает его отключенйепри слеДующихусловиях:1. Через тело человека протекаетток.К2. В цепи соответствукщей нагрузки выявилась несимметрия фазных токовили напряжений (ток или напряжениенулевой .последовательности) .Иэвестйо что источником возникновения или изменения степени несимметрии Фазных токов или напряженийМогут служить: прикосновение человека к Фазе, изменение сопротивленияИзоляции сети и ряд рругих обстоя. тельств.и ноэтону.по дебаданпу банных токов-или напряжений еще -нельзя однозначно утверждатьо попадании человекапбд напряжение.Напротив, попадание чеЛовека поднапряжение в какой-то цепи всегдасопровождается дебалансом фазныхтоков или напряжений в этой цепи.Последнее обстоятельство позволяет утверждать, что если человек попал под напряжение (1-ое условие),то в цепи нагрузки, вызвавшей протекание тока, в человека следует ожидатьнесимметрию Фазных токов или напряжений (2-ое условие).5 При этом инФормация от датчиковнесимметрии Фазных токов или напряжений о попадании человека под напряжение в цепи той или иной нагрузкистановится достоверной только приодновременном получении сигнала с датчикатока "в теле человека.Для реализации предложенного способа предлагается устройство, содержащее датчики тока на теле человекаи выключатели электрических нагрузок, а также дополнительно введенныедатчики сигнала нулевой последователь"ности в цепяхпитания электрическихнагрузок и логические элементы И почислу электрическнх нагрузок, причем20 выходы указанных датчиков тока подключены к первым входам соответствующих логических элементов И, вторыевходы которых подключены к датчикамсигналов нулевой последовательности,25 а выходы логических элементов И соединены с выключателями электрическихнагрузок.Таким образом, логические элементы И играют роль замков каналов переЗО дачи отключакщего сигнала.Сущность предполагаемого изобретения поясняется на Фигуре, где:1 - человек, приводящий в действиеэлектрические нагрузки;2,3,4 - электрические нагрузки,приводимые в действие человеком,5 - датчики" тока в теле человека,б в , общесетевой выключатель,7,8 у 9 - выключатели электрическихнагрузок,4 О 10,11,12 - каналы передачи отключающего сигнала,13,14, 15 - логические элементы И(замок канала передачи),1 б,17,18 - датчики несимметрии45 Фазных токов или напряжений в ответвлениях к нагрузкам (датчики тока илинапряжения нулевой последовательности).Предположим, что человек попал под5 О напряжение в цепи нагрузки 4.Сигналы от датчиков тока в телечеловека 5 через каналы передач 10,11, 12 будут поданы на входы логических элементов 13,14,15.В результате прикосновения человека к фазе нагрузки 4 в цепи этойнагрузки возникнет несимметрия фазных токов и напряжений. Сигнал сдатчика несимметрии Фазных токов илинапряжений .18 бУдет подай на второййн 0 вход логического элемента И 15. Следует заметить, что прикосновение человека к фазе нагрузки 4 не вызывает несимметрии фазных токов и напряжений в цепях других нагрузок767888 формула изобретенияф 201. Способ защитного отключения, основанный на измерении величины тока, протекающего через тело человека, сравнении его с эталонной величиной и формировании отключающего 5 сигнала в случае превышения измеренной величины над эталонной, о т л и- . ч а ю щ и.й е я тем, что, с целью обеспечения избирательности отключения при работе с несколькими элект- у рическими нагрузками, одновременно приводиьыми в действие человеком,Составитель Л. Васьковаактор Д.Мепуришвили Техред Н. Граб КорректорсМ.Демчи Заказ 7214/49 Тираж 783ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Раушс Подписноетета, СССРткрытийкая наб., д. 4 и,пйал ППП фПатентф, г. Ужгоро я Проек 2 и 3, поэтому на выходе датчиков 16 и 17 сигнал не поступает,Поскольку из всех логических эле" ментов И два входных сигнала поступили только на элемент 15, то только на его выходе появится отключающий сигнал, который и подается на выключатель 9 нагрузки 4.Таким образом, сигнал с датчика 18 открыл канал для передачи отключающего сигнала только к выключателю 9 нагрузки 4, вызвавшей протекание тока в человеке, что обеспечило требование по избирательности отключения нагрузки.Устройство может быть выполнено при любом. числе нагрузок, которые приводятся в действие человеком. дополнительно измеряют сигнал нулевой последовательности в цепи пита. ния каждой электрической нагрузкии формируют отключающий сигнал навыключатель .только той электрической нагрузки, в цепи питания которой зафиксирован сигнал нулевой последовательности.2. Устройство для осуществленияспособа по п.1, содержащее датчикитока на теле человека и выключатели электрических нагрузок, приводимых в действие человеком, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в него дополнительно введены датчики сигналанулевой последовательности в цепяхпитания электрических нагрузоки логические элементы И по числуэлектрическихнагрузок, причем выходы указанных датчиков тока подключены к первым входам соответствующих логических элементов И, вторыевходы которых подключены к соответствующим упомянутым датчикам сигналов нулевой последовательности, а выходы логических элементов И соединены с соответствующими выключателямиэлектрических нагрузок.Источники информации,принятые во внимание при эксйертизе1. Патент США Р 3706008,кл. Н 02 Н 3/16, 19712. Патент США Р 3784842,кл. Н 02 Н 3/16, 1972 (прототип).