Устройство для защитного отключения в сети с глухозаземленной нейтралью до 1000 в

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОС Т СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1, АвЯф 743102,2. АвтоВ 609160; АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ 78/24-07(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЦИТНОГООТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТИ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙНЕЙТРАЛВЮ ДО 1000 В, содержащеетрансформатор тока утечки, фильтрверхних частот, транзисторный усилитель переменного тока, катушку ком.мутационного аппарата, выпрямительный мост, в цепь постоянного токакоторого включен пороговый элемент,и источник постоянного тока, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности и уменьшения потребляемой мощности, в негодополнительно введены цепь термостабилиэации транзисторного усилителя переменного тока и релейныйэлемент, причем фильтр верхних частот подключен на выход упомянутоготранзисторного усилителя, ко входукоторого подсоединен трансформатор ЯО.11 2 22 А тока утечки, а релейный элементвключен между выходом Фильтра верх.них частот и входом пороговогоэлемента, при этом вход выпрямительного моста. подсоединен на фазноенапряжение электрической сети черезкатушку коммутационного аппарата,а источник постоянного тока включенмежду плюсом и минусом выпрямительного моста последовательно с упомянутым пороговым элементом.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что цепь термостабилизации транзисторного усилителя переменного тока содержиттранзистор, подключенный эмиттеромк общему проводу, коллектором и базой - к первым резистору,и конденсатору, второй вывод первого резистора подключен к плюсу источникапитания, второй вывод первого конденсатора - к одному проводу вторичной обмотки трансформатора токаутечки, второму и третьему резисторам, вторыми выводами подключеннымисоответственно к коллектору упомянутого усилителя и второму проводувторичной обмотки трансформатора тока утечки.3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестверелейного элемента использован транзисторный аналог динистора, выходкоторого соединен со входом порогового элемента, 1132322Изобретение относится к электро, технике, а точнее к аппаратуре защиты, и может быть использовано дляобеспечения безопасности эксплуатации различных электроприборов, в том 5числе бытовых, и электроинструментов.Известны устройства для защитногоотключения, содержащие трансформатортока утечки с включенным на его 10.выходе транзисторным усилителем свключ,енной на его выходе катушкойуправления коммутационным аппаратом 1.11.Усилители таких устройств имеют 15широкополосную характеристику, чтоявляется одной иэ основных причиннеустойчивости их работы из-за высокой чувствительности к высшим гармоникам коммутационных перенапряжений, Кроме того, такие устройствапотребляют значительную мощность отсети (8-15 ВА), требуя примененияспециальных стабилизированных источников питания. 25Известно также устройство, содержащее трансформатор тока утечки,к вторичной обмотке которого подключен конденсатор, трехкаскадныйтранзисторный усилитель, в выходную 50цепь которого включена обмотка рас-цепителя, варистор и динистор,причем варистор подключен междувходом трехкаскадного транзисторного усилителя и конденсатором, соединенными параллельно к вторичнойобмотке трансформатора тока утечки,а динистор соединен последовательно с обмоткой расцепителя, подключенной параллельно коллекторно-эмиттерному переходу. выходного транзистора упомянутого трехкаскадноготранзисторного усилителя 23.Недостатком устройства являетсянеобходимость подбора параметров 45резонансного ЬС-контура, образованного вторичной обмоткой трансформатора тока утечки и конденсатором..Максимальное значение добротностиконтура ( 6 и она сильно зависитот значения тока утечки. Увеличениетока приводит к расширению полосыпропускания контура и снижению Я,Устройство имеет большое время срабатывания, которое определяется запасом энергии в конденсаторе фильтраисточника питания, Работа динисторав режиме "отпускания" обмотки расцепителя не эффективна, так как по этому режиму время закрытия динистора не регламентировано техусловиями. Для питания устройства от сети используется специальный выпрямитель с емкостным делителем напряжения,Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение потребляемой мощности.Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее трансформатор тока утечки, фильтр верхних частот, транзисторный усилитель переменного тока, катушку коммутационного аппарата, выпрямительный мост, в цепь постоянного тока которого включен пороговый элемент, и источник постоянного тока, дополнительно введены цепь термостабилизации транзисторного усилителя переменного тока и релейный элемент, причем фильтр верхних частот подключен на выход упомянутого транзисторного усилителя, ко входу которого подсоединен трансформатор утечки, а релейный элемент включен между выходом Фильтра верхних частот и входом порогового элемента, при этом вход выпрямительного моста подсоединен на фазное напряжение электрической сети через катушку коммутационного аппарата, а источник постоянного тока включен между плюсоми минусом выпрямительного моста последовательно с упомянутым пороговым элементом.Цепь термостабилизации транзисторного усилителя переменного тока содержит транзистор, подключенный эмит" тером к общему проводу, коллектором и базой - к первым резистору и конденсатору, второй вывод первого резистора подключен к плюсу источника питания, второй вывод первого конденсатора - к одному проводу вторичной обмотки трансформатора тока утечки, второму и третьему резисторам, вторыми выводами подключенным соответственно к коллектору упомянутого усилителя и второму проводу вторичной обмотки трансформатора тока утечки.В качестве релейного элемента использован транзисторный аналог динистора, выход которого соединен со входом порогового элемента,На чертеже представлена электрическая схема устройства для защитного отключения.Устройство содержит усилитель переменного тока 1, фильтр верхних 5 частот 2, релейный элемент 3, пороговый элемент 4, источник питания 5, катушку коммутационного аппарата 6, трансформатор тока утечки 7., На входе усйлителя переменного 1 О тока включена цепь, содержащая транзистор 8, включенный диодом (коллектор соединен с базой), резистор 9, конденсатор 10, резистор 11. Цепь осуществляет стабилизацию рабочей точки транзистора 12, выбираемой резистором 13. При этом, резистор 11 осуществляет отрицательную обратную связь.на базу транзистора о поотоянному току. 20При повышении температуры окружающей среды сопротивление перехода коллектор-эмиттер транзистора 12 уменьшается, потенциал коллектора снижается, положительное смещение 25 на базу через резистор 11 уменьшается (плюсовая обкладка конденсатора 10). Одновременно снижается потенциал коллектора-базы транзистора 8, установленный резистором 9. Таким Зо образом, на обкладках. конденсатора 10 поддерживается соотношение потенциалов, компенсирующее изменение тангенса угла диэлектрических потерь в нем. Действием описанных цепей35 поддерживается на заданном уровне рабочая точка транзистора 12.В коллекторную цепь транзистора 12 через диод включена интегрирующая цепь в виде резистора 14 и кон денсатора 15 и разрядный резистор 16, через который осуществляется связь усилителя переменного тока с каскадом, выполненным в виде высоко- чувствительного релейного элемента аналога динистора иа транзисторах.17, 18. К выходу релейиогсо элемента 3 подключен пороговый элемент 4, содержащий дннистор 19, подключен" иый к управляющему электроду тринистора 20, включенного анодом и катодом в диагональ выпрямительного моста 21. Стабилизацию напряжения питания осуществляет стабилитрон 22. Катушка управления коммутационного аппарата 6 включена в электрическую сеть последоветельио с вепримительимм мытом 21. Устройство работает следующим образом.После нажатия на кнопку 23 и замыкании ее замыкающих контактов напряжение электрической сети через катушку 6 прикладывается к мосту 21. Анодное напряжение тринистора 20 через резистор 24 прикладывается к аноду динистора 19, ибо транзисторы 17, 18 закрыты и не,оказывают шунтирующего действия на цепь управления тринистором. По достижении ,напряжением на аноде динис 1 ора 19 значения порога срабатывания последний пробивается, подавая запускающий импульс положительной полярности на тринистор 20, который переходит в проводящее состояние и шунтирует цепь выпрямленного тока моста 21Происходит срабатывание коммутационного аппарата 6, который блокирует цепь кнопки 23 и подключает к сети защищаемую электроустановку. Усилитель получает питания за счет паде. - ния напряжения на стабилитроне 22. Транзистор 12 за счет действия обратной связи через резистор 1 1 открывается, блокируя через диод 13 цепь заряда конденсатора 5 и цепь запуска аналога динистора 17, 18.При появлении в зоне защиты устройства утечки тока на землю во вторичной обмотке трансформатора 7 трансформируется напряжение, нрикладываемое к базе, транзистора 12. Ес,. ли это напряжение достигает или превышает напряжение смещения базы, установленное резистором 13 (уставка срабатывания усилителя), транзис-. тор 12 запирается его отрицательной полуволной, вследствие чего ослабится его шунтирующее действие на интегрирующую цепь 14, 15." Напряжение на конденсаторе 15 достигает уровня, при котором, происходит открытие транзистора 18 аналога динистора, который снимает управляющие импульсы с анода динистора 19, зашунтировав резистор 24. Тринистор 20 закрывается, вызвав отключение коммутационного аппарата 6. Защиту схемы усилителя от импуль сов напряжения отрицательной полу- волнЫ большой амплитуды осуществляется диод 25, Параметры интегрирующей цепи 14, 15 выбраны из условия максимального ослабления на входе1132322 НаьРузка Составитель О.ЛисицинРедактор А,Долинич Техред О,Неце Корректор И,Максимишинец Заказ 9801/4 Подписнота СССРтнйнаб., д. 4/ но го коми нии и от 5, Раушс илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Нроектна аналога динистора гармоник помехи частотной свыше 120 Гц.Устройство предназначено для :обеспечения безопасности эксплуатации одиофазных электропотребителей (электроинструмент, переносные светильники и т.д.) и может быть использовано в быту в качестве переносТираж 613 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Жного защитного и коммутационного аппарата.По электрозащитной эффективности устройство может быть приварено к разделительному трансформатору мощностью около 5 кВт (с учетом возможной кратности пусковых токов защищаемой электроустановки).