Способ защиты от токов утечки

,5 О 5/12 1)5 Н 02 РЕТЕНИ А тротехнический ин рахи ьство СССР/12 1983В.ИНагорный В.Н, токов утечки. Прона 1982 г., 1 ч. 1, с,53 ОКОВ УТЕЧКИ технике защиэлектрическим овано при террубоправодов. предотвращег нологического(54) СПОСОБ ЗА (57) Изобретение ты человека от током и может б мообработке сва Целью изобретен ние ложных огкл ЩИТЫ ОТТотносится коражения1 ть использрных швов тия являетсяючений тех м= -- Ггид- си --и гпту Си овах сит в том, что при ью влажной иэо ого значения в м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГ 10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетелР 1141500, кл. Н 02 Н 5Бойко 1 А.Н, ТретьякУстройство защиты отмышленная энергетика- 55 Изобретение относится к технике защиты человека от поражения электрическим током и может быть использовано при терообработке сварных швов трубопроводов,Целью изобретения является предотвращение отключений электротермической установки в начальный период термообработки иэделия.Способ основан на измерении проводимости изоляции электроустановки от земли и ее отключении при возрастании проводимости изоляции выше предельно допустимого по условиям электробезопасности значенияСост превышении проводимост ляции предельнодопустим омент включения оборудования в начальный период термообрабатки в процессе высыхания изоляционного материала, Способ основан на измеренли проводимости изоляции электратермаустанавки относительно земли и ее отключении ат источника питания при возрастании проводимостл изоляции выше предельно допустимого по условию электробезапасности значения. Состоит в том, что при превышении проводимости влажнол в начале электротермоабрабо гки изоляции предельна допустимого значения в момент включения электротермоустановки она может отключэться только через время, достаточное для высыхания изоляции,.в течениее которого осуцествляется и редупредительная сигнализация сигнализатаром. При восстановлении проводимости изоля-, ции в процессе ее высыхания за укаэанное время технологический процесс не прерывается. 1 ил. электратермоустановки она может отключаться только чере-.- время, достаточное,для высыхания изоляции и восстановления ее изолирующих свойств, но не больше максимально возможного времени высыхания причем в течение времени высыхания осуществляется предупредительная сигнализация. Указанное время определяется по выражениюавва где 0 - эмпирический коэффициент, поэкспериментальным данным и = 2800 Кл;Игп 1 л - МИНИМаЛЬНЫй таК, ПОтРЕбЛЯЕМЫйэлектротермоустанавкой;(амид - максимальна 0 допустимая по усл э.вию электробезопасности проводимость,ИЗОЛЯЦИИ;Сиоп ах - максимальная возможная проВОДИМОСТЬ ИЗОЛЯЦИИ В МОМОНТ ВКЛЮЧЕНИЯэлектра герллоустанавки,Г 1 ри восстановлении проводимости изоляции в процессе ее высыхания за меньшеВремя 18 хналагический процесс не прерыВается.Способ реализуется, например, устройством, функциональная с.ема которого приведена на чертех 8. Устройство состоит изблока его питания 1, источника опорных напряжений 2, фильтра низких часто.г 3, измерительного резистора 4, пороговогоэлемента - кампаратора 5, элемента выборарежима работы б, таймера,", элемента установки 8, преобразоватеггя 9 напряжения питания электротермоустановки, элеллентасигнализации 10 и исполнительного органа.11. На чертеже показаны также индуктор 12элактротермоустановки, источник 13 его питания 13 и контакты 14 его выключателя(Выключатель входит в условное обозначение исполнительного органа 11).Блок питания 1, подключенный к промышленнол сети (не показано), соединен систочни ом опорных напряжений 2 и элементом установки 8 и обеспечивает пита. НИЕ ПОСТОЯННЫМ ГОКОМ ОСТВЛ НЫХ активных элементов устосйгтва, Выполняемых на интегральных микросхемах, Первый (измерител;ный) вы;од источника опорных напряжений 2 подключен через фильто низких частот 3 к Цепи из посл 8 ДО- вательно соединенных измерительного резистора 4, индуктора 12 и сопротивления изоляции между инруктором и заземленным термообрабатываемым изделием, Р:;рой выход источника опорных напряжений 2 подключен к первому входу порогового элемента (кампара гора) 5, второй вход которого присоединен к резистору 4. Выход, порогового элемента 5 соединен с первыми входами элемента выбора режимов рабспь 1 б, таймера 7 и элемента сигнализации 10,Вторые входы схемы выбора режимов работы 6 и элемента сигнализации 10 соединены с зыходами таймера 7. второй вход которого соединен с выходом элемента выбора режи- мОВ рэботы б, а третиЙ вход падключ 8 н к выходу преобразователя 9 напряжения, Входные выводы которого присоединены к индуктору 12, Выход элемента выбора режимов работы 6 соединен также с входом исполнительного органа 1 1, а его установочный вход подкл очен к элементу 8, к которому подключены Такхе установочные ВхОды таймера 7, Выходные кон 1 акгы 14 исполни 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тЕЛЬНОГООРГВНа ВКЛЮЧЕНЫ МЕжг;У ВЫВОДаМИ индуктора и полгосами источника 13 питания индуктора,Устройство следующим образом реализует предлагаемый способ, например, при индукционной термообработке сварных швов трубопроводов. Г 1 осле включения злектротермоустановки (при испол ьзавании ь качестве источника питания индуктора электромашинного преобразователя включение устройства осуществляют одновременно иги после вклочения асинхронного электродвигателя преобразователя) на выходах блока питания " появляются напряжения, Напряжение появляется и на входе элемента установки 8, который формирует импульсы началь.оЙ установки, переводящие таймер 7 и эле;ент выбора режимов работы в исходное состояние, На выходе элемента выбора режимов рабаты б, подключенном к исполнительному органу 11, ПОЯВЛЯЕТСЯ СИГНВЛ, ВКЛЮЧЗОЩИИ ЦЕПЬ УП- равления исполнительного органа, который контактами 14 подключает индуктор 12 к источнику 13 его питания.С появлением высокочастотного напря. жения на индукторе 12 преобразователь 9 напряжения формирует постоянное напряжение, уровень которого соответствует логической единице, поступающес на соответствующий вход таймера 7.Измерительный ток устройства, пропорциональный проводимости изог 1 яц 1 ли между индуктором 12 и заземленным изделием, создается источником опаоных напряжений 2 и проходит по цепи: Вывод источника опорных напряжений 2 - индуктор 12 - проводимость изоляции между индуктором и заземленным изделием земля-измерительный резистор 4 - фильтр низких частот 3. Фильтр низких частот препятствует поохождению в измерительной цепи токов высокочастотных помех и тока с частотой источника питания индуктора. На измерительном оезисторе 4 создается падение напряжения (постоянного), пропорциональное проводимости изоляции между индуктором и землей, Это напряжение поступает на второй (изллерительный) вход порогового элемента 5, на первьнл ,опорный) вход которого от источника опорных напряжений 2 поступает напряжение, соответствующее предегьна допустимой проводимости изоляции между индуктором и изделием,Есги в момент включения устройства проводимость изоляции меньше предельно допустимой. то напряжение на Выходе порогового элемена 5 савно нулю и элемент сигнализации 10, таймер 7 и эл-,мент выбс -ра режимов рабаты 6 своего исходного состояния не изменяют; на выходе элемента 6имеется напряжение и исполнительный орган 11 остается включенным - контакты 14замкнуты. 5Если в процессе термообработки проводимость, золяции между индуктооом иизделием по каким-либо причинам (прикосновение человека, пробой изоляции и другие) превысит предельно допустимое 10значение, пороговый элемент 5 сработает ина его выходе появится напряжение. Скачокнапряжения вызывает срабатывание элемента выбора режимов работы 6, и на еговыходе напряжение пропадает, что приводит к размыканию исполнительным органом 11 контактов 14 выключателя источника13 питания индуктора 12. При этом световойиндикатор элемента сигнализации 10 начинает непрерывно светиться, сигнализируя 20об аварийном отключении электроустановки,Если в момент включения устройствапроводимость изоляции больше предельно, допустимого значения, то на выходе компаратора 5 имеется единичное напряжение,которое запускает таймер 7, Он представля. ет собой делитель частоты счетных импульсов, формируемых исполнительныморганом 11 из выпрямленного напряжения 30промышленной частоты и следую.цих с частотой;00 Гц,При коэффициенте деления частоты 128на первом выходе таймера импульса следуют с частотой 0,78 Гц, с которой и ми(ает 35световой индикатор элемента сигнализации10, предупреждая о том, чта в этом режимеработы устройство не производит автоматического обнаружения прикосновения человека к индуктору и зона термообработки на 40это время требует особого набл(одения. Если через время, равное топах = 2,73 мин после включения электроустановки (расчет поприведенной вы(ве формуле показал, чтодля О = 2800 Кл, (ип;(о = 40 А, Оид = 0,04 гл См, 45Оковах = 100 (пСм значение твеах составляет2,32 мин), проводимость изоляции не снизится до допускаемого значения, то таймер7.срабатывает и через элемент выбора режимов работы 6 обусловливает действие исполиительнога органа 11 иа размыканиеконтактов 14 выключателя источника 13 г(итания индуктара 12, переключение светового индикатора элемента сигнализации 10на непрерывное сечение. ь 5Если проводимость изоляции вниэитсядо допустимых значений за время, меньшее тБпх = 2,73 мин, то после перехода компаратора 5 в нулевое состояние (в момент равен-ства проводимости изоляции междуиндуктором и изделием предельно допустимому значению) таймер 7 останавливается,световой индуктор элемента сигнализации10 гаснет,Если спустя какое-то время в процессетермообработки проводимость изоляциимежду индуктором и изделием вновь поднимается до недопустимого значения и на выходе порогового элемента вновь появляетсянапряжение, то индуктор 12 отключится отисточника 13 его питания и индикатор элемента сигнализации 10 снова засветится,Положительный эффект от использования предлагаемого способа состоит в обеспечении работоспособности ибезопасности эксплуатации электроустановки по термообработке изделий во времявысыхания обычно влажной в начальный период техчологического процесса изоляциии, следовательно, в повышении его производительностиФормчла изобретенияСпособ заци 1 ы ат токов утечки, основанный на измерении проводимости изоляции электроустановки относительно землии ее отключеии при возрастании проводимости выше предельна допустимого по условиям электообезапасиасти заеня, а тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цель,о предотвращения отключений электратермическойустановки в иачальнь(й период термообработки изделия, запрещают действие защиты и осуществляют предупредительнуюсигнализаци(о в течение времени, необходимого для высьхания влажного в начальныйпериод электроизоляциониого материала ивосстановления его изоляционных свойств,но не более максимально возможного времени высыхания, определяемого по форму- ле цщо би,овахгде о - эмпирический коэффициент;1 ип,(о - минимальный ток, потребляемый электротермической установкой;бил "- максимально допустимая па условию электробезопасиости проводимость изоляции;Оя,оп;ах - максимально возможная про. вадимость изоляции в момент включения электротермической установки;после истечения которого действие защиты разрешают.аказ 4311 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113 О 35, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Редак3 оставитель Н,Овчарен хред М,Моргентал