Устройство для защитного отключения

Союз Советских Социалистиквских Республик61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 05.04,74 (21) 2014131/07 51) М. Кл с Н 02 Н 3/ аявки Ъе с прпсоедпнениех Государственный комите Совета Министров СССР по делам изобретений(088.8) и открытий та опубликования писания 02,02.77(72) Авторы изобретени Тавадз ландадзе и 71) Заявите(54) УСТ РО Й С Изобретение относится к защитным устройствам, предназначенным для защиты персонала от поражения током утечки при эксплуатации электроустановок, работающих на токе промышленной частоты напряжением до 1000 в.Устройства для защитного отключения известны и широко применяются в промышленности, Наиболее зарекомендовали себя устройства для защитного отключения, содержащие в силовой цепи трансформатор тока, к вторичной обмотке которого подключены усилитель и схема управления.Известно защитно-отключающее устройство 11, предназначенное для защиты от поражения током работающих электрифицированным строительным инструментом независимо от наличия заземления. Оно состоит из фильтр- трансформатора нулевой последовательности, усилителя, реле защиты, Трансформатор нулевой последовательности выполнен на магнитопроводе любого типа, а в качестве первичной обмотки последнего использованы скрученные вместе малым шагом две пли три жилы защитного присоединения, охватывающую вторичную обмотку. Такое исполнение защитно- отключающего устройства обеспечивает повышение его чувствительности.Недостатками рассматриваемого устройства являются отсутствие самоконтроля работоЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕ способности и обусловленное контактным коммутационным аппаратом неудовлетворительно низкое быстродействие, не обеспечивающее полной безопасности человека при непосредст венном касании токоведущих частей.Известно также устройство для защитногоотключения 2, содержащее в силовой цепи выключатель на тиристорах, генератор избыточного сигнала самоконтроля с трансформа тором тока, к вторичной обмотке которогоподключены усилитель и схема управления.При нормальном режиме работы устройства для защитного отключения и потребителя тирпсторы остаются включенными. В случае 15 прикосновения человека к фазе суммарныйток в первичной обмотке трансформатора тока оказывается не равным нулю и во вторичной обмотке появляется ЭДС. При определенной величине ЭДС, которая определяется ус 2 д тавкой, напряжение на схемах управления изменяется настолько, что тирнсторы закрываются, схема обесточивается и потребитель отключается. При сплавленип тпристора в его цепи появляется обратный ток. Суммарный 25 ток первичных обмоток трансформатора токастановится не равным нулю, и защита срабатывает.Такое устройство для защитного отключения имеет следующие недостатки: ложное З срабатывание устройства пз-за срыва генерации избыточного сигнала при повышенной температуре окружающей среды, что не позволяет его применять в условиях горячих цехов, и самозапуск пары тиристоров, обусловленный раздельной схемой управления и отсутствием видимого разрыва в цепях управления тиристоров,Цель изобретения повышение чувствительностип и эффективности самоконтроля путем компенсирования подаваемого с разных сторон двух трансформаторов тока избыточного сигнала в суммирующем трансформаторе.Для этого в электрическую схему известного устройства для защитного отключения, содержащего в силовой цепи трансформатор тока, вторичная обмотка которого через усилитель подключена к первой первичной обмотке суммирующего трансформатора, схему управления, подсоединенную к вторичной обмотке этого трансформатора и воздействующую на отключение тиристорного выключателя, в силовую цепь дополнительно введен второй трансформатор тока, вторичная обмотка которого через усилитель подключена к второй первичной обмотке указанного суммирующего трансформатора, причем обе первичные обмотки включены встречно друг к другу. Такое выполнение устройства для защитного отключения позволит расширить его область применения, повысить надежность и безопасность в эксплуатации.На фиг. 1 показана блок-схема, а на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема описываемого устройства.Блок-схема (фиг. 1) включает в себя три функционных блока: блок 1 тиристоров, блок 2 защитного отключения и блок 3 датчиков, Блок 3 датчиков подсоединен к блоку 2 защитного отключения. Блок защитного отключения состоит из усилителей, суммирующего трансформатора и триггера Шмидта, нагрузкой которого является герконовое реле. Он соединен, в свою очередь, с блоком 1 тиристоров. Принципиальная электрическая схема устройства (фиг. 2) содержит клеммы 4 для подключения устройства к сети, тиристоры 5 - 8, трансформаторы 9 и 1 Я тока, источники 11 и 12 разнонаправленной утечки, клеммы 13 для подключения нагрузки, усилители 14, соединительные провода 15 в экране, суммирующий трансформатор 1 б, триггер, построенный па транзисторах 17 и 18, силовой трансформатор 19, герконовое реле 2 Я, сигнальную лампу 21, кнопку 22 контроля. Тиристорные выключатели, собранные на тиристорах 5 - 8, включены в рассечку фазного и нулевого проводов н осуществляют бесконтактную коммутацию. Вторичные обмотки трансформаторов 9 и 1 Я через усилители подсоединены к суммирующему трансформатору 1 б, Нагрузкой суммирующего трансформатора является триггер Шмидта. подключенный к вторичной обмотке 5 10 20 25 ЗЭ 35 40 4 д 50 55 60 05 этого трансформатора через выпрямительный мост 23,Питание блока защитного отключения обеспечивается трансформатором 19, Связь между блоком защитного отключения и блоком тиристоров осуществляется герконовым реле 2 Я, контакты которого включены в цепь управления тирпсторов,Для запуска устройства н подачи напри:кения на защищаемую нагрузку необходимо нажать кнопку 24 Пуск. При этом нап 1)яжение питания подается в схему устройства. Транзистор 17 открывается и запитывает герконовое реле 2 Я, которое своими контактами блокирует кнопку 24 и подает сигналы отпирания в оба плеча тиристорного блока.Тиристоры отпираются, и напряжение поступает в нагрузку. Симметричные утечки через сопротивления и подаваемые с разных датчиков создают на входах усилителей начальные рабочие сигналы. Эти сигналы, проходя через всю цепь усиления, поступают на суммирующий трансформатор 1 б в противофазе, Если на защищаемом участке сети утечка не превышает уставки, то на вторичной обмотке этого трансформатора сигнал рассогласования меньше порога срабатывания триггера, собранного на транзисторах 17 и 18.Выход из строя любого элемента цепи датчик-усилитель вызывает увеличение сигнала рассогласования и отключение схемы, чем и осуществляется самоконтроль устройства. Транзистор 17 и герконовое реле 2 Я, которые не попадают под самоконтроль схемы, работают в облегченном режиме (коэффициент нагрузки К= Я,1).Предложенный метод самоконтроля совмещен с температурной стабилизацией устройства. Однонаправленный температурный уход параметров всех элементов усилительной части схемы компенсируется в суммирующем трансформаторе, что и позволяет расширить диапазон рабочих температур устройства. Защита тиристоров от пробоя осуществляется с помощью тиристор-датчиковой петли. Возрастание обратного тока или же пробой тиристоров приводит к появлению сигнала рассогласования и отключения устройства,Токи утечки индуцируют в датчиках однонаправленные сигналы. Эти сигналы, складываясь в суммирующем трансформаторе 1 б, усиливают друг друга, чем и обусловливают повышенную чувствительность устройства. Прп превышении утечкой порога срабатывания сигнал рассогласования на вторичной обмотке этого трансформатора вызывает срабатывание триггера. Транзистор 17 запирается, обесточивается реле 2 Я, контакты которого, в свою очередь, разрывают цепи управления ти. ристоров, чем и обесточивают поврежденную нагрузку, Прп коротком замыкании в зоне защиты напряжение на первичной обмотке трансформатора 19 питания резко падает. Понижается также напря;кение и во вторичной обмотке. Падение напряжения приводит к5обесточиванию транзистора 17 и затем реле 20, которое отключает цепи управления тиристоров.Оперативное выключение устройства осуществляется нажатием кнопки 22 Контроль.Формула изобретенияУстройство для защитного отключения, содержащее в силовой цепи трансформатор тока, вторичная обмотка которого через усилитель подключена к первой первичной обмотке суммирующего трансформатора, схему управления, подключенную к вторичной обмотке этого трансформатора и воздействующую на отключение тиристорного выключателя, о т 541233 личающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и эффективности самоконтроля, в силовую цепь дополнительно введен второй трансформатор тока, вторичная 5 обмотка которого через усилитель подключена к второй первичной обмотке указанного суммирующего трансформатора, причем обе первичные обмотки включены встречно друг другу.10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авт. св,181176, кл. Н 02 Н 3/16, 1966