Устройство для токовой защитыэлектроустановки

Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 834814(23)приоритет по делам изобретений и отнрытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ вестного устройстваоно не обеспечиваетающегося короткоголектрической дуги),зуется хаотическинениями величины Недостатком иявляется то, что защиту от перемежзамыкания (типакоторое характерми и резкими изм Следует отметить, что такой вид замыканий наиболее характерен для аэродромных электроустановок,так как одна такая установка обслуживает несколько летательных аппаратов (ЛА) . При этом производится многократное подключение к силовым штепсельным разъемам ЛА ответной части разъема электроустановки, что приводит к интенсивному механическому износу последнего. Следствием этого является ухудшение контакта между клеммами обоих разъемов, а это в конечном счете вызывает появление искрения,1переходящего со временем в перемеИзобретение относится к области защиты электроустановок от перегрузок и коротких замыканий и может применяться для защиты электрообору-. дованиялетательных аппаратов (ЛА) и обслуживающих их аэродромных электроустановок.Известны многочисленные устройства, предназначенные для защиты потребителя от перегрузок и короткого замыкания 111.1 ОНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее трансформаторы тока, подключенные через выпрямитель к сглаживающему конденсатору и нагрусзочному резистору, к которому через зарядную цепь, представляющую собой стабилизатор тока, выполненный на полевом транзисторе, подсоединен накопительный конденсатор, подключенный параллельно входу порогового элемента, выходное реле которого отключает потребитель от сети Я а от нулевого до.максимальногочения,834814 40 45 50 55 жающееся короткое замыкание, которое может привести к пожару на борту ЛА.Кроме того, указанное устройство не обеспечивает быстрого отключения при устойчивом коротком замыкании, поскольку выдержка времени отключения остается постоянной независимо от величины тока короткого замыкания из-за наличия стабилизатора тока в зарядной цепи.Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей защиты путем увеличения видов повреждений, на которые она реагирует. 11 оставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты электроустановки, содержащем трансформаторы тока, выпрямитель с нагрузочным резистором, который соединен через зарядную цепь с накопительным конденсатором, параллельно которому подключен пороговый элемент и исполнительный орган, упомянутая зарядная цепь выполнена в виде двух транзисторных ключей, база транзистора первого ключа подсоединена к выпрямйтелю через соединенные параллельно конденсатор и стабилитрон, база транзистора второго ключа подключена к движку нагрузочного резистора, выполненного в виде потенциометра, при этом коллекторы транзисторов ключей подключены через резисторы к накопительному конденсатору, а эмиттеры соединены с анодом дополнительного стабилитрона, катод которого подсоединен к плюсовой шине питания устройства,.при этом минусовая шипа питания соединена через замыкающий контакт кнопки с точкой соединения минусового выходного зажима и параллельно соединенных конденсатора и стабилитрона выпрямителя.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из трансформаторов 1,2 и 3, выпрямителя 4, кнопки 5, стабилитрона б, конденсатора 7, нагрузочного резистора 8, выполненного в виде потенциометра, резисторов 9, 10 и 11, первого транзистора 12, дополнительйогостабилитрона 13, накопительного конденсатора 14, резистора 15, второго транзистора 16, порогового элемента 17 и сигнальной лампочки 18. 5 10 15 20 25 30 35 4Устройство работает следующим образом.Когда ток в трехфазной сети не превышает допустимого значения, переменное напряжение на вторичных обмотках трансформаторов тока, и, следовательно, постоянное напряжение на выходе выпрямителя 4 также не превышают заданного значения. Напряжение, подаваемое на базу второго транзисторного ключа 16 с помощью потенциометра 8, устанавливается несколько меньшим напряжения пробоя дополнительного стабилитрона 13, Необходимо учитывать еще и напряжение база-эмиттер транзисторного ключа 16,но так как оно намного меньше напряжения на дополнительном стабилитроне 13, то им можно пренебречь.Напряжение пробоя стабилитрона 6 выбирается таким, чтобы в сумме с напряжением пробоя дополнительного стабилитрона 13 оно в 2-3 раза превышало напряжение на выходе выпрямителя 4 в нормальном режиме работы, В этом случае конденсатор 7 заряжен до величины напряжения на выходе выпрямителя 4, оба транзисторных ключа 12 и 16 закрыты, накопительный конденсатор 14 разряжен, пороговый элемент закрыт. Резистор 9 вместе с резистором 8 образует цепь заряд-разряд конденсатора .7, резистор 10 служит для разряда накопительного конденсатора 14 в случае, если в сети трехфазного тока имеет место бросок тока (например, при пуске авиационного двигателя) . В случае перегрузки, когда ток в трехфазной сети превьппает на 15-20 допустимый, переменное напряжение на вторичных обмотках трансформаторов тока 1,2 и 3 и постоянное напряжение на выходе выпрямителя 4превьппает заранее заданное значение.Напряжение, поступающее на базу второго транзистора 16, становится больше напряжения пробоя дополнительного стабилитрона 13. Второй транзистор 16 открывается, и начинается процесс заряда накопительного конденсатора 14. Время, за которое он заряжается до величины срабатыванияпорогового элемента 1, зависит восновном от величины сопротивлениярезистора 15 (для предлагаемогоустройства оноравно 3 с). Если заэто время перегрузка не снимется834814 5то срабатывает пороговый элемент 17,контакты его реле разрывают цепь питания силового контактора в трехфазной цепи (не показан) . Одновременно загорается сигнальная лампочка 18. 5В случае перемежающегося короткого замыкания (типа электрическойдуги) ток в трехфазной сети имеетвид отдельных хаотичных и резко изменяющихся по величине, длительности 10и частоте следования импульсов. Такойже вид имеет и напряжение на выходевыпрямителя 4. Этот вид замыканиянаиболее вероятен и опасен, поэтомудля обеспечения быстрейшего срабатывания устройства импульсное напряжениена базу транзистора 12 подается дополнительно через стабилитрон 6,сопротивление резистора 11 выбираетсяминимальным (около 1 кОм), т.е, таким, чтобы только предотвратить ложныйзаряд накопительного конденсатора14 до большого напряжения от одиночного броска тока в трехфазнойсети, возникающего, например, припуске авиационного двигателя.Притаком замыкании работает практическитолько первый транзистор 12,. таккак заряд накопительного конденсатора 14 через второй транзистор3016 в силу большой величины сопротивления резистора 15 (около 75 кОм)незначителен. После заряда накопительного кон 35денсатора 14 до величины срабаты. вания порогового элемента 17 релепоследнего разрывает цепь питаниясилового контактора в трехфазнойсети. Одновременно загорается сигналь ная лампочка 18,В режиме установившегося короткого замыкания ток в цепи резко увеличивается до величины, в 4-6 раз пре. -вышающей допустимую. В этом случае 4напряжение на выходе выпрямителя 4достигает величины пробоя стабилитронов 6 и 13 и открываются оба транзистора 12 и 16, Но поскольку величина сопротивления резистора 11выбрана намного меньше величинысопротивления резистора 15, то изаряд накопительного конденсатора 14до величины срабатывания пороговогоэлемента 17 происходит за очень малое время по цепи первого транзистора 12.Пороговый элемент 17 срабатывает,и его реле разрывает цепь питания силового контактора в трехфазнойсети. Одновременно загорается сигнальная лампочка 18,Замыканием кнопки 5 можно проверить исправность защиты. При этомминус питания подается на входытранзисторов ключей, они открываются.заряжается накопительный конденсатор 14 и срабатывают пороговый элемент и исполнительный орган,Такое схемное решение устройствапозволяет осуществлять эффективнуюзащиту летательного аппарата и энергоустановки как при перегрузках иустановившихся коротких замыканиях,так и при перемежающихся короткихзамыканиях.Формула изобретения1. Устройство для,токовой защитыэлектроустановки, содержащее трансформаторы тока, выпрямитель с нагрузочным резистором, который соединенчерез зарядную цепь с накопительным конденсатором, параллельно которому подключен пороговый элементи исполнительный орган, о. т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности и расширенияфункциональных возможностей, упомянутая зарядная цепь выполнена в виде двух транзисторных ключей, базатранзистора первого ключа подсоединена к выпрямителю через соединенныепараллельно конденсатор и стабилитрон, база транзистора второго ключаподключена к движку нагрузочного ре -зистора, выполненного в виде потенциометра, коллекторы транзисторов.ключей подключены через резисторык накопительному конденсатору, аэмиттеры соединены с анодом дополнительного стабилитрона, катод которого подсоединен к плюсовой шинепитания.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с цельюконтроля исправности, минусовая шина .питания соединена через замыкающиеконтакты кнопки с точкой соединенияминусового выходного зажима выпрямителя и параллельно соединенных конденса-.тора и стабилитрона.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Чернобровов Н. В. Релейнаязащиты. в , М.; Энергия , 1971,рис.11-54, с. 11-55.2. Авторское свидетельство СССРВ 543084, кл, Н 02 Н 7/08, 1975,акаэ 4115/81 Тираж 675 Подрисное ал ППП "Патент", г, Ужгор НИИП 834814 ул. Проектная, 4