устройство защитного отключения электрической сети переменного тока
Классы МПК: | H02H3/32 в которых сравниваются значения напряжения или тока в соответствующих точках на разных проводах одной и той же системы, например токов в прямом и обратном проводах |
Автор(ы): | Слободкин А.Х., Медведев Г.В., Слободкин Е.А. |
Патентообладатель(и): | Слободкин Адольф Ходосович, Медведев Геннадий Викторович, Слободкин Евгений Адольфович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-03-25 публикация патента:
10.01.1999 |
Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике защиты людей от электропоражений в сетях переменного тока, и может быть использовано для снижения электротравматизма в быту и на производстве. Техническим результатом является построение устройства защитного отключения с выдержкой времени на срабатывание, благодаря чему появится возможность построения селективных многоступенчатых систем защиты электроустановок. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Устройство защитного отключения электрической сети переменного тока, содержащее датчик тока утечки, пороговый элемент с заданным порогом срабатывания и исполнительный орган, соединенные между собой так, что выход датчика тока утечки присоединен к входу порогового элемента, а к выходу порогового элемента подключен вход исполнительного органа, отличающееся тем, что дополнительно введен пиковый выпрямитель, буферный усилитель и инерционная RC-цепь, включенные так, что выход датчика тока утечки присоединен к входу пикового выпрямителя, его выход подсоединен к входу буферного усилителя, к выходу которого через инерционную RC-цепь подсоединен пороговый элемент, к выходу которого подсоединен исполнительный орган.Описание изобретения к патенту
Устройство относится к электротехнике, в частности к автоматическим устройствам защиты людей от поражения электрическим током и электрооборудования от возгорания при снижении сопротивления изоляции. Известны устройства защитного отключения (далее УЗО), например, РУД05[1], М3011 [2], УЗО20 [3] и др. Все УЗО содержат датчик тока утечки (ДТУ), пороговый элемент (ПЭ) и исполнительный элемент (ИЭ). Выделяемый датчиком ДТУ сигнал - переменное напряжение или ток с частотой защищаемой сети (50 Гц) - поступает на пороговый элемент и, при превышении значения его порога срабатывания (уставки), приводит к переходу ПЭ в состояние, при котором срабатывает исполнительный элемент и осуществляет защитное отключение электроустановки. У всех типов УЗО пороговый элемент выполнен с "памятью", т.е. так, что после первой полуволны синусоидального сигнала пороговый элемент мгновенно переходит в состояние "1", соответствующее срабатыванию (отключению защищаемого объекта) УЗО. Благодаря этому исключается вибрация подвижных частей исполнительного элемента (у реле - это якорь и контакты) с частотой входного сигнала, в результате чего повышается надежность работы и долговечность УЗО. "Память" у разных УЗО достигается либо путем охвата электронного усилителя порогового элемента глубокой положительной обратной связью, как у РУД-05, М3011 и многих других, либо использованием на выходе линейного усилителя порогового элемента тиристорного ключа, как у УЗО20, УЗО-В и др. В любом из названных вариантов после срабатывания порогового элемента от первой полуволны входного сигнала исполнительный элемент остается включенным, а защищаемая УЗО электроустановка - выключенной, до тех пор, пока его вручную не вернут в исходное состояние. В качестве прототипа выбираем РУД-05УЗ [1], у которого "память" о переходе в сработанное состояние обеспечивается триггерной характеристикой усилителя с положительной обратной связью. Недостатками прототипа являются:а) невозможность обеспечения временной селективности при последовательном соединении двух и более УЗО для построения системы высоконадежной защиты электроустановок;
б) сравнительно низкая помехоустойчивость и, как следствие, возможность ложных отключений защищаемой электроустановки. Рассмотрим суть названных недостатков. А) На фиг. 1 приведена схема селективной защиты группы электроустановок ЭУ1, ЭУ2, . ..ЭУ4, устройствами защитного отключения первой ступени УЗО-1 и второй ступени УЗО-2. Пусть уставки УЗО-1 равны 10 мА, а уставка УЗО - 2-30 мА, причем все УЗО мгновенного действия. При возникновении в зоне защиты УЗО-1,1 тока утечки Iут
![устройство защитного отключения электрической сети переменного тока, патент № 2124795](/images/patents/347/2124057/8805.gif)
- режим 0, при котором сигнал о величине тока утечки меньше уставки срабатывания, U1 < Uуст;
- режим 1, при котором сигнал о величине тока утечки U1 > Uуст, но длительность его меньше времени срабатывания УЗО 2-й ступени (tср.1
![устройство защитного отключения электрической сети переменного тока, патент № 2124795](/images/patents/347/2124057/8773.gif)
- режим 2, при котором U1 > Uуст и длительность его определяется срабатыванием УЗО 2-й ступени (tср.2=tуст.2 = 100 мс). В режиме 0 имеет очевидные из фиг. 3 зависимости: U1 < Uуст, U2 = 0, U3 = 0, U4 < Uоп и поэтому компаратор 5 находится в зоне срабатывания. В режиме 1: U1 > U уст, среднее значение U3 : U3med
![устройство защитного отключения электрической сети переменного тока, патент № 2124795](/images/patents/347/2124005/8776.gif)
![устройство защитного отключения электрической сети переменного тока, патент № 2124795](/images/patents/347/2124057/964.gif)
![устройство защитного отключения электрической сети переменного тока, патент № 2124795](/images/patents/347/2124005/8776.gif)
![устройство защитного отключения электрической сети переменного тока, патент № 2124795](/images/patents/347/2124005/8776.gif)
![устройство защитного отключения электрической сети переменного тока, патент № 2124795](/images/patents/347/2124057/8805.gif)
![устройство защитного отключения электрической сети переменного тока, патент № 2124795](/images/patents/347/2124005/8776.gif)
1. Реле утечки дифференциальное РУД-05У3. Технические условия ТУ 16-523, 568-78, паспорт ИГРФ. 648221.001 ПС. 2. Модуль защитного отключения серии М3011. Технические условия ТУ 16-90 ИГРФ. 648229.001 ТУ. 3. Устройство защитного отключения УЗО20. Технические условия ТУ 16-90 ИЖТШ.656111.085 ТУ. 4. Устройство защитного отключения УЗО-В. Технические условия ТУ 16-88 ИЖТШ.656111.058 ТУ.
Класс H02H3/32 в которых сравниваются значения напряжения или тока в соответствующих точках на разных проводах одной и той же системы, например токов в прямом и обратном проводах