УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты преобразователей и других электроустановок от повреждении при внешних и внутренних разрушающих воздействиях, а также для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током.
Известны устройства защиты сети от токов перегрузки и короткого замыкания, такие как плавкие предохранители или аппараты защиты сети, принцип работы которых основан на эффекте тепловой деформации биметаллической пластины, по которой протекает электрический ток. (Коммутационные устройства радиоэлектронной аппаратуры. Под ред. Г. Я. Рыбина. - М:,Радио и связь, 1985).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является автомат защиты (Патент РФ 2121205, кл.Н02Н 5/12,3/08, 27.10.98, Бюл, № 30 ). Автомат защиты состоит из дифференциального трансформатора тока, первичные обмотки которого образуют фазный и нейтральный провода, которые присоединены к зажимам токоприемника (нагрузки). В фазный провод включен аппарат защиты сети. К зажимам токоприемника подсоединена силовая цепь коммутирующего элемента, например, анод и катод симистора. Управляющая цепь коммутирующего элемента, в частности управляющий электрод симистора, подсоединена к выходу питаемого от сети управляющего устройства, вход которого соединен с вторичной обмоткой дифференциального трансформатора.
Недостатками этого автомата защиты являются следующие:
1) инерционность работы автомата при возникновении тока перегрузки в токоприемнике из-за продолжительного времени нагрева биметаллической пластины аппарата защиты сети;
2)неэффективность защиты преобразователя, в котором используются полупроводниковые приборы, при возникновении тока перегрузки во вторичных, гальванически развязанных цепях токоприемника из-за инерционности работы аппарата защиты сети;
3)отсутствие функции защиты преобразователя при возникновении тепловых перегрузок (перегрева) элементов преобразователя или превышении температуры внутри преобразователя, при возникновении аварийных режимов его работы;
4)необходимость использования мощного коммутирующего элемента, например, мощного симистора, который должен иметь рабочий ток в открытом состоянии, превышающий ток отключения аппарата защиты сети;
5)отсутствие защиты питающей сети при возникновении неисправностей (перегрузок по току, короткого замыкания) в питающих цепях управляющего устройства, так как в этих цепях, соединенных непосредственно с питающей сетью, отсутствуют элементы защиты.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в том, чтобы устранить указанные выше недостатки прототипа и создать устройство, обеспечивающее одновременную защиту питающей сети и элементов преобразователя:
1)от перегрузки или короткого замыкания в первичных цепях преобразователя;
2)при возникновении тока утечки в токоведущих цепях преобразователя, например, при повреждении изоляции проводов или случайном прикосновении человека к фазному проводу;
3)от перегрузки или короткого замыкания во вторичных цепях преобразователя (как внутренних, так и внешних);
4) от тепловых перегрузок внутри корпуса преобразователя или перегрева отдельных, особо чувствительных к перегреву элементов, входящих в состав преобразователя.
Сущность заявляемого изобретения выражается в том, что предложено устройство защиты, которое содержит аппарат защиты сети, дифференциальный трансформатора тока, первичная обмотка которого образована фазным и нейтральным проводами питающей сети, присоединенными к нагрузке, а вторичная обмотка - к управляющему устройству, причем аппарат защиты сети включен на входе устройства и в него введен электромагнит, а управляющее устройство снабжено дополнительным входом, к которому подключен электронный сумматор сигналов от датчиков аварийных режимов.
Введение в аппарат защиты сети электромагнита позволяет механически воздействовать на привод аппарата защиты сети и отключать его при подаче от управляющего устройства на электромагнит управляющего напряжения.
Включение аппарата защиты сети на входе устройства обеспечивает защиту при возникновении перегрузки или короткого замыкания в любой из вторичных цепей, так как при отключении аппарата всё устройство обесточивается.
Введение дополнительного входа в устройство управления, к которому подключен электронный сумматор сигналов от датчиков аварийных режимов, позволяет выполнить защиту преобразователя по множеству критериев аварийного режима с использованием одного коммутирующего устройства - аппарата защиты сети.
Сущность изобрететгия поясняется чертежом.
Устройство защиты содержит аппарат защиты сети 1 со встроенным электромагнитом 2, дифференциальный трансформатор тока
3, нагрузку 4, управляющее устройство 5, электронный сумматор сигналов 6, датчики аварийных сигналов 7.
Устройство зашиты работает следующим образом. При возникновении перегрузки или короткого замыкания в первичных цепях преобразователя со стороны нагрузки 4 происходит нагрев биметаллической пластины в аппарате защиты сети 1 и аппарат отключается, размыкая цепи подачи сетевого напряжения на нагрузку 4.
При возникновении утечки в одном из проводов питающей сети со стороны нагрузки 1 па вторичной обмотке дифференциального трансформатора 3 появляется напряжение. При определенном заданном значении этого напряжения, поступающего на один из входов управляющего устройства 5 на выходе этого устройства появляется управляющее напряжение, от которого срабатывает встроенный в аппарат защиты 1 электромагнит 2 и аппарат защиты сети отключается, размыкая цепи подачи сетевого напряжения на нагрузку 4.
При возникновении аварийных режимов работы преобразователя, таких как:
-токовая перегрузка или короткое замыкание во вторичных цепях преобразователя (как внутренних, так и внешних);
-тепловые перегрузки внутри корпуса преобразователя;
-перегрев элементов преобразователя
напряжение от соответствующего датчика 7 поступает на сумматор 6, обеспечивающий независимое прохождение сигнала перегрузки от каждого датчика 7, присоединенного к соответствующему входу сумматора 6, на выход сумматора. С выхода сумматора 6 управляющее напряжение поступает на дополнительный вход управляющего устройства 5. С выхода управляющего устройства 5 управляющее напряжение поступает на встроенный в аппарат защиты сети 1
электромагнит 2 и аппарат отключается, размыкая цепи подачи сетевого напряжения на нагрузк) 4.
Таким образом возможно построение системы защиты преобразователя по множеству критериев аварийного режима, в том числе при возникновении аварийных режимов в первичных и вторичных цепях преобразователя с использованием одного коммутирующего устройства автомата защиты сети.
Использование заявленного изобретения существенно повышает надежность работы преобразователей.
Формула изобретения «Устройство защиты
Устройство защиты, содержащее аппарат защиты сети, дифференциальный трансформатор тока, первичная обмотка которого образована фазным и нейтральным проводами питающей сети, присоединетгыми к нагрузке, а вторичная обмотка присоединена к управляющему устройству, отличающееся тем, что аппарат защиты включен на входе устройства и в него введен электромагнит, а управляющее устройство снабжено дополнительным входом, к которому подключен электронный сумматор сигналов от датчиков аварийных режимов.
X.
t