Устройство защитного отключения

Предлагаемое техническое решение относится к области обеспечения безопасной эксплуатации электрооборудования при возникновении пожара.
Общеизвестны устройства дифференциального тока, обеспечивающие отключение электрооборудования в различных аварийных ситуациях; широко известно подключение пассивной нагрузки, имитирующей повреждение изоляции проводника электрического тока, а также гальванического элемента (источника электрического тока) в цепь устройства дифференциального тока для проверки его работоспособности и срабатывания. Схемы подключения источника электрического тока приведены в ГОСТ Р 51326.1-99 «Выключатели автоматические управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты сверхтоков», лист 50.
В свою очередь, предлагается применить данную известную электрическую схему, используемую при проверке работоспособности устройства дифференциального тока, для решения существующей технической проблемы, заключающейся в том, что в условиях пожара при прекращении подачи электрического тока на электроустановку известные устройства дифференциального тока не срабатывают, при этом повреждённое при пожаре электрооборудование становится потенциально опасным при повторной подаче электрического тока. Решение данной технической проблемы позволит достичь технический результат – обеспечение гарантированного срабатывания устройства защитного отключения электрооборудования при возникновении пожара.
Предложено устройство защитного отключения, включающее устройство дифференциального тока, а также источник электрического тока в составе нормально разомкнутой электрической цепи устройства дифференциального тока, управляемый средством идентификации пожара, работающее следующим образом.
Как и было указано выше, в условиях пожара при прекращении подачи электрического тока на электроустановку известные устройства дифференциального тока не срабатывают. Поэтому при повторной подаче электрического тока повреждённое при пожаре электрооборудование становится потенциально опасным, оно может быть причиной поражения электрическим током людей или повторным источником зажигания очага пожара. Соответственно, для обеспечения гарантированного отключения электрооборудования в подобных ситуациях устройство дифференциального тока дополняется источником электрического тока в составе нормально разомкнутой электрической цепи устройства дифференциального тока, управляемым средством идентификации пожара. Отключение при помощи источника электрического тока потребителя электроэнергии обесточенной электроустановки предотвращает поражение людей электрическим током при автоматическом повторном включении питающей сети и исключает возникновение источников зажигания.
н
Устройство дифференциального тока (QD) обеспечивает подключение потребителя электрической энергии к фазному (L) и нейтральному (N) проводникам питающей сети с защитным проводником (Pe). В электрическую цепь устройства дифференциального тока (QD) включён источник электрического тока, управляемый средством идентификации пожара (ИП), например, посредством реле (Р). То есть, устройство дифференциального тока (QD) дополнительно оснащено средством управления и источником электрического тока, обеспечивающим его отключение, при этом, как минимум, один токовый путь устройства дифференциального тока (QD), контакты источника электрического тока, а также контакты реле (Р) образуют последовательную нормально разомкнутую электрическую цепь. В качестве источника электрического тока может быть выбран гальванический элемент (Б), заряженный конденсатор (С), аккумулятор (Б) с преобразователем (DC/AC) постоянного тока в переменный электрический ток. В качестве средства идентификации пожара (ИП) может быть применён пожарный извещатель либо иное устройство, регистрирующее электрические и/или неэлектрические показатели работы электроустановки, свидетельствующие о возникновении пожара: появлении огня, дыма, дугового пробоя, вибрации, повышении температуры, изменениях состава воздуха, электромагнитного излучения, звука и т.п. Средства идентификации пожара (ИП) и источник электрического тока (реле (Р) источника электрического тока) связаны между собой преимущественно по радиоканалу, также возможно задействовать проводную связь, акустический приёмопередатчик, оптический канал в видимом или инфракрасном диапазоне и т.п. Реле (Р) указанного источника электрического тока оснащается собственным источником питания или же может питаться от самого источника электрического тока.
При нормальных условиях эксплуатации электроустановки контакты полюсов устройства дифференциального тока (QD) замкнуты, контакт реле (Р) напряжения разомкнут, и электропитание подаётся через устройство дифференциального тока (QD) потребителю электроэнергии. При идентификации пожара на реле (Р) передаётся необходимый сигнал, контакты реле (Р) замыкаются, токовый путь устройства дифференциального тока (QD) и источник электрического тока образуют замкнутую электрическую цепь, в которой возникает дифференциальный ток. Устройство дифференциального тока (QD) срабатывает и отключает электроустановку – потребителя электроэнергии. Напряжение и внутреннее сопротивление источника питания выбирают так, чтобы значение дифференциального тока было больше тока срабатывания устройства дифференциального тока (QD). Если устройство дифференциального тока (QD) функционально не зависит от напряжения сети (имеет электромеханическую конструкцию или электронную независимую конструкцию), то отключение потребителя электроэнергии оказывается возможным, как при наличии напряжения в питающей сети, так при отсутствии напряжения.
Практическая реализация предложенного устройства защитного отключения поясняется на приведённом ниже открытом перечне примеров электрических схем.
Пример 1.
Подключение источника электрического тока – гальванического элемента (Б) к нейтральному (N) проводнику (рис. 1).
Пример 2.
Подключение источника электрического тока – гальванического элемента (Б) к нейтральному (N) и защитному (Pe) проводникам (рис. 2).
Пример 3.
н
н
Подключение источника электрического тока – конденсатора (С) через резистор (R) к нейтральному (N) защитному (Pe) проводникам с подключением конденсатора для зарядки от фазного проводника (L) однофазной сети (рис. 3).
Пример 4.
н
н
3
2
3
Подключение источника электрического тока – конденсатора (С) через резистор (R) к фазному (L) проводнику с подключением конденсатора для зарядки от фазных проводников (L,L) трёхфазной сети (рис. 4).
Пример 5.
н
н
Подключение к фазному (L), нейтральному (N) и защитному (Pe) проводникам источника электрического тока – аккумулятора (Б) с преобразователем (DC/AC) постоянного тока в переменный электрический ток через конденсаторы (С), резисторы (R), розетку и вилку с возможностью смены полюсов вилки в розетке (рис. 5).