Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в бытовых и промышленных установках. Технический результат заключается в расширении защитных функций УЗО, в малом дополнительном потреблении мощности, устранении влияния напряжения сети на порог срабатывания по току утечки. Для этого устройство содержит датчик тока утечки, пиковый выпрямитель-усилитель, инерционную RC-цепь с времязадающими резистором и конденсатором, пороговый элемент с исполнительным органом и стабилизатор...
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
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.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
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.
схема селективной защиты группы электроустановок ЭУ1, ЭУ2, . ..ЭУ4, устройствами защитного отключения первой ступени УЗО-1 и второй ступени УЗО-2.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
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 ≥ 30 мА появится сигнал на срабатывание как в УЗО-1.1, так и в УЗО-2. Выше было отмечено, что все УЗО "запоминают" появление сигнала и произведут отключение даже тогда, когда сигнал исчезнет. По этой причине срабатывание УЗО-1.1 и отключение тока Iут не приостановит срабатывание УЗО-2, а при срабатывании УЗО-2 будут необоснованно отключены электроустановки ЭУ2, . ..ЭУ4. Таким образом, существующие УЗО не могут обеспечить селективную систему защиты.
В) УЗО мгновенного действия часто срабатывают ложно при прохождении по проводам защищаемой сети кратковременных коммутационных электромагнитных импульсных помех. Например, при включении ЭУ-3 на контактах УЗО возникают коммутационные помехи, которые могут вызвать ложное срабатывание любого из находящихся вблизи УЗО. Очевидно, что при срабатывании УЗО от помех надежность электроснабжения потребителей становится низкой.
Целью изобретения является обеспечение фиксированной выдержки времени на срабатывание (уставки по времени) и возможности срабатывания УЗО только при длительности протекания тока утечки, превышающей уставку по времени.
Указанная цель достигается тем, что дополнительно введены пиковый выпрямитель, буферный усилитель и инерционная RC-цепь, которые включены между датчиком тока утечки и пороговым элементом так, что выход датчика тока утечки подключен ко входу пикового выпрямителя, его выход подключен ко входу буферного усилителя, к выходу которого через RC-цепь подключен пороговый элемент, например компаратор с заданным порогом срабатывания, к выходу которого подключен исполнительный орган (реле).
УЗО - Устройство защитного отключения электрической сети переменного тока
Схема заявляемого устройства приведена на фиг. 2. Оно содержит: датчик тока утечки 1; пиковый выпрямитель 2; буферный усилитель 3; инерционное звено в виде RC-цепи 4; пороговый элемент, например, компаратор с опорным напряжением Uоп 5; исполнительный орган (реле) 6.
временные диаграммы работы УЗО
Работу заявляемого устройства рассмотрим на временных диаграммах, приведенных на фиг. 3. На диаграмме I изображена зависимость U1(t), представляющая собой синусоидальное напряжение на выходе датчика тока утечки 1. Это напряжение поступает на вход пикового выпрямителя 2. Характеристика "вход-выход" этого пикового выпрямителя на графике II. На диаграмме III изображено выходное напряжение U2(t) и условно импульсы напряжения до выпрямления. На диаграмме IV изображено напряжение U3(t) на выходе буферного усилителя 3, а на диаграмме V - напряжение U4 на входе порогового элемента 5 и опорное напряжение Uоп и процесс формирования выдержки времени на срабатывание (tуст).
В селективной системе защиты (фиг. 1) селективным, т.е. не мгновенного действия, должно быть УЗО-2. Для УЗО-2 характерны три режима работы: - 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 ≈40 мс); - 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.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
В режиме 1: U1 > U уст, среднее значение U3 : U3med ≈ 20, ... 22 B, при этом начинает заряжаться через резистор R конденсатор C с постоянной времени τ4= RC. За время срабатывания 1-й ступени tср.1≈ 40 мс отключается электроустановка с большим током утечки и процесс переходит в режим U1< Uуст, U2=0, U3 = 0, конденсатор начинает разряжаться (точка "а" на диаграмме V) и устройство не сработав остается в состоянии готовности.
В режиме 2: U1 > Uуст, U3med≈20,...22В, конденсатор С заряжается до значения U4 ≥Uоп за время tуст.2≈10 мс, после чего происходит срабатывание исполнительного органа 6 и отключение УЗО 2-й ступени.
Благодаря выдержке времени на срабатывание заявляемое устройство не реагирует на электромагнитные помехи длительностью менее времени срабатывания.
Технико-экономическая эффективность заявляемого устройства выражается в повышении надежности электроснабжения со всеми вытекающими из этого эффектами.
Источники информации
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.
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.
Имя изобретателя: Слободкин А.Х.; Медведев Г.В.; Слободкин Е.А. Имя патентообладателя: Слободкин Адольф Ходосович; Медведев Геннадий Викторович; Слободкин Евгений Адольфович Почтовый адрес для переписки: 428000 Чебоксары, пр.Ленина 1-64, Слободкину А.Х. Дата начала отсчета действия патента: 1997.03.25
Разместил статью: search
Дата публикации: 20-01-2003, 18:24
Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к электротехнике и может быть использовано для контроля токов утечки при разрушении изоляции электроустановок, а также в составе устройств защитного отключения, используемых в промышленности и сельском хозяйстве. Сущность изобретения: трансформатор тока содержит тороидальный сердечник 1 с равномерно намотанной вторичной обмоткой 2 и первичную фазную обмотку 3, каждая фаза выполнена в виде n секций. Каждая секция состоит из двух...
Назначение: способ защиты синхронной машины от асинхронных режимов. Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к электротехнике, к способам защиты синхронной машины от асинхронных режимов. Цель изобретения - определение необходимых воздействий по прекращению асинхронного режима в соответствии с причиной его возникновения. Сущность изобретения: способ основан на измерении угла между векторами напряжения и внутренней ЭДС машины и контроле за направлением активной мощности,...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя
Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в бытовых и промышленных установках. Технический результат заключается в расширении защитных функций УЗО, в малом дополнительном потреблении мощности, устранении влияния напряжения сети на порог срабатывания по току утечки. Для этого устройство содержит датчик тока утечки, пиковый выпрямитель-усилитель, инерционную RC-цепь с времязадающими резистором и конденсатором, пороговый элемент с исполнительным органом и стабилизатор...
Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к электротехнике и может быть использовано для контроля токов утечки при разрушении изоляции электроустановок, а также в составе устройств защитного отключения, используемых в промышленности и сельском хозяйстве. Сущность изобретения: трансформатор тока содержит тороидальный сердечник 1 с равномерно намотанной вторичной обмоткой 2 и первичную фазную обмотку 3, каждая фаза выполнена в виде n секций. Каждая секция состоит из двух...
Назначение: способ защиты синхронной машины от асинхронных режимов. Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к электротехнике, к способам защиты синхронной машины от асинхронных режимов. Цель изобретения - определение необходимых воздействий по прекращению асинхронного режима в соответствии с причиной его возникновения. Сущность изобретения: способ основан на измерении угла между векторами напряжения и внутренней ЭДС машины и контроле за направлением активной мощности,...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
