RU168088U1 - THREE-PHASE DIFFERENTIAL CURRENT SWITCH - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам защитного отключения (УЗО), применяемым в однофазных и трехфазных электрических сетях напряжением 220/380 В. Трехфазный выключатель дифференциального тока содержит корпус (1), в котором установлен дифференциальный трансформатор тока 2, первичная обмотка которого состоит из трех фазных и нулевого проводников (3). Вторичной обмоткой является катушка (4) на торроидальном сердечнике, к которой подключено пусковое устройство (5). Устройство также содержит силовую контактную группу (7) из восьми контактов, к которым подключены три фазных и нулевой проводники (3), соединенные с четырьмя штырями (9) вилки и четырьмя силовыми упругими двухсекционными пластинами (8) розетки. Технический результат - расширение возможностей устройства, снижение электротравматизма при работе со стационарной и мобильной электротехникой. 1 фиг.The invention relates to residual current circuit breakers (RCDs) used in 220/380 V single-phase and three-phase electric networks. A three-phase differential current switch contains a housing (1) in which a differential current transformer 2 is installed, the primary winding of which consists of three phase and zero conductors (3). The secondary winding is a coil (4) on the toroidal core, to which a starting device (5) is connected. The device also contains a power contact group (7) of eight contacts to which three phase and neutral conductors (3) are connected, connected to four plug pins (9) and four power elastic two-section plates (8) of the socket. The technical result is the expansion of the capabilities of the device, the reduction of electrical injuries when working with stationary and mobile electrical equipment. 1 of FIG.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к переносным устройствам защитного отключения (УЗО) управляемым дифференциальным током, применяемым в однофазных и трехфазных электрических сетях напряжением 220/380 В, частотой 50 Гц для оперативной защиты человека от поражения электрическим током. Полезная модель может быть использована в промышленности, сельском хозяйстве, жилых и общественных зданиях и сооружениях при эксплуатации электроустановок, электроприборов и электроинструмента промышленного и бытового назначения.The proposed utility model relates to portable residual current devices (RCD) controlled by differential current, used in single-phase and three-phase electric networks with a voltage of 220/380 V, frequency of 50 Hz for operational protection of a person from electric shock. The utility model can be used in industry, agriculture, residential and public buildings and structures in the operation of electrical installations, electrical appliances and power tools for industrial and domestic purposes.

Известно устройство защитного отключения переносное (УЗО-вилка) АСТРО*УЗОФ-1271 типа А (без встроенной защиты), предназначенное для комплектации бытовых электроприборов - насосов, электроинструмента и т.п., используемое в однофазных электрических сетях напряжением 220 В, частотой 50 Гц, с номинальным током нагрузки 16А, номинальным отключающим дифференциальным током 30 мА, зависящее от напряжения питания (диапазон изменения напряжения составляет 220±22В). Устройство состоит из корпуса, в котором размещены дифференциальный трансформатор тока; пусковой орган (пороговый элемент), выполненный на электронных компонентах; исполнительный механизм, включающий в себя силовую контактную группу с механизмом привода и соленоид; три зажима, к которым подключается питающий кабель нагрузки и защитный РЕ-проводник; фазный и нулевой проводники. На корпусе расположены кнопка «ВКЛ»; кнопка «ТЕСТ» и два штыря вилки, подключаемой в сеть источника питания (см. Устройство защитного отключения. Каталог-справочник. М., 2006, 75 с. Под редакцией Лобанова Л.А.…27-28 с).Known residual current device (UZO plug) ASTRO * UZOF-1271 type A (without built-in protection), designed to complete household appliances - pumps, power tools, etc., used in single-phase electric networks with voltage of 220 V, frequency 50 Hz , with a rated load current of 16A, a rated breaking differential current of 30 mA, depending on the supply voltage (voltage variation range is 220 ± 22V). The device consists of a housing in which a differential current transformer is placed; trigger element (threshold element) made on electronic components; an actuator including a power contact group with a drive mechanism and a solenoid; three clamps, to which the load supply cable and protective PE conductor are connected; phase and neutral conductors. On the case there is an ON button; the “TEST” button and two pins of the plug connected to the power supply network (see Residual current circuit breaker. Directory-directory. M., 2006, 75 pages. Edited by L. Lobanov ... 27-28 s).

Однако, недостатками указанного УЗО являются сложность конструктивного исполнения, имеющего большое количество элементов, недостаточный диапазон изменения напряжения работоспособности, ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в использовании в трехфазных электрических сетях для защиты трехфазной стационарной и переносной нагрузки, применяемой в промышленности, сельском хозяйстве и др. (насосов, водонагревателей, электроинструмента и т.п.).However, the disadvantages of this RCD are the complexity of the design, having a large number of elements, the insufficient range of variation of the working voltage, limited functionality, which are used in three-phase electric networks to protect the three-phase stationary and portable load used in industry, agriculture, etc. ( pumps, water heaters, power tools, etc.).

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является однофазный дифференциальный выключатель - ДПА (УЗО-адаптер). В корпусе из термостойкой ABS-пластмассы установлены: важнейший функциональный блок УЗО-дифференциальный трансформатор тока; исполнительный механизм, состоящий из силовой контактной группы и соленоида, т.е. механизма привода; пороговый элемент или пусковое устройство, реагирующее на появление тока утечки; фазный и нулевой проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода, включенные встречно, являющиеся первичной обмоткой дифференциального трансформатора тока, подключенные к силовым контактам; три упругих пластины. К двум упругим пластинам подключены фазный и нулевой проводники, идущие от силовых контактов, третья упругая пластина служит для подключения защитного РЕ-проводника от источника питания (который к УЗО не подключается) и защитного РЕ-проводника нагрузки. Вторичной обмоткой дифференциального трансформатора тока является катушка, расположенная на торроидальном сердечнике, к которой подключено пусковое устройство. На корпусе расположены два стержня вилки (включаемой в розетку источника питания), соединенные с силовыми контактами. На съемной крышке корпуса расположены два гнезда розетки с двухсекционными упругими пластинами, обеспечивающими плотное обжатие штырей вилки нагрузки (например электроинструмента), также кнопка «ВКЛ», предназначенная для подачи напряжения на УЗО и кнопка «ТЕСТ», в цепи тестирования, для осуществления периодического контроля исправности (работоспособности) УЗО. В отверстии съемной крышки расположен индикатор напряжения, (см. Переносные устройства защитного отключения, 06/09. Каталог «Иитерэлектрокомплект» (ИЭК). М., 2013).The closest solution in technical essence and the achieved result to the proposed utility model is a single-phase differential switch - DPA (RCD adapter). In the housing made of heat-resistant ABS plastic, the following are installed: the most important functional unit is an RCD differential current transformer; an actuator consisting of a power contact group and a solenoid, i.e. drive mechanism; threshold element or starting device that responds to the appearance of leakage current; phase and neutral conductors passing through the window of the magnetic circuit, included in the opposite direction, which are the primary winding of the differential current transformer, connected to power contacts; three elastic plates. The phase and neutral conductors coming from the power contacts are connected to two elastic plates, the third elastic plate is used to connect the protective PE conductor from the power source (which is not connected to the RCD) and the protective PE conductor of the load. The secondary winding of a differential current transformer is a coil located on a toroidal core to which a starting device is connected. On the body are two plug rods (plugged into a power source) connected to power contacts. On the removable cover of the case there are two socket outlets with two-section elastic plates providing tight compression of the pins of the load plug (for example, power tools), also the ON button, designed to supply voltage to the RCD and the TEST button, in the test circuit, for periodic monitoring health (performance) RCD. A voltage indicator is located in the opening of the removable cover, (see Portable Residual Current Devices, 06/09. Catalog “Iitelectrokomplekt” (IEK). M., 2013).

Основным недостатком известной конструкции является ограничение функциональных возможностей, связанных с использованием в качестве средства электропожарозащиты при возникновении токов утечки, превышающих уставку срабатывания, при эксплуатации трехфазных электроустановок, в частности, ручной мобильной электротехники и др.The main disadvantage of the known design is the limitation of the functionality associated with the use as a means of electric fire protection in the event of leakage currents exceeding the tripping threshold during operation of three-phase electrical installations, in particular, hand-held mobile electrical equipment, etc.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является разработка конструкции переносного беспроводного УЗО-адаптера, используемого в трехфазных четырехпроводных электрических сетях напряжением 220/380 В, частотой 50 Гц для защиты людей от поражения электрическим током при возникновении токов утечки, превышающих уставку срабатывания, и защиты от возникновения пожаров при длительном протекании токов утечки на землю.The technical task of the proposed utility model is the development of the design of a portable wireless RCD adapter used in three-phase four-wire electric networks with a voltage of 220/380 V, frequency of 50 Hz to protect people from electric shock when leakage currents exceed the set point of operation, and protect against fires with prolonged leakage currents to the ground.

Технический результат полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей устройства как средства защиты при эксплуатации трехфазных электроустановок промышленного и аналогичного назначения, снижение электротравматизма при работе со стационарной и мобильной электротехникой.The technical result of the utility model is to expand the functionality of the device as a means of protection during operation of three-phase electrical installations for industrial and similar purposes, reducing electrical injuries when working with stationary and mobile electrical equipment.

Указанный технический результат достигается тем, что в трехфазном выключателе дифференциального тока, содержащем корпус, в котором установлены соленоид, дифференциальный трансформатор тока, имеющий первичную и вторичную обмотки, первичная обмотка состоит из фазного и нулевого проводников, подключенных к контактам силовой контактной группы, соединенных со штырями вилки и силовыми упругими двухсекционными пластинами розетки, а вторичной обмоткой является катушка на торроидальном сердечнике, к которой подключено пусковое устройство, согласно полезной модели первичная обмотка дифференциального трансформатора тока состоит из трех фазных и нулевого проводников, подключенных к четырем штырям вилки и к четырем силовым упругим пластинам розетки, при этом силовая контактная группа содержит восемь контактов.The specified technical result is achieved by the fact that in a three-phase differential current switch containing a housing in which a solenoid is installed, a differential current transformer having primary and secondary windings, the primary winding consists of phase and neutral conductors connected to the contacts of the power contact group connected to the pins plugs and power elastic two-section plates of the socket, and the secondary winding is a coil on a toroidal core to which a starting device is connected, ccording to the utility model the primary winding of the differential current transformer is composed of three phase and neutral conductors connected to four pins of a plug and a resilient force to the four sockets plates, wherein the contact force group contains eight contacts.

Отличием заявляемого устройства является конструкция силовой контактной группы, к которой подключаются три фазных проводника и нулевой проводник, являющиеся первичной обмоткой дифференциального трансформатора тока; конструкция силовых упругих пластин, к которым подключаются три фазных проводника и нулевой проводник от силовой контактной группы; количество стержней вилки и количество упругих пластин розетки. Установка дополнительных элементов, т.е. двух фазных проводников, контактов в силовую контактную группу, штырей вилки и упругих пластин розетки дает возможность использовать заявляемое устройство в трехфазных электрических сетях как средство защиты при подключении трехфазной стационарной и переносной нагрузки. Это позволяет снизить электротравматизм при работе со стационарной и мобильной электротехникой.The difference of the claimed device is the design of the power contact group, to which three phase conductors and a neutral conductor are connected, which are the primary winding of the differential current transformer; the design of power elastic plates to which three phase conductors and a neutral conductor from the power contact group are connected; the number of plug rods and the number of elastic plates of the socket. Installation of additional elements, i.e. two phase conductors, contacts in the power contact group, plug pins and elastic plates of the socket makes it possible to use the inventive device in three-phase electrical networks as a means of protection when connecting a three-phase stationary and portable load. This allows you to reduce electrical injuries when working with stationary and mobile electrical equipment.

Предлагаемое устройство относится к переносным устройствам, обеспечивает быстрое отключение защищаемой электроустановки от сети при протекании тока через тело человека. При возникновении тока утечки на землю в результате повреждения изоляции токоведущих частей заявляемое УЗО рассматривается как устройство для обеспечения пожарной безопасности.The proposed device relates to portable devices, provides a quick disconnection of the protected electrical system from the network when current flows through the human body. If a leakage current to the earth occurs as a result of damage to the insulation of live parts, the claimed RCD is considered as a device for ensuring fire safety.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, на котором приведено конструктивное исполнение заявляемого устройства.The proposed utility model is illustrated in the drawing, which shows the design of the inventive device.

Трехфазный выключатель дифференциального тока содержит корпус 1, в котором установлены дифференциальный трансформатор тока 2, первичная обмотка которого состоит из трех фазных и нулевого проводников 3. Вторичной обмоткой дифференциального трансформатора тока 2 является размещенная в пластмассовом кожухе катушка 4 на торроидальном сердечнике, к которому подключено пусковое устройство 5. В корпусе 1 также установлены соленоид 6, состоящий из двух полуобмоток, размещенный в пластмассовом кожухе; силовая контактная группа 7, содержащая восемь контактов; четыре силовых двухсекционных упругих пластины 8. На корпусе 1 расположены четыре штыря 9 вилки. В отверстиях съемной крышки, которая крепится к корпусу 1 винтами, расположены кнопка 10 «ТЕСТ»; кнопка 11 «ВКЛ»; четыре гнезда розетки и индикатор напряжения (на фиг. не показаны).The three-phase differential current switch contains a housing 1 in which a differential current transformer 2 is installed, the primary winding of which consists of three phase and neutral conductors 3. The secondary winding of the differential current transformer 2 is a coil 4 located in a plastic casing on a toroidal core to which a starting device is connected 5. In the housing 1 is also installed a solenoid 6, consisting of two semi-windings, placed in a plastic casing; power contact group 7, containing eight contacts; four power two-section elastic plates 8. On the housing 1 there are four pins 9 of the plug. In the holes of the removable cover, which is attached to the housing 1 by screws, are located the button 10 "TEST"; button 11 "ON"; four socket outlets and a voltage indicator (not shown in FIG.).

Фазные и нулевой проводники 3 подключены к четырем штырям вилки 9, пропущены в окно тороидального сердечника дифференциального трансформатора тока 2 и подключены к контактам силовой контактной группы 7, а также к четырем силовым упругим пластинам 8 розетки, в которую включается нагрузка.Phase and neutral conductors 3 are connected to the four pins of the plug 9, passed into the window of the toroidal core of the differential current transformer 2 and connected to the contacts of the power contact group 7, as well as to the four power elastic plates 8 of the socket, which includes the load.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При включении трехфазного выключателя дифференциального тока (УЗО-адаптер) в сеть трехфазного источника питания в фазных и нулевом проводниках 3 возникает ток и силовые контакты 7 оказываются под напряжением. Одновременно на одну полуобмотку соленоида 6, подключенную к фазному и нулевому проводникам, подается напряжение (при включенной вилке в розетку источника тока эта полуобмотка постоянно находится под напряжением). Вторая полуобмотка соленоида 6 присоединяется к кнопке 11 «ВКЛ» (в индикаторном отверстии включается индикатор красного цвета), во второй полуобмотке соленоида появляется напряжение. В результате соленоид 6 замыкает контакты силовой контактной группы 7 и в фазных проводах от источника питания к нагрузке протекает ток или УЗО-адаптер пропускает ток. При отпускании кнопки 11 «ВКЛ» во второй полуобмотке соленоида 6 напряжение исчезает, а соленоид удерживает силовые контакты 7 в замкнутом состоянии при наличии напряжения в первой полуобмотке соленоида. В момент включения вилки в розетку источника питания силовая контактная группа 7 находится в разомкнутом состоянии.The inventive device operates as follows. When you turn on the three-phase differential current switch (RCD adapter) in the network of a three-phase power source in the phase and neutral conductors 3, current arises and the power contacts 7 are energized. At the same time, voltage is applied to one half-winding of the solenoid 6 connected to the phase and neutral conductors (with the plug turned on, this half-winding is constantly energized when the plug is connected to the current source). The second half-winding of the solenoid 6 is connected to the ON button 11 (the red indicator turns on in the indicator hole), a voltage appears in the second half-winding of the solenoid. As a result, the solenoid 6 closes the contacts of the power contact group 7 and current flows in the phase wires from the power source to the load or the RCD adapter passes the current. When you release the button 11 "ON" in the second half-coil of the solenoid 6, the voltage disappears, and the solenoid keeps the power contacts 7 in the closed state when there is voltage in the first half-coil of the solenoid. At the moment the plug is plugged into the power source, the power contact group 7 is in the open state.

В нормальном режиме, т.е. при отсутствии тока утечки, геометрическая или векторная сумма токов (четырех токов) в фазных и нулевом проводниках равна нулю и суммарный магнитный поток, создаваемый этими токами, тоже равен нулю. При возникновении тока утечки в защищаемой цепи (например, прикосновение человека, стоящего на токопроводящем полу к фазному проводнику или прикосновение к корпусу электроустановки, оказавшемуся под напряжением в результате повреждения изоляции токоведущих частей и замыкании на корпус) происходит нарушение баланса токов в фазных и нулевом проводниках 3 и суммарный магнитный поток в сердечнике дифференциального трансформатора 2, пропорциональный разности токов в проводниках первичной обмотки, наводит ЭДС (электродвижущую силу), создающую ток во вторичной обмотке. Если этот ток превышает значение уставки порогового элемента, т.е. пускового устройства 5, подключенного ко вторичной обмотке дифференциального трансформатора тока и к полуобмотке соленоида, удерживающего силовые контакты в замкнутом положении, оно срабатывает, воздействуя на исполнительный механизм (соленоид и силовую контактную группу), отключая питание соленоида. Отключенный соленоид не удерживает контакты силовой контактной группы, и они размыкаются под действием силы пружины, обесточивая неисправную нагрузку.In normal mode, i.e. in the absence of a leakage current, the geometric or vector sum of the currents (four currents) in the phase and zero conductors is zero and the total magnetic flux generated by these currents is also zero. If a leakage current occurs in the protected circuit (for example, a person standing on a conductive floor against a phase conductor or touching a housing of an electrical installation that has become energized as a result of damage to the insulation of live parts and a short to the housing), the current balance in the phase and neutral conductors is disturbed 3 and the total magnetic flux in the core of the differential transformer 2, proportional to the difference in currents in the conductors of the primary winding, induces EMF (electromotive force), creating conductive current in the secondary winding. If this current exceeds the threshold value of the threshold element, i.e. the starting device 5, connected to the secondary winding of the differential current transformer and to the semi-winding of the solenoid that holds the power contacts in the closed position, it works by acting on the actuator (solenoid and power contact group), turning off the power of the solenoid. A disconnected solenoid does not hold the contacts of the power contact group, and they open under the action of the spring force, de-energizing the faulty load.

Заявляемое устройство УЗО-адаптер функционально представляет быстродействующую электрозащиту, время отключения дифференциального тока (тока утечки) составляет 0,03 сек.The inventive device, the UZO adapter functionally represents a high-speed electrical protection, the differential current disconnection time (leakage current) is 0.03 seconds.

Для осуществления контроля исправности кнопка 10 «ТЕСТ» позволяет проверить работоспособность УЗО-адаптера путем пропускания небольшого тока через тестовый резистор. Тестовый резистор подключается к нулевому проводнику, пропущенному через окно сердечника дифференциального трансформатора тока, и к кнопке «ТЕСТ», от кнопки «ТЕСТ» к фазному проводнику соединенному с источником питания. Поэтому ток в тестовой цепи эквивалентен несбалансированному току в проводниках первичной обмотки, и при нажатии на кнопку «ТЕСТ» происходит быстрое срабатывание УЗО (отключение напряжения, подаваемого на защищаемую электроустановку), значит оно исправно. В индикаторном отверстии исчезает индикатор красного цвета. Если УЗО не отключилось, значит, оно неисправно.To monitor the health, button 10 "TEST" allows you to check the performance of the RCD adapter by passing a small current through the test resistor. The test resistor is connected to the neutral conductor passed through the window of the core of the differential current transformer, and to the “TEST” button, from the “TEST” button to the phase conductor connected to the power source. Therefore, the current in the test circuit is equivalent to the unbalanced current in the conductors of the primary winding, and when the “TEST” button is pressed, the RCD trips quickly (disconnecting the voltage supplied to the protected electrical installation), which means it is working properly. The red indicator disappears in the indicator hole. If the RCD has not disconnected, then it is faulty.

Claims (1)

Трехфазный выключатель дифференциального тока, содержащий корпус, в котором установлены соленоид, дифференциальный трансформатор тока, имеющий первичную и вторичную обмотки, первичная обмотка состоит из фазного и нулевого проводников, подключенных к контактам силовой контактной группы, соединенных со штырями вилки и силовыми двухсекционными упругими пластинами розетки, а вторичной обмоткой является катушка на торроидальном сердечнике, к которой подключено пусковое устройство, на крышке корпуса расположены кнопка «ТЕСТ», кнопка «ВКЛ» и индикатор напряжения, отличающийся тем, что первичная обмотка дифференциального трансформатора тока состоит из трех фазных и нулевого проводников, подключенных к четырем штырям вилки и к четырем упругим пластинам розетки, при этом силовая контактная группа содержит восемь контактов.A three-phase differential current switch containing a housing in which a solenoid is installed, a differential current transformer having primary and secondary windings, the primary winding consists of phase and neutral conductors connected to the contacts of the power contact group, connected to the plug pins and power two-section elastic plates of the socket, and the secondary winding is a coil on the toroidal core to which the starting device is connected, on the case cover there is a “TEST” button, a “VK” button "And voltage indicator, characterized in that the primary winding of the differential current transformer is composed of three phase and neutral conductors connected to four pins of a plug and a socket four elastic plates, the contact force group contains eight contacts.

Images