RU2042245C1 - Circuit-opening protective device - Google Patents

Circuit-opening protective device Download PDF

Info

Publication number
RU2042245C1
RU2042245C1 RU93032836A RU93032836A RU2042245C1 RU 2042245 C1 RU2042245 C1 RU 2042245C1 RU 93032836 A RU93032836 A RU 93032836A RU 93032836 A RU93032836 A RU 93032836A RU 2042245 C1 RU2042245 C1 RU 2042245C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
transformer
secondary winding
leads
Prior art date
Application number
RU93032836A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93032836A (en
Inventor
В.П. Курочкин
А.Е. Лысенко
А.В. Цыбин
Original Assignee
Курочкин Владимир Петрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Курочкин Владимир Петрович filed Critical Курочкин Владимир Петрович
Priority to RU93032836A priority Critical patent/RU2042245C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2042245C1 publication Critical patent/RU2042245C1/en
Publication of RU93032836A publication Critical patent/RU93032836A/en

Links

Images

Landscapes

  • Breakers (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: circuit-opening protective device has current transformer provided with two balanced primary windings connected differentially and one secondary winding, sensing amplifier, threshold element, and circuit-opening relay with input terminals connected through its contacts to starting leads of primary windings, finishing leads of the latter being connected to output terminals; one of transformer secondary leads is connected to common potential and other lead, to input of sensing amplifier whose output is connected to input of threshold element whose output is connected to one of leads of circuit-opening relay whose other lead is connected to d.c. power supply. Novelty in device is introduction of second transformer secondary winding and resistor one of whose leads is connected to output of sensing amplifier and to input of threshold element and other lead, to one of leads of second secondary winding whose other lead is connected to common potential. EFFECT: improved sensitivity to leakage currents, reduced size of transformer. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электронике, в частности к защитным устройствам, и может быть использовано для защиты человека от поражения электрическим током в сети переменного тока. The invention relates to electronics, in particular to protective devices, and can be used to protect a person from electric shock in an alternating current network.

Известно автоматическое защитное устройство, содержащее трехфазный трансформатор тока, чувствительный усилитель, выпрямительно-пороговый узел и отключающее реле. Через контакты отключающего реле входные клеммы трех фаз соединяются с началами первичных токовых обмоток трансформатора, а к концам этих обмоток подключается нагрузка. Один из выводов вторичной обмотки трансформатора подключен к общему потенциалу, а второй вывод к входу чувствительного усилителя, выход которого соединен с входом выпрямительно-порогового узла, а выход выпрямительно-порогового узла соединен с одним из выводов отключающего реле, другой вывод которого подключен к источнику питания [1]
Недостатками известного устройства являются низкая чувствительность токов утечки и значительные габариты трансформатора.An automatic protective device is known comprising a three-phase current transformer, a sensitive amplifier, a rectifier-threshold unit and a trip relay. Through the contacts of the trip relay, the input terminals of the three phases are connected to the beginnings of the primary current windings of the transformer, and a load is connected to the ends of these windings. One of the terminals of the secondary winding of the transformer is connected to the common potential, and the second terminal is to the input of the sensitive amplifier, the output of which is connected to the input of the rectifier-threshold node, and the output of the rectifier-threshold node is connected to one of the terminals of the trip relay, the other terminal of which is connected to the power source [1]
The disadvantages of the known device are the low sensitivity of leakage currents and the significant dimensions of the transformer.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа устройство защитного отключения, включающее трансформатор тока, содержащий две симметричные первичные обмотки, включенные встречно, и одну вторичную обмотку, чувствительный усилитель, пороговый элемент и отключающее реле, через контакты которого входные клеммы подключены к началам первичных обмоток, концы которых соединены с выходными клеммами, вторичная обмотка трансформатора одним из выводов подключена к общему потенциалу, а вторым выводом к входу чувствительного усилителя, выход которого соединен с входом порогового элемента, выход которого подключен к одному из выводов отключающего реле, другой вывод которого подключен к источнику постоянного тока [2]
Недостатками известного устройства являются низкая чувствительность токов утечки и значительные габариты трансформатора из-за того, что трансформатор и чувствительный усилитель на связаны обратными связями.The closest in technical essence to the claimed device is a residual current circuit breaker selected as a prototype, including a current transformer containing two symmetrical primary windings connected in the opposite direction, and one secondary winding, a sensitive amplifier, a threshold element and a tripping relay, through the contacts of which the input terminals are connected to the beginnings of the primary windings, the ends of which are connected to the output terminals, the secondary winding of the transformer is connected to the common potential by one of the terminals, and the second output to the input of a sensitive amplifier, the output of which is connected to the input of a threshold element, the output of which is connected to one of the outputs of the trip relay, the other output of which is connected to a DC source [2]
The disadvantages of the known device are the low sensitivity of the leakage currents and the large dimensions of the transformer due to the fact that the transformer and the sensitive amplifier are not connected by feedbacks.

Проанализировав недостатки известных технических решений, можно сделать вывод, что возникла необходимость в создании устройства защитного отключения, обладающего повышенной чувствительностью токов утечки и малыми габаритами трансформатора, предназначенного для автоматического отключения электроустановок при прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека. After analyzing the shortcomings of the known technical solutions, it can be concluded that there was a need to create a residual current device having increased sensitivity of leakage currents and the small size of a transformer designed to automatically turn off electrical installations when touching parts under voltage that are unacceptable to humans.

Цель изобретения повышение чувствительности токов утечки и уменьшение габаритов трансформатора за счет введения отрицательной обратной связи. Одновременно с высокой чувствительностью при очень малых габаритах сердечника трансформатора увеличивается помехоустойчивость. The purpose of the invention is to increase the sensitivity of leakage currents and reduce the dimensions of the transformer by introducing negative feedback. Simultaneously with high sensitivity with very small dimensions of the transformer core, noise immunity increases.

Устройство характеризуется следующей совокупностью существенных признаков. The device is characterized by the following set of essential features.

Устройство защитного отключения включает в себя трансформатор тока, содержащий две симметричные первичные обмотки, включенные встречно, и одну вторичную обмотку, чувствительный усилитель, пороговый элемент и отключающее реле, через контакты которого входные клеммы подключены к началам первичных обмоток, концы которых соединены с выходными клеммами, вторичная обмотка трансформатора одним из выводов подключена к общему потенциалу, а вторым выводом к входу чувствительного элемента, выход которого соединен с входом порогового элемента, выход которого подключен к одному из выводов отключающего реле, другой вывод которого подключен к источнику постоянного тока. В устройство введены вторая вторичная обмотка трансформатора и резистор, один из выводов которого подключен к выходу чувствительного усилителя и к входу порогового элемента, а второй вывод к одному из выводов второй вторичной обмотки, другой вывод которой подключен к общему потенциалу. The residual current device includes a current transformer containing two symmetrical primary windings connected in the opposite direction, and one secondary winding, a sensitive amplifier, a threshold element and a tripping relay, through the contacts of which the input terminals are connected to the beginnings of the primary windings, the ends of which are connected to the output terminals, the secondary winding of the transformer with one of the terminals connected to the common potential, and the second terminal to the input of the sensing element, the output of which is connected to the input of the threshold element, Exit is connected to one terminal of the trip relay, the other terminal of which is connected to a DC power source. A second secondary winding of the transformer and a resistor are introduced into the device, one of the terminals of which is connected to the output of the sensitive amplifier and to the input of the threshold element, and the second terminal to one of the terminals of the second secondary winding, the other terminal of which is connected to the common potential.

По сравнению с известными техническими решениями заявленное решение позволяет повысить чувствительность токов утечки, увеличить помехоустойчивость и уменьшить габариты трансформатора. Кроме того, повышается надежность устройства. Compared with the known technical solutions, the claimed solution allows to increase the sensitivity of leakage currents, increase noise immunity and reduce the dimensions of the transformer. In addition, the reliability of the device is increased.

На чертеже представлена функциональная схема устройства защитного отключения. The drawing shows a functional diagram of a residual current device.

Устройство защитного отключения включает в себя трансформатор 1 тока, имеющий две симметричные первичные обмотки, включенные встречно, и две симметричные вторичные обмотки, чувствительный усилитель 2, пороговый элемент 3 и отключающее реле 4. Через контакты 5 отключающего реле 4 входные клеммы 6, 7 подключены к началам первичных обмоток трансформатора 1, концы которых соединены с выходными клеммами 8, 9. Первая вторичная обмотка трансформатора одним из выводов подключена к общему потенциалу, а вторым выводом к входу чувствительного элемента 3. Выход порогового элемента 3 подключен к одному из выводов отключающего реле 4, другой вывод которого подключен к источнику 10 постоянного тока. Вторая вторичная обмотка трансформатора 1 одним из выводов подключена к общему потенциалу, а другим выводом к одному из выводов резистора 11, другой вывод которого подключен к выходу чувствительного усилителя 2 и к входу порогового элемента 3. The residual current device includes a current transformer 1, which has two symmetrical primary windings connected in the opposite direction, and two symmetric secondary windings, a sensitive amplifier 2, a threshold element 3 and a tripping relay 4. Through contacts 5 of the tripping relay 4, the input terminals 6, 7 are connected to the beginnings of the primary windings of the transformer 1, the ends of which are connected to the output terminals 8, 9. The first secondary winding of the transformer is connected to the common potential by one of the terminals, and by the second terminal to the input of the sensing element 3. The output of the threshold element 3 is connected to one of the terminals of the tripping relay 4, the other terminal of which is connected to a direct current source 10. The second secondary winding of the transformer 1 with one of the terminals is connected to the common potential, and with the other terminal to one of the terminals of the resistor 11, the other terminal of which is connected to the output of the sensitive amplifier 2 and to the input of the threshold element 3.

Устройство защитного отключения работает следующим образом. The residual current device operates as follows.

Сетевое напряжение переменного тока, подводимое к входным клеммам 6, 7, поступает к началам первичных обмоток трансформатора 1 через замкнутые контакты 5 отключающего реле 4. С концов первичных обмоток трансформатора 1 сетевое напряжение поступает на выходные клеммы 8, 9, к которым подключена, например, нагрузка. Ток нагрузки, протекая через первичные обмотки трансформатора 1, вызывает магнитные потоки, которые полностью компенсируются за счет встречного включения первичных обмоток трансформатора 1. В этом случае во вторичных обмотках трансформатора 1 и на выходе чувствительного усилителя 2 напряжение не возникает. Пороговый элемент 3 не срабатывает и не включает отключающее реле 4, которое своими контактами 5 сохраняет цепь тока нагрузки. The AC mains voltage supplied to the input terminals 6, 7 is supplied to the beginnings of the primary windings of the transformer 1 through the closed contacts 5 of the disconnecting relay 4. From the ends of the primary windings of the transformer 1, the mains voltage is supplied to the output terminals 8, 9, to which, for example, load. The load current, flowing through the primary windings of the transformer 1, causes magnetic fluxes, which are fully compensated by the oncoming switching on of the primary windings of the transformer 1. In this case, no voltage arises in the secondary windings of the transformer 1 and at the output of the sensitive amplifier 2. The threshold element 3 does not work and does not include a trip relay 4, which with its contacts 5 saves the load current circuit.

При прикосновении человека к токоведущим частям нагрузки появляется ток утечки между клеммами 6-9 или 7-8. Появившийся ток утечки добавляется к току нагрузки только в одной первичной обмотке трансформатора 1, а во вторичной обмотке наводится напряжение, которое усиливается чувствительным усилителем 2. Напряжение на выходе чувствительного усилителя 2 создает ток для компенсации тока утечки через отрицательную обратную связь, состоящую из резистора 11 и второй вторичной обмотки трансформатора 1. Напряжение на выходе чувствительного усилителя 2 определяется из следующего соотношения:
Vвых= W1 / W2 ˙ Iут ˙ R, где W1 число витков первичных обмоток;
W2 число витков вторичных обмоток;
Iут ток утечки;
R сопротивление резистора 11.When a person touches live parts of the load, a leakage current appears between terminals 6–9 or 7–8. The resulting leakage current is added to the load current in only one primary winding of the transformer 1, and a voltage is induced in the secondary winding, which is amplified by the sensitive amplifier 2. The voltage at the output of the sensitive amplifier 2 creates a current to compensate for the leakage current through the negative feedback, consisting of a resistor 11 and the second secondary winding of the transformer 1. The voltage at the output of the sensitive amplifier 2 is determined from the following relationship:
V o = W 1 / W 2 ˙ I ut ˙ R, where W 1 the number of turns of the primary windings;
W 2 the number of turns of the secondary windings;
I ut leakage current;
R is the resistance of the resistor 11.

Когда величина напряжения на выходе чувствительного усилителя 2 соответствует величине напряжения срабатывания порогового элемента 3, последний срабатывает и включает отключающее реле 4, через контакты которого отключается нагрузка от сетевого напряжения и тем самым предотвращается поражение человека электрическим током. When the voltage value at the output of the sensitive amplifier 2 corresponds to the voltage value of the threshold element 3, the latter is activated and turns on the disconnecting relay 4, through the contacts of which the load is disconnected from the mains voltage and thereby prevents electric shock to a person.

Таким образом, благодаря введению отрицательной обратной связи трансформатор 1 находится в активном режиме, что предотвращает его насыщение. Тем самым увеличивается помехоустойчивость одновременно с высокой чувствительностью токов утечки при очень малых габаритах сердечника трансформатора 1. Кроме того, величина W1 ˙ Iут/W2 из приведенного в тексте соотношения является током компенсации тока утечки. Токи утечки составляют доли и единицы миллиампер, поэтому токи компенсации соизмеримы. Следовательно, число витков вторичных обмоток незначительное, что сокращает до минимума расход меди.Thus, due to the introduction of negative feedback, the transformer 1 is in the active mode, which prevents its saturation. Thus, the noise immunity increases simultaneously with high sensitivity of leakage currents at very small dimensions of the core of transformer 1. In addition, the value of W 1 W I ut / W 2 from the ratio given in the text is the leakage current compensation current. Leakage currents are fractions and units of milliamps, therefore compensation currents are comparable. Consequently, the number of turns of the secondary windings is insignificant, which minimizes the consumption of copper.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ, содержащее трансформатор тока с двумя симметричными первичными обмотками, включенными встречно, и одной вторичной обмоткой, чувствительный усилитель, пороговый элемент и отключающее реле, через контакты которого входные клеммы подключены к началам первичных обмоток, концы которых соединены с выходными клеммами, вторичная обмотка трансформатора тока одним из выводов подключена к общему потенциалу, а вторым выводом к входу чувствительного усилителя, выход которого соединен с входом порогового элемента, выход которого подключен к одному из выводов отключающего реле, другой вывод которого подключен к источнику постоянного тока, отличающееся тем, что в него введена вторая вторичная обмотка трансформатора тока и резистор, один из выводов которого подключен к выходу чувствительного усилителя и к входу порогового элемента, а второй вывод к одному из выводов второй вторичной обмотки, другой вывод которой подключен к общему потенциалу. PROTECTIVE CIRCUIT BREAKER, containing a current transformer with two symmetrical primary windings connected in the opposite direction and one secondary winding, a sensitive amplifier, a threshold element and a tripping relay, through the contacts of which the input terminals are connected to the beginnings of the primary windings, the ends of which are connected to the output terminals, the secondary winding the current transformer with one of the terminals connected to the common potential, and the second terminal to the input of the sensitive amplifier, the output of which is connected to the input of the threshold element the output of which is connected to one of the outputs of the trip relay, the other output of which is connected to a DC source, characterized in that a second secondary winding of the current transformer and a resistor are introduced into it, one of the outputs of which is connected to the output of the sensitive amplifier and to the input of the threshold element, and the second terminal to one of the terminals of the second secondary winding, the other terminal of which is connected to the common potential.
RU93032836A 1993-06-23 1993-06-23 Circuit-opening protective device RU2042245C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93032836A RU2042245C1 (en) 1993-06-23 1993-06-23 Circuit-opening protective device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93032836A RU2042245C1 (en) 1993-06-23 1993-06-23 Circuit-opening protective device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2042245C1 true RU2042245C1 (en) 1995-08-20
RU93032836A RU93032836A (en) 1995-11-10

Family

ID=20143839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93032836A RU2042245C1 (en) 1993-06-23 1993-06-23 Circuit-opening protective device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2042245C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент Великобритании N 2211688, кл. H 02H 3/33, 1987. *
2. Устройство защитного отключения УЗО-В. Руководство по эксплуатации ИЖТШ. 656.111.058 РЭ. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6381113B1 (en) Leakage current protection device adapted to a wide variety of domestic and international applications
US3944888A (en) Selective tripping of two-pole ground fault interrupter
US4656365A (en) Solid state power controller leakage current shunt circuit
US3895263A (en) Grounded neutral detector drive circuit for two pole ground fault interrupter
ES8305968A1 (en) Ratio ground relay.
KR930010685B1 (en) Circuit breaker
GB1587222A (en) Ground fault interruptor
RU2042245C1 (en) Circuit-opening protective device
US20140340798A1 (en) Ground-fault circuit interrupter
GB1517352A (en) Ground fault circuit interrupter
US3617809A (en) Electronic safety system
GB2170367A (en) Residual current device
GB2251741A (en) Rapid response ground fault circuit interrupter
US2858455A (en) Electric circuit comprising of a transformer and a series condenser in one of the windings
RU2024141C1 (en) Current protection device for high voltage installation
SE8001097L (en) DIFFERENTIAL PROTECTION
RU2124794C1 (en) Device for protective disconnection in ac circuit with grounded neutral
SU1598014A1 (en) Device for ground fault protection in single-phase mains
ATE152299T1 (en) RESIDUAL CURRENT PROTECTION BREAKER
RU1772859C (en) Ac circuit overload and open-circuit fault protection pickup
JP3231374B2 (en) Earth leakage breaker
SU1614068A1 (en) Device for protecting a groups of single-phase a.c.installations
SU595819A1 (en) Device for overload protection of ac electric installation
RU2124259C1 (en) Method for protecting controlled reactor against internal short circuits
RU2191467C2 (en) Control device for automatic switch-off unit controlled by differential electric current