RU227174U1 - Arc flash protection light-signal device - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области пожарной безопасности и электроэнергетики, а именно к светосигнальным устройствам обнаружения и защиты при дуговом пробое (искрении) в электрических сетях и электроустановках, в помещениях, сооружениях, зданиях и др. объектах для обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации электрооборудования. Светосигнальное устройство включает блок считывания напряжения, датчик тока, блок выделения высокочастотных сигналов тока, блок выделения среднечастотных сигналов тока, микроконтроллер, блок питания и блок световой сигнализации. Блок считывания напряжения соединен с микроконтроллером, который одновременно соединен с блоком световой сигнализации, а также с блоком выделения высокочастотных сигналов тока и блоком выделения среднечастотных сигналов тока, каждый из которых соединен с датчиком тока. Технический результат, достигаемый конструкцией заявляемого устройства, состоит в обеспечении защиты электрооборудования при наличии дугового пробоя (искрения) путем оповещения световой сигнализацией, а также повышении надежности электрических сетей и их пожарной безопасности, в первую очередь для сетей, отключение которых вызовет негативные последствия. 1 ил. The utility model relates to the field of fire safety and electrical power engineering, namely to light-signal devices for detection and protection during arc breakdown (sparking) in electrical networks and electrical installations, in premises, structures, buildings and other objects to ensure fire safety during the operation of electrical equipment. The light signaling device includes a voltage reading unit, a current sensor, a unit for isolating high-frequency current signals, a unit for isolating mid-frequency current signals, a microcontroller, a power supply and a light signaling unit. The voltage reading unit is connected to a microcontroller, which is simultaneously connected to a light signaling unit, as well as to a block for isolating high-frequency current signals and a unit for isolating mid-frequency current signals, each of which is connected to a current sensor. The technical result achieved by the design of the inventive device is to ensure protection of electrical equipment in the presence of an arc breakdown (sparking) by warning with a light alarm, as well as increasing the reliability of electrical networks and their fire safety, primarily for networks whose shutdown will cause negative consequences. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области пожарной безопасности и электроэнергетики, а именно к светосигнальным устройствам обнаружения и защиты при дуговом пробое (искрении) в электрических сетях и электроустановках, в помещениях, сооружениях, зданиях и др. объектах для обеспечения пожарной безопасности при эксплуатации электрооборудования, и может быть использована для обнаружения искрения в цепи потребителя без отключения цепи категорий потребителей, внезапное отключение которых может привести к негативным последствиям.The utility model relates to the field of fire safety and electrical power engineering, namely to light-signal devices for detection and protection during arc breakdown (sparking) in electrical networks and electrical installations, in premises, structures, buildings and other objects to ensure fire safety during the operation of electrical equipment, and can be used to detect sparking in a consumer circuit without disconnecting the circuit of categories of consumers, the sudden shutdown of which can lead to negative consequences.

Известно техническое решение (Патент RU 2660285 С1, МПК Н02Н 7/26 опубл. 05/07/2018), которое предлагает устройство защиты от искрения в защищаемой цепи и способ его работы. Предлагаемое устройство защиты от искрения в цепи включает блок считывания напряжения, датчик тока, блок выделения высокочастотных сигналов тока, блок выделения среднечастотных сигналов тока, микроконтроллер, блок питания и орган отключения. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения события искрения, снижение количества ложных срабатываний устройства защиты от искрения, увеличение зоны обслуживания, количества подключенных электроприборов, протяженности и разветвленности защищаемой цепи.A technical solution is known (Patent RU 2660285 C1, IPC N02N 7/26 publ. 07/05/2018), which offers a spark protection device in the protected circuit and a method of its operation. The proposed device for protection against sparking in a circuit includes a voltage reading unit, a current sensor, a unit for isolating high-frequency current signals, a unit for isolating mid-frequency current signals, a microcontroller, a power supply and a shutdown element. The technical result of the invention is to increase the accuracy of determining the sparking event, reduce the number of false alarms of the spark protection device, increase the service area, the number of connected electrical appliances, the length and branching of the protected circuit.

При всех преимуществах устройства, позволяющего защитить участок сети от дугового пробоя, следует отметить, что в электрических сетях или электроустановках при эксплуатации электрооборудования имеются определенные категории потребителей, отключение которых приведет к:With all the advantages of a device that allows you to protect a network section from an arc breakdown, it should be noted that in electrical networks or electrical installations during the operation of electrical equipment there are certain categories of consumers, the disconnection of which will lead to:

угрозе жизни и здоровья людей (противопожарная автоматика и медицинские установки жизнеобеспечения);threat to human life and health (fire-fighting automation and medical life support installations);

возникновению аварийных ситуаций (инженерные системы жизнеобеспечения);occurrence of emergency situations (engineering life support systems);

большому экономическому ущербу (сложные технологические установки).large economic damage (complex technological installations).

В связи с этим заявляемая полезная модель решает техническую проблему расширения арсенала средств защиты при дуговом пробое без отключения определенных категорий потребителей.In this regard, the claimed utility model solves the technical problem of expanding the arsenal of protective equipment in case of arc breakdown without disconnecting certain categories of consumers.

Технический результат состоит в реализации указанного назначения – обеспечении защиты электрооборудования при наличии дугового пробоя (искрения) без отключения путем оповещения световой сигнализацией, повышающей надежность электрических сетей и их пожарной безопасности. Светосигнальное устройство защиты при дуговом пробое (УЗДП) предназначено для работы в электрических сетях для пожарной безопасности при эксплуатации электрооборудования.The technical result consists in the implementation of the specified purpose - ensuring the protection of electrical equipment in the presence of an arc breakdown (sparking) without shutting down by warning with a light alarm, which increases the reliability of electrical networks and their fire safety. The light-signal arc fault protection device (APD) is designed for operation in electrical networks for fire safety during the operation of electrical equipment.

Технический результат достигается конструкцией заявляемого устройства защиты при дуговом пробое, где по сравнению с выбранным прототипом исключается орган отключения и вводится блок световой сигнализации, который при наличии дугового пробоя (искрения) в электрической сети выдает световую индикацию о его появлении без отключения устройства и электрической цепи.The technical result is achieved by the design of the proposed arc breakdown protection device, where, in comparison with the selected prototype, the shutdown organ is eliminated and a light signaling unit is introduced, which, in the presence of an arc breakdown (sparking) in the electrical network, provides a light indication of its occurrence without disconnecting the device and the electrical circuit.

Таким образом, указанная техническая проблема решается, и технический результат достигается светосигнальным устройством защиты при дуговом пробое, содержащим блок питания, блок считывания напряжения, блок световой сигнализации, включенные относительно друг друга в указанной последовательности параллельно, а также включающим датчик тока, блок выделения высокочастотных сигналов тока, блок выделения среднечастотных сигналов тока, микроконтроллер, где блок считывания напряжения соединен с микроконтроллером, соединенным с блоком световой сигнализации, а также с блоком выделения высокочастотных сигналов тока и блоком выделения среднечастотных сигналов тока, каждый из которых соединен с датчиком тока; при этом блок питания выполнен с возможностью подключения к источнику питания.Thus, the specified technical problem is solved, and the technical result is achieved by a light-signal device for protection against arc breakdown, containing a power supply unit, a voltage reading unit, a light signaling unit, connected relative to each other in the specified sequence in parallel, and also including a current sensor, a unit for isolating high-frequency signals current, a block for isolating mid-frequency current signals, a microcontroller, where the voltage reading unit is connected to a microcontroller connected to a light signaling unit, as well as to a block for isolating high-frequency current signals and a unit for isolating mid-frequency current signals, each of which is connected to a current sensor; wherein the power supply is configured to be connected to a power source.

На фигуре представлена схема светосигнального устройства защиты при дуговом пробое (искрении).The figure shows a diagram of a light-signal protection device in case of arc breakdown (sparking).

Светосигнальное устройство 1 защиты при дуговом пробое включает в себя: блок 2 считывания напряжения, датчик 3 тока, блок 4 выделения высокочастотных сигналов тока, блок 5 выделения среднечастотных сигналов тока, микроконтроллер 6, блок 7 питания, а также блок 8 световой сигнализации. Блок 7 питания, выполненный с возможностью подключения к источнику питания, блок 2 считывания напряжения, блок 8 световой сигнализации включены относительно друг друга в указанной последовательности параллельно. Блок 2 считывания напряжения соединен с микроконтроллером 6, который в свою очередь соединен с блоком 8 световой сигнализации, а также с блоком 4 выделения высокочастотных сигналов тока и блоком 5 выделения среднечастотных сигналов тока, каждый из которых соединен с датчиком 3 тока.The light-signaling device 1 for protection against arc breakdown includes: a voltage reading unit 2, a current sensor 3, a unit 4 for isolating high-frequency current signals, a unit 5 for isolating mid-frequency current signals, a microcontroller 6, a power supply unit 7, and a light signaling unit 8. Power supply unit 7, configured to be connected to a power source, voltage reading unit 2, light signaling unit 8 are connected relative to each other in the specified sequence in parallel. Voltage reading block 2 is connected to microcontroller 6, which in turn is connected to light signaling block 8, as well as to block 4 for separating high-frequency current signals and block 5 for separating mid-frequency current signals, each of which is connected to current sensor 3.

Светосигнальное УЗДП 1 монтируется стационарно, включается в линию между источником питания 9, например, вводным щитом, или сетью, и потребителем 10.The light-signal SPD 1 is mounted permanently, connected to the line between the power source 9, for example, an input panel, or a network, and the consumer 10.

Работа заявляемого светосигнального устройства защиты при дуговом пробое реализуется следующим образом.The operation of the proposed light-signal protection device during arc breakdown is implemented as follows.

Светосигнальное УЗДП 1 запитывается от сети через блок 7 питания. Сигналы, поступающие от блока 2 считывания напряжения (в низкочастотной и среднечастотной областях), и сигналы, поступающие от датчика 3 тока (в высокочастотной и среднечастотной областях), через блок 4 выделения высокочастотных сигналов тока и блок 5 выделения среднечастотных сигналов, анализирует микроконтроллер 6, накапливая информацию о единичных искровых разрядах в течение заданного времени и сохраняя ее в виде параметра искрения. После получения и анализа сигналов микроконтроллер 6 определяет, есть ли единичный искровой разряд (ЕИР) в сети потребителя, и в случае положительного ответа последовательность подтвержденных ЕИР анализируется с целью определения искрения – по достижении параметром искрения заданного значения регистрируют искрение. При подтверждении искрения микроконтроллер 6 вырабатывает сигнал для блока 8 световой сигнализации о наличии искрения в цепи потребителя 10. Появление светового сигнала является основанием для мониторинга указанной цепи потребителя с целью недопущения возникновения пожара при этом без отключения цепи определенных категорий потребителей, внезапное отключение которых является нежелательным или приводящим к негативным последствиям. Исходя из практического опыта, повторная световая индикация свидетельствует о необходимости ремонта цепи потребителя, который можно осуществить без внезапного отключения цепи.The light signaling device 1 is powered from the network through the power supply 7. The signals coming from the voltage reading unit 2 (in the low-frequency and mid-frequency regions), and the signals coming from the current sensor 3 (in the high-frequency and mid-frequency regions), through the high-frequency current signal extraction unit 4 and the mid-frequency signal extraction unit 5, are analyzed by the microcontroller 6, accumulating information about single spark discharges for a given time and storing it in the form of a sparking parameter. After receiving and analyzing the signals, microcontroller 6 determines whether there is a single spark discharge (SID) in the consumer network, and if the answer is positive, the sequence of confirmed SIDs is analyzed to determine sparking - when the sparking parameter reaches the specified value, sparking is recorded. When confirmation of sparking, the microcontroller 6 generates a signal for the light signaling unit 8 about the presence of sparking in the consumer circuit 10. The appearance of a light signal is the basis for monitoring the specified consumer circuit in order to prevent a fire without disconnecting the circuit of certain categories of consumers, the sudden shutdown of which is undesirable or leading to negative consequences. Based on practical experience, repeated light indication indicates the need to repair the consumer circuit, which can be carried out without sudden shutdown of the circuit.

Таким образом, предложено светосигнальное устройство защиты при дуговом пробое, расширяющее арсенал средств указанного назначения, позволяющее повысить пожарную безопасность с целью предупреждения пожаров, связанных с возникновением электрических пробоев (искрения) без отключения потребителей, а также надежность электрических сетей и электроустановок. Заявляемое устройство в первую очередь предназначено для использования в электрических сетях или электроустановках при эксплуатации электрооборудования, отключение которых вызовет негативные последствия.Thus, a light-signal device for protection against arc breakdown has been proposed, expanding the arsenal of means for this purpose, allowing to increase fire safety in order to prevent fires associated with the occurrence of electrical breakdowns (sparking) without disconnecting consumers, as well as the reliability of electrical networks and electrical installations. The inventive device is primarily intended for use in electrical networks or electrical installations during the operation of electrical equipment, the disconnection of which will cause negative consequences.

Claims (1)

Светосигнальное устройство защиты при дуговом пробое, включающее блок питания, блок считывания напряжения, блок световой сигнализации, включенные относительно друг друга в указанной последовательности параллельно, а также включающее датчик тока, блок выделения высокочастотных сигналов тока, блок выделения среднечастотных сигналов тока, микроконтроллер, где блок считывания напряжения соединен с микроконтроллером, который соединен с блоком световой сигнализации, а также с блоком выделения высокочастотных сигналов тока и блоком выделения среднечастотных сигналов тока, каждый из которых соединен с датчиком тока; при этом блок питания выполнен с возможностью подключения к источнику питания.A light-signal device for protection against arc breakdown, including a power supply unit, a voltage reading unit, a light signaling unit, connected relative to each other in the specified sequence in parallel, and also including a current sensor, a unit for isolating high-frequency current signals, a unit for isolating mid-frequency current signals, a microcontroller, where the unit the voltage reading unit is connected to a microcontroller, which is connected to a light signaling unit, as well as to a block for isolating high-frequency current signals and a unit for isolating mid-frequency current signals, each of which is connected to a current sensor; wherein the power supply is configured to be connected to a power source.