RU2441305C1 - Combined protective cutout device - Google Patents
Combined protective cutout device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2441305C1 RU2441305C1 RU2010133509/07A RU2010133509A RU2441305C1 RU 2441305 C1 RU2441305 C1 RU 2441305C1 RU 2010133509/07 A RU2010133509/07 A RU 2010133509/07A RU 2010133509 A RU2010133509 A RU 2010133509A RU 2441305 C1 RU2441305 C1 RU 2441305C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- resistor
- comparator
- input
- amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим устройствам защиты людей от поражения электрическим током при снижении сопротивления изоляции электроприемников и появлении тока утечки в землю и при превышении напряжения сети свыше допустимого по ГОСТу 220+10%=242 В.The invention relates to electrical engineering, in particular to automatic devices for protecting people from electric shock while reducing the insulation resistance of power consumers and the appearance of leakage current to the ground and when the mains voltage exceeds the permissible voltage according to GOST 220 + 10% = 242 V.
Известно устройство защитного отключения комбинированное, содержащее датчик тока утечки, пиковый выпрямитель-усилитель, инерционную RC-цепь с времязадающими резистором и конденсатором, пороговый элемент с исполнительным органом и стабилизатор напряжения питания на стабилитроне, соединенные так, что выход датчика тока утечки присоединен к входу пикового выпрямителя-усилителя, выход которого соединен с времязадающим резистором, а времязадающий конденсатор соединен с входом порогового элемента с исполнительным органом, компаратор, элемент логического ИЛИ, второй времязадающий резистор, регулируемый делитель и резистор, при этом резистор одним выводом присоединен к аноду стабилитрона и неинвертирующему входу компаратора, другой вывод резистора присоединен к минусу источника питания и одному выводу регулируемого делителя, другой вывод регулируемого делителя присоединен с катоду стабилитрона, средний вывод регулируемого делителя присоединен к инвертируемому входу компаратора, выходы пикового выпрямителя-усилителя и компаратора через первый и второй времязадающие резисторы присоединены к входам элемента логического ИЛИ, а его выход присоединен к времязадающему конденсатору (Патент РФ на изобретение №2214664, М. кл. Н02Н 3/32, опубл. 2002.07.27).A combined residual current device comprising a leakage current sensor, a peak rectifier-amplifier, an inertial RC circuit with a timing resistor and a capacitor, a threshold element with an actuator, and a voltage regulator on a zener diode are connected so that the output of the leakage current sensor is connected to the peak input a rectifier-amplifier, the output of which is connected to a time-setting resistor, and the time-setting capacitor is connected to the input of the threshold element with an actuator, a comparator, logical OR, a second timing resistor, an adjustable divider and a resistor, while the resistor is connected to the anode of the zener diode and the non-inverting input of the comparator with one pin, the other resistor pin is connected to the negative of the power source and one terminal of the adjustable divider, the other terminal of the adjustable divider is connected to the zener diode cathode, the average output of the adjustable divider is connected to the inverted input of the comparator, the outputs of the peak rectifier-amplifier and comparator through the first and second time resistors are connected to the inputs of a logical OR element, and its output is connected to a timing capacitor (RF Patent for the invention No. 2214664, M. cl. H02H 3/32, publ. 2002.07.27).
Недостатком данного устройства являются заниженные функциональные возможности, обусловленные тем, что при превышении напряжения сети свыше допустимого по ГОСТу 220+10%=242 В происходит отключение сети, а не снижение величины напряжения.The disadvantage of this device is its underestimated functionality, due to the fact that when the network voltage exceeds the permissible voltage according to GOST 220 + 10% = 242 V, the network is turned off, and not the voltage value decreases.
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет снижения величины напряжения при превышении напряжения сети свыше допустимого по ГОСТу 220+10%=242 В. Технический результат достигается за счет обеспечения однополупериодного протекания тока через нагрузку после размыкания сети контактами исполнительного органа.An object of the invention is to expand the functionality of the device by reducing the voltage when the mains voltage exceeds the permissible voltage according to GOST 220 + 10% = 242 V. The technical result is achieved by ensuring a half-wave current flow through the load after the mains are opened by the contacts of the executive body.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что устройство защитного отключения комбинированное, содержащее датчик тока утечки, пиковый выпрямитель-усилитель, инерционную RC-цепь с времязадающими резистором и конденсатором, пороговый элемент с исполнительным органом и стабилизатор напряжения питания на стабилитроне, соединенные так, что выход датчика тока утечки присоединен к входу пикового выпрямителя-усилителя, выход которого соединен с времязадающим резистором, а времязадающий конденсатор соединен с входом порогового элемента с исполнительным органом, компаратор, элемент логического ИЛИ, второй времязадающий резистор, регулируемый делитель и резистор, при этом резистор одним выводом присоединен к аноду стабилитрона и не инвертирующему входу компаратора, другой вывод резистора присоединен к минусу источника питания и одному выводу регулируемого делителя, другой вывод регулируемого делителя присоединен с катоду стабилитрона, средний вывод регулируемого делителя присоединен к инвертируемому входу компаратора, выходы пикового выпрямителя-усилителя и компаратора через первый и второй времязадающие резисторы присоединены к входам элемента логического ИЛИ, а его выход присоединен к времязадающему конденсатору, дополнительно содержит первый и второй тиристоры управляющие входы которых соединены с выходом компаратора, вход первого и выход второго тиристоров соединены с входными проводами сети, а выход первого и вход второго тиристоров соединены с выходными проводами сети.The essence of the claimed invention lies in the fact that the combined protective device containing a leakage current sensor, a peak rectifier-amplifier, an inertial RC circuit with a timing resistor and capacitor, a threshold element with an actuator and a voltage stabilizer on a zener diode, connected so that the output the leakage current sensor is connected to the input of the peak rectifier-amplifier, the output of which is connected to a timing resistor, and the timing of the capacitor is connected to the input of the threshold ele ment with an executive body, a comparator, a logical OR element, a second timing resistor, an adjustable divider and a resistor, while the resistor is connected to the anode of the zener diode and the inverter is not inverting, the other output of the resistor is connected to the negative of the power source and one output of the adjustable divider, another the output of the adjustable divider is connected to the zener diode cathode, the middle output of the adjustable divider is connected to the inverted input of the comparator, the outputs of the peak rectifier-amplifier and the omparator through the first and second timing resistors is connected to the inputs of a logical OR element, and its output is connected to a timing capacitor, additionally contains the first and second thyristors whose control inputs are connected to the output of the comparator, the input of the first and the output of the second thyristor are connected to the input wires of the network, and the output the first and the input of the second thyristors are connected to the output wires of the network.
На чертеже приведена функциональная схема устройства защиты линии электропередач, где: 1 - датчик тока утечка; 2 - пиковый выпрямитель-усилитель; 3 - инерционная RC-цепь с первым времязадающим резистором R1 и времязадающим конденсатором С; 4 - пороговый элемент; 5 - исполнительный орган (реле); 6 - источник питания; 7 - стабилитрон; 8 - компаратор; 9 - элемент логического ИЛИ; 10 - второй времязадающий резистор; 11 - регулируемый делитель; 12 - резистор; 13, 14 - тиристоры.The drawing shows a functional diagram of a power line protection device, where: 1 - leakage current sensor; 2 - peak rectifier amplifier; 3 - inertial RC circuit with a first timing resistor R1 and timing capacitor C; 4 - threshold element; 5 - executive body (relay); 6 - power source; 7 - zener diode; 8 - a comparator; 9 - logical OR element; 10 - the second timing resistor; 11 - adjustable divider; 12 - resistor; 13, 14 - thyristors.
Устройство защитного отключения комбинированное содержит датчик тока утечки 1, пиковый выпрямитель-усилитель 2, инерционную RC-цепь с времязадающими резистором и конденсатором 3, пороговый элемент 4 с исполнительным органом 5, источник питания 6, стабилитрон 7, компаратор 8, элемент логического ИЛИ 9, второй времязадающий резистор 10, регулируемый делитель 11, резистор 12, первый 13 и второй 14 тиристоры, причем выход датчика тока утечки 1 присоединен к входу пикового выпрямителя-усилителя 2, выход которого соединен с времязадающим резистором, а времязадающий конденсатор соединен с входом порогового элемента с исполнительным органом, компаратор, элемент логического ИЛИ, второй времязадающий резистор, регулируемый делитель 11 и резистор 12, при этом резистор 12 одним выводом присоединен к аноду стабилитрона 7 и неинвертирующему входу компаратора 8, другой вывод резистора 12 присоединен к минусу источника питания 6 и одному выводу регулируемого делителя 11, другой вывод регулируемого делителя 11 присоединен к катоду стабилитрона 7, средний вывод регулируемого делителя 11 присоединен к инвертируемому входу компаратора 8, выходы пикового выпрямителя-усилителя 2 и компаратора 8 через первый и второй времязадающие резисторы присоединены к входам элемента 9 логического ИЛИ, а его выход присоединен к времязадающему конденсатору, управляющие входы первого 13 и второго 14 тиристоров соединены с выходом компаратора 8, вход первого 13 и выход второго 14 тиристоров соединены с входными проводами сети, а выход первого 13 и вход второго 14 тиристоров соединены с выходными проводами сети.The combined circuit breaker contains a leakage current sensor 1, a peak rectifier-amplifier 2, an inertial RC circuit with a timing resistor and a capacitor 3, a threshold element 4 with an actuator 5, a power supply 6, a zener diode 7, a comparator 8, a logical OR 9, the second timing resistor 10, the adjustable divider 11, the resistor 12, the first 13 and second 14 thyristors, and the output of the leakage current sensor 1 is connected to the input of the peak rectifier-amplifier 2, the output of which is connected to the timing resistor, and the time the idler capacitor is connected to the input of the threshold element with an actuator, a comparator, a logical OR element, a second timed resistor, an adjustable divider 11 and a resistor 12, while the resistor 12 is connected to the anode of the zener diode 7 by one output and to the non-inverting input of the comparator 8, the other output of the resistor 12 is connected to the minus of the power source 6 and one terminal of the adjustable divider 11, the other terminal of the adjustable divider 11 is connected to the cathode of the zener diode 7, the middle terminal of the adjustable divider 11 is connected to the inverter controlled input of the comparator 8, the outputs of the peak rectifier-amplifier 2 and the comparator 8 through the first and second timing resistors are connected to the inputs of the logical OR element 9, and its output is connected to the timing capacitor, the control inputs of the first 13 and second 14 thyristors are connected to the output of the comparator 8, the input of the first 13 and the output of the second 14 thyristors are connected to the input wires of the network, and the output of the first 13 and the input of the second 14 thyristors are connected to the output wires of the network.
Устройство функционирует следующим образом. Работа устройства по сигналу от датчика тока утечки ничем не отличается от работы прототипа. Отличие в том, что устройство должно иметь дополнительный канал для измерения величины напряжения сети и формирования отключающего сигнала. В электронных УЗО питание полупроводниковых приборов осуществляется от бестрансформаторного источника питания, поэтому гальванического разделения любой точки схемы от сети нет. Это накладывает требование, согласно которому все потенциалы схемы должны измеряться относительно общей нулевой шины. В заявляемом устройстве такой шиной является минус источника питания. Поэтому сигнал о величине напряжения сети необходимо брать после источника питания. Известно, что при работе параметрического стабилизатора напряжения ток через стабилитрон 7 приблизительно пропорционален напряжению сети, т.е. имеет место равенства I7=kUceти. Соответственно падение напряжения на резисторе 12 также пропорционально напряжению сети U12=R12I7=kR12Uсети. Если величина сопротивления резистора 12 одного порядка с величиной дифференциального сопротивления стабилитрона 7, то качество стабилизации почти не снижается и к делителю напряжения 11 подводится стабилизированное напряжение, практически независящее от напряжения сети. Таким образом, с делителя 11 на инвертирующий вход компаратора 8 подается стабильное регулируемое опорное напряжение U11, а на неинвертирующий вход с резистора 12 напряжение U12=kUсети. Регулировкой опорного напряжения U11 можно настроить компаратор 8 так, что на его выходе будет появляться напряжение при достижении сетевым напряжением значения 242 В и более. Выходное напряжение компаратора 8 через второй времязадающий резистор 10 заряжает конденсатор С до напряжения, при котором срабатывает элемент 4 и исполнительный орган 5. Это приводит к отключению контактов автоматического выключателя, чем и обеспечивает защиту от повышенного напряжения.The device operates as follows. The operation of the device according to the signal from the leakage current sensor is no different from the work of the prototype. The difference is that the device must have an additional channel for measuring the voltage of the network and the formation of a tripping signal. In electronic RCDs, the power of semiconductor devices is carried out from a transformerless power source, so there is no galvanic separation of any point in the circuit from the network. This imposes a requirement that all potentials of a circuit must be measured with respect to a common zero bus. In the inventive device, such a bus is a minus the power source. Therefore, the signal about the voltage of the network must be taken after the power source. It is known that during the operation of the parametric voltage stabilizer, the current through the zener diode 7 is approximately proportional to the mains voltage, i.e. equality holds 7 I = kU ceti. Accordingly, the voltage drop across the resistor 12 is also proportional to the network voltage U 12 = R 12 I 7 = kR 12 U network . If the resistance value of the resistor 12 is of the same order as the differential resistance of the Zener diode 7, then the stabilization quality is almost not reduced and a stabilized voltage is supplied to the voltage divider 11, which is practically independent of the mains voltage. Thus, a stable adjustable reference voltage U 11 is supplied from the divider 11 to the inverting input of the comparator 8, and the voltage U 12 = kU of the network is supplied to the non-inverting input from the resistor 12. By adjusting the reference voltage U 11, it is possible to configure the comparator 8 so that a voltage will appear on its output when the network voltage reaches 242 V or more. The output voltage of the comparator 8 through the second timing resistor 10 charges the capacitor C to a voltage at which the element 4 and the actuator 5 are triggered. This leads to the disconnection of the contacts of the circuit breaker, which provides protection against high voltage.
Для обеспечения понижения напряжения питания используются первый 13 и второй 14 тиристоры, осуществляющие понижение напряжения питания в два раза. Напряжением с выхода порогового элемента 4 осуществляется управление исполнительным органом 5, контактами которого происходит отключение напряжения сети. При этом с выхода компаратора 8 поступает управляющий сигнал на входы управления первого 13 и второго 14 тиристора, они открываются и осуществляют однополупериодное протекание тока через нагрузку, чем понижают напряжения сети в два раза.To ensure a decrease in the supply voltage, the first 13 and second 14 thyristors are used, which carry out a decrease in the supply voltage by half. The voltage from the output of the threshold element 4 is controlled by the executive body 5, the contacts of which disconnect the mains voltage. At the same time, from the output of comparator 8, a control signal is supplied to the control inputs of the first 13 and second 14 of the thyristor, they open and carry out a half-wave current flow through the load, which reduces the network voltage by half.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010133509/07A RU2441305C1 (en) | 2010-08-10 | 2010-08-10 | Combined protective cutout device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010133509/07A RU2441305C1 (en) | 2010-08-10 | 2010-08-10 | Combined protective cutout device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2441305C1 true RU2441305C1 (en) | 2012-01-27 |
Family
ID=45786579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010133509/07A RU2441305C1 (en) | 2010-08-10 | 2010-08-10 | Combined protective cutout device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2441305C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105576603A (en) * | 2016-01-05 | 2016-05-11 | 余姚市嘉荣电子电器有限公司 | Double-input leakage protector |
| RU2711217C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-01-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Combined digital protective cut-off device |
-
2010
- 2010-08-10 RU RU2010133509/07A patent/RU2441305C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105576603A (en) * | 2016-01-05 | 2016-05-11 | 余姚市嘉荣电子电器有限公司 | Double-input leakage protector |
| RU2711217C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-01-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Combined digital protective cut-off device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8570017B2 (en) | Voltage limiter and protection of a photovoltaic module | |
| US7009825B2 (en) | Earth leakage protection device and electrical switchgear unit comprising such a device | |
| US20120019971A1 (en) | Controller Circuit Including a Switch Mode Power Converter and Automatic Recloser Using the Same | |
| KR102418710B1 (en) | charging device and terminal | |
| US10910821B2 (en) | Electrical device with power quality event protection and associated method | |
| EP3678271A1 (en) | Power source protection apparatus and terminal using same | |
| EP2804278B1 (en) | Self-power circuit for protecting relay | |
| EP3118877A1 (en) | Latching-relay drive circuit | |
| WO2016060541A1 (en) | Overvoltage protection | |
| US8649145B2 (en) | Circuit arrangement for limiting a voltage | |
| RU2676529C2 (en) | Differential protection device for shutdown device and electrical shutdown device comprising such device | |
| US8625238B2 (en) | Ground-fault circuit interrupter | |
| RU2441305C1 (en) | Combined protective cutout device | |
| WO2018116860A1 (en) | Electrical path anomaly detection device and switch equipped therewith | |
| RU2448400C1 (en) | Combined protective cutout device | |
| CN109088393A (en) | Under-voltage protecting circuit and electronic equipment | |
| WO2020136017A8 (en) | Pulse circuit for providing a fault current in a dc voltage power supply grid | |
| TWI460952B (en) | Protective circuit | |
| RU2214664C2 (en) | Composite protective disconnection device | |
| KR20150068310A (en) | Battery state monitoring circuit and battery device | |
| CN108336716A (en) | A kind of power supply module | |
| RU2595270C1 (en) | Device for protection of dc power supply | |
| AU2015201523B2 (en) | Residual current protection device | |
| TW201607207A (en) | Charge and discharge control circuit and battery device | |
| CN206226396U (en) | Zenith tracking and on-off circuit based on non-linear to voltage element |