Напівпровідниковий пристрій захисного відключення

Напівпровідниковий пристрій захисного відключення, що включає силовий семістор, підсумо Винахід відноситься до електротехніки й електроніки і призначений для захисту людини від ураження електричним струмом, будинків і споруд від пожеж, пов'язаних з ушкодженням електропроводки, а також захисту електричних мереж від струмів витоку на землю і від несанкціонованого споживання електричної енергії Напівпровідниковий пристрій захисного відключення (НППЗВ) призначений для роботи в однофазних і трифазних чотирьохпровідних мережах змінного струму з глухозаземленою нейтралю у схемах електропостачання з захисними системами TN-C, TN-C-S, TN-S.TT і може застосовуватись в системах з ізольованою нейтралю (IT) Найбільш близьким до запропонованого винаходу є пристрій [1], що містить силовий симистор, підсумовуючий трансформатор струму (ПТС), електронний підсилювач, герконове реле з розмикаючим контактом, блок керування симистром і обмежники ПІКІВ напруги Поряд з великими досягненнями, цей пристрій має і недоліки До недоліків можна віднести те, що при відключеному силовому симисторі, відключена ділянка залишається з'єднаною із джерелом живлення мережі через опір структури замкненого симистора і тому у відключену частину мережі від джерела робочого струму проникає енергія, обумовлена струмами витоку і зворотних струмів напівпровідникового елемента, які для силових симисторів можуть досягати 20мА і більш При ушкодженні ізоляції відключеної лінії струмоведучі частини можуть виявитися оголеними, унаслідок чого виникає можливість дотику до них людей, коротких замикань між струмоведучими частинами, а також між струмоведучими і заземленими частинами Струми через тіло людини можуть перевищувати допустимі величини В основі винаходу поставлено задачу забез вуючий трансформатор струму, герконове реле з розмикаючим контактом, тиристорний блок керування і обмежники ПІКІВ напруги, який відрізняється тим, що включає шунтуючий ланцюг, який містить послідовно з'єднані шунтуючий резистор та замикаючий контакт герконового реле і ввімкнений між PEN і L на виході силового семістора печення гарантійної безпеки людини в момент дотику и до струмоведучих частин знеструмленої лінії (при відключеному НППЗВ) Поставлена задача вирішується удосконаленням пристрою [1], шляхом застосування НППЗВ, в якому передбачається застосувати шунтування відключеної лінії малим, у порівнянні з опором тіла людини, опором (чи виконати закорочування лінії), це залежить від величини струмів витоку і зворотних струмів силових напівпровідникових приладів Це є основною ВІДМІННІСТЮ від [1] На фігурі представлена блок-схема НППЗВ, і на прикладі системи електробезпечності TN-C-S показана їїробота НППЗВ складається з шести блоків блоку 1 з силовим симистором, блоку 2, керування симистора, що складається з резистора R і розмикаючого контакту К1 ЕМР, який з'єднується з електродом керування (ЕК) симистора і робочим проводом L на виході симистора, блоку 3 з послідовно з'єднаними шунтуючим опором Rm, величиною «530м, і замикаючим контактом К2, котрі ввімкнені між PEN і L на виході симистора, блоку 4 з ПТС, блоку 5 з електронним підсилювачем, блоку 6 з геконовим реле і контактами К1 і К2 Блоки 1, 2, 3, 4, 5, 6 є спільними з пристроєм [1], тільки в блоці 6 додатково вводиться контакт К2 Контакти К1 і К2 виконано перекидними При відключенні пристрою спочатку розмикається контакт К1, а потім замикається контакт К2, а при включенні усе відбувається навпаки, позиції 7 - навантаження ZH, ПОЗИЦІЇ 8 людини, що стоїть на струмопровідних підлогах і доторкається однією рукою до корпуса електроприладу 7 у момент ушкодження ізоляції фази L і з'єднання її з корпусом приладу, L - фаза робочого проводу, N - нульовий робочий провід, РЕ - нульовий захисний провід, PEN - нульовий захисний і робочий провід (поєднані в одному проводі), ТП (О 61210 трансформаторна підстанція Працює пристрій таким чином (фіг) В даний момент ПЗВ ввімкнено і схема знаходиться в робочому стані Унаслідок того, що Кі замкнений симистор блоку 1 відкритий і по навантаженню ZH протікає робочий струм Через вікно ПТС пропускаються робочі провідники (L і N), струми їх будуть однакові і спрямовані в різні сторони, тому в зоні ПТС векторна сума струмів буде дорівнювати нулю і ВІДПОВІДНО буде дорівнювати нулю результуючий магнітний потік, а також і диференціальний струм буде дорівнювати Ід=0 Якщо за місцем установки ПЗВ, у момент дотику людини до корпуса електроприладу, відбудеться ушкодження ізоляції робочого проводу з з'єднанням його з корпусом приймача, то векторна сума струмів у робочих провідниках, пропущених через ПТС, буде мати значення відмінне від нуля, тобто з'явиться диференціальний струм (струм витоку Ід), що складається зі струмів Ід і Ід , які протікають по РЕ і через тіло людини в землю до глухозаземленої нейтралі ТП (Ід = Ід +Ід ) Після появи на керуючій (вторинній) обмотці ПТС, через наявність диференціального струму, електрорушійної сили, яка надходить до електронного підсилювача Е, відбувається розмикання контакта К1 і замикання К2, тобто виникає швидке запирання симистора (відключення навантаження ZH) і включення шунтуючого ланцюга з опором Rm Пристрій спрацьовує за час 0 0025-ь0 01с, що досить, щоб захистити людину від поразки електричним струмом чи систему електроживлення від Комп'ютерна верстка М Мацело пожеж, несанкціонованого споживання електроенергії й інших несправностей Таким чином, застосування шунтуючого ланцюга дозволяє забезпечити гарантійну безпеку людини при дотику її до струмоведучих частин знеструмленої лінії (при відключеному НППЗВ) Пристрій має можливість самостійно відключатись при глибокому зниженні напруги (яка відрізняється від ДЕСів) і відновлювати свою роботу при номінальній напрузі Крім того, пристрій має можливість налаштовуватись на різні уставки спрацьовування диференціальних струмів значеннями 10, ЗО, 100, 300 і 500мА, шляхом регулювання натягу пружинного механізму якоря і переміщенням постійного магніту ЕМР По призначенню пристрій може бути виконаний для групового й індивідуального захисту у виді існуючих ПЗВ, розеток і вилок Має малі габаритні розміри, це залежить від електричної потужності приймачів і ВІДПОВІДНО, від габаритів силових симисторів з охолоджувачами Застосування винаходу дозволить істотно підвищити безпеку експлуатації електричних мереж і електричного устаткування Пристрій є надійним і швидкодіючим для забезпечення захисту людини при безпосередньому дотику до струмопровідних частин, це дозволяє його рекомендувати для застосування в електроустановках жилих та громадських будинків міст, сільського господарства і таке інше Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119