Пристрій для захисту від анормальної напруги мережі 220 в

Пристрій для захисту від анормальної напруги мережі 220 В, що містить перший та другий вхідні подільники, перший та другий випрямлячі, виходи яких відповідно з'єднані з входами першого та другого фільтрів низької частоти, мікроконтролер, блок комутації, блок регулювань, повторне заземлення, вузол живлення та перший, другий, третій, четвертий і п'ятий індикатори, причому до виходів першого і другого вхідних подільників підключені відповідно входи першого та другого випрямлячів, один вхід першого вхідного подільника з'єднаний з фазним провідником, один вхід другого вхідного подільника підключений до захисного провідника, а інший вхід другого вхідного подільника підключений до повторного заземлення, при цьому перший вихід мікроконтролера з'єднаний з входом U 2 (19) 1 3 яких, відповідно, з'єднано з входами першого та другого фільтрів низької частоти, мікроконтролер, блок комутації, блок регулювань, повторне заземлення, вузол живлення та перший, другий, третій, четвертий і п'ятий індикатори, причому, до виходів першого і другого вхідних подільників підключені, відповідно, входи першого та другого випрямлячів, один вхід першого вхідного подільника з'єднано з фазним провідником, один вхід другого вхідного подільника підключено до захисного провідника, а інший вхід другого вхідного подільника підключено до повторного заземлення, перший вихід мікроконтролера з'єднано з входом блока комутації, а другий, третій, четвертий, п'ятий і шостий виходи, відповідно, з'єднані з першим, другим, третім, четвертим та п'ятим індикаторами, згідно корисної моделі додатково введені третій вхідний подільник, формувач стробуючого імпульсу та блок уставки компаратора, причому перші входи третього вхідного подільника та формувача стробуючого імпульсу та їх другі входи, підключені, відповідно, до фазного провідника та до від'ємної шини вузла живлення, а їх виходи, відповідно, підключені до першого і другого входів мікроконтролера, до третього і четвертого входів мікроконтролера підключені, відповідно, виходи першого і другого фільтрів низької частоти, вихід блока уставки компаратора з'єднано з п'ятим входом мікроконтролера а вихід блока регулювань з'єднано з шостим входом мікроконтролера, другий вхід першого вхідного подільника підключено до захисного провідника, один вхід вузла живлення підключено до фазного провідника, а інший підключено до нульового провідника. Введення в пристрій третього подільника дає можливість подати знижену напругу мережі живлення на вхід аналого-цифрового перетворювача мікроконтролера. Наявність формувача стробуючого імпульсу дозволяє визначити момент переходу мережевої напруги через нуль. Завдяки наявності блока уставки компаратора забезпечується настройка спрацьовування захисту по появі потенціалу на корпусах електроустановок. Таким чином, запропонований пристрій реагує на появу потенціалу на корпусах електроустановок при аваріях на повітряних лініях, на підвищення та зниження напруги мережі живлення, а також дозволяє визначити стан РЕ- і N-провідників внутрішньої проводки будівлі, і тому може бути використаний для захисту однофазних споживачів. Технічна сутність та принцип дії запропонованого пристрою захисту від анормальної напруги пояснюється графічним матеріалом: на фіг. 1 зображена структурна-схема пристрою захисту від анормальної напруги мережі 220 В. Пристрій складається з вузла живлення 1, який своїми двома вхідними зажимами підключений до фазного 2 і нульового 3 провідників, першого вхідного подільника 4, один вхід якого з'єднано з фазним 2 провідником, а іншій вхід з захисним 5 провідником, першого випрямляча 6, вхід якого підключено до виходу першого вхідного подільника 4, а вихід підключено до входу першого фільтра 7 низької частоти, повторного заземлення 8, дру 45578 4 гого вхідного подільника 9, один вхід якого підключено до захисного 5 провідника, інший вхід до повторного заземлення 8, а вихід з'єднано з входом другого випрямляча 10, другого фільтра 11 низької частоти, третього вхідного подільника 12, формувача стробуючого імпульсу 13, блока регулювань 14, мікроконтролера 15, блока уставки компаратора 16, блока комутації 17 та першого 18, другого 19, третього 20, четвертого 21 і п'ятого 22 індикаторів. Вихід другого випрямляча 10 з'єднано з входом другого фільтра 11 низької частоти. До першого входу мікроконтролера 15 підключено вихід третього вхідного подільника 12, до другого входу підключено вихід формувача стробуючого імпульсу 13, третій вхід з'єднано з виходом першогофільтра 7 низької частоти, до четвертого входу приєднано вихід другого фільтра 11 низької частоти, до п'ятого входу підключено блок уставки компаратора 16, а до шостого входу приєднано блок регулювань 14. До першого виходу мікроконтролера 15 приєднано вхід блока комутації 17, який забезпечує комутування електричного кола мережі живлення, до другого виходу підключено перший індикатор 18, до третього виходу підключено другий індикатор 19, до четвертого виходу підключено третій індикатор 20, до п'ятого виходу підключено четвертий індикатор 21, а до шостого виходу підключено п'ятий індикатор 22. Перші входи третього вхідного подільника 12 та формувача стробуючого імпульсу 13 та їх другі входи, підключені, відповідно, до фазного 2 провідника та до від’ємної шини вузла живлення 1. До захисного 5 провідника, на вводі до споживача, приєднано повторне заземлення 23. Пристрій працює таким чином. При переході напруги мережі живлення через нуль, під час від" ємного на-півперіоду, завдяки наявності формувача стробуючого імпульсу 13 подається сигнал на другий вхід мікроконтролера 15, завдяки чому відбувається запуск таймера 10 мс, реалізованого на мікроконтролері 15. Далі, протягом від’ємного напівперіоду (10 мс), через рівні проміжки часу, відбувається вимірювання напруги на третьому вхідному подільнику 12, яка поступає на перший вхід мікроконтролера 15 (вхід аналого-цифрового перетворювача). Після завершення 10 мс, вимірювання напруги припиняється, і протягом наступного позитивного напівперіоду напруги мережі відбувається інтегрування результату вимірювань: результат зводиться в квадрат і підсумовується, після чого одержана сума піднімається в степінь 1/2, і, з урахуванням масштабуючого коефіцієнта, визначається діюче значення напруги, яке виводиться на п'ятий індикатор 22. За відсутності аварійних режимів, на п'ятому індикаторі 22 відображається поточна напруга живлячої мережі. На першому виході мікроконтролера 15 присутній сигнал логічної одиниці, який потрапляє на вхід блока комутації 17, який замикає свої контакти і подає до споживача напругу мережі живлення. В разі відхилення напруги живлячої мережі за допустимі межі, на першому виході мікроконтролера 15 з'являється сигнал логічного нуля і контакти блока комутації 17 розмикаються, тим самим 5 45578 відключаючи навантаження від мережі. Про перевищення напруги сигналізуватиме перший індикатор 18, про зниження напруги - другий індикатор 19. Час спрацьовування пристрою захисту не перевищує 20 мс (без реле). Коли напруга мережі живлення знову ввійде до допустимих меж, пристрій захисту витримає паузу 10 секунд, і автоматично підключить навантаження до мережі. Якщо напруга за цей час знову вийде за допустимі межі, пауза продовжуватиметься. Блок регулювань 14 забезпечує зміну границі спрацьовування пристрою захисту при перевищенні або зниженні напруги мережі живлення, результат зміни порогу спрацьовування відображається на п'ятому індикаторі 22. Для уникнення ураження споживачів електричним струмом при занесенні потенціалу по захисному РЕ-провіднику з боку інших аварійних електроприймачів, передбачений захист, виконаний на базі вбудованого в мікроконтролер 15 компаратора, на неінвертуючий вхід якого (четвертий вхід мікроконтролера 15) подається випрямлена напруга з захисного РЕ-провідника, а на інвертуючий вхід компаратора (п'ятий вхід мікроконтролера 15) подається порогова напруга, встановлювана за допомогою блока уставки компаратора 16. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 В разі появи на корпусах електроприймачів напруги, що перевищує допустиму напругу дотику (50 В), на першому виході мікроконтролера 15 з'являється низький логічний рівень, при цьому контакти блока комутації 17 розривають коло фазного 2, нульового 3 і захисного 5 провідників. В разі зменшення напруги на захисному 5 провіднику нижче за допустиму межу відбувається підключення навантаження назад до мережі. Для перевірки стану нульового і захисного провідників внутрішньої проводки будівлі визначається сам факт наявності напруги між фазним 2 і нульовим 3 провідниками (U1) і фазним 2 і захисним 5 провідниками (U2). Логічна одиниця на третьому вході мікроконтролера 15, одержана за допомогою першого вхідного подільника 4, першого випрямляча 6 та першого фільтра 7 низької частоти указує на наявність напруги між фазним 2 і захисним 5 провідниками. Наявність U1 при відсутності U2 свідчить про обрив захисного 5 провідника, а наявність U2 при відсутності U1 свідчить про обрив нульового 3 провідника. Про перший випадок сигналізує третій індикатор 20, про другий випадок - четвертий індикатор 21. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601