Пристрій комбінованого захисту однофазних споживачів

Пристрій комбінованого захисту однофазних споживачів, що містить перший вхідний подільник, перший випрямляч, вихід якого з'єднано з входом першого фільтра низької частоти, вузол живлення та перший індикатор, який відрізняється тим, що у пристрій додатково введені вимірювальний перетворювач струм у, попередній підсилювач, другий вхідний подільник, другий та третій випрямлячі, другий та третій фільтри низької частоти, пристрій скиду, мікроконтролер, блок комутації, повторне заземлення, зарядний пристрій та другий, третій і четвертий індикатори, причому один вхід другого вхідного подільника підключено до нульового захисного провідника, інший вхід - до повторного заземлення, а вихід підключений до входу др угого випрямляча, вихід якого, в свою чергу, підключено до входу др угого фільтра низької частоти, первинною обмоткою вимірювального U 2 22898 1 3 22898 дільник, буферний підсилювач, один випрямляч, один фільтр низької частоти, два компаратори, два генератори, вузол живлення, джерело струму, ланцюг формування короткого імпульсу, інтегратор, лічильник-дешифратор та індикатор. Недоліком пристрою - прототипу є те, що він не може реагувати на появу потенціалу на корпусах електроустановок при аваріях на повітряних лініях, на підвищення та зниження напруги в мережі живлення та на струм витоку і тому не може бути використаний для захисту однофазних споживачів електроенергії. В основу корисної моделі поставлена технічна задача удосконалення пристрою комбінованого захисту однофазних споживачів, в якому, за рахунок введення вхідного дільника, двох випрямлячів, двох фільтрів низької частоти, вимірювального перетворювача струму, попереднього підсилювача, мікроконтролера, трьох індикаторів, зарядного пристрою, блока комутації, повторного заземлення та нових зв'язків між елементами схеми здійснюється вимірювання рівнів напруги в мережі живлення і в нульовому провіднику відносно землі, а також струму витоку, що дозволяє реагувати на можливі причини появи потенціалу на корпусах електроприймачів, на підвищення та зниження напруги в мережі живлення, та на пошкодження ізоляції електроустановок або на дотик до струмопровідних частин за місцем установки комбінованого пристрою захисту, що дає можливість використовувати запропонований пристрій для захисту однофазних споживачів. Поставлена задача досягається за рахунок того, що в пристрій комбінованого захисту однофазних споживачів, що містить перший вхідний дільник, перший випрямляч, вихід якого з'єднано з входом першого фільтра низької частоти, вузол живлення та перший індикатор, згідно корисної моделі додатково зведені вимірювальній перетворювач струму, попередній підсилювач, другий вхідний дільник, другий та третій випрямлячі, другий та третій фільтри низької частоти, пристрій скиду, мікроконтролер, блок комутації, повторне заземлення, зарядний пристрій та другий, третій і четвертий індикатори, причому, один вхід другого вхідного дільника підключено до нульового захисного провідника, інший вхід до повторного заземлення, а вихід підключений до входу другого випрямляча, вихід якого, в свою чергу, підключено до входу др угого фільтру низької частоти, первинною обмоткою вимірювального перетворювача струму є фазний та нульовий робочий провідники мережі, а до виходу вимірювального перетворювача струм у приєднано вхід попереднього підсилювача, вхід третього випрямляча з'єднано з виходом попереднього підсилювача, а до його виходу підключено вхід третього фільтра низької частоти, перший вхід мікроконтролера підключено до виходу третього фільтра низької частоти, другий вхід підключено до виходу першого фільтру низької частоти, третій вхід підключено до виходу другого фільтр у низької частоти, а четвертий вхід підключено до виходу пристрою скиду, перший вихід мікроконтролера з'єднано з входом блока комутації, другий вихід з'єднано з першим індика 4 тором, третій вихід з'єднано з другим індикатором, четвертий вихід з'єднано з третім індикатором, а п'ятий вихід підключено до четвертого індикатора, вихід зарядного пристрою підключено до вузла живлення, а два входи об'єднані з відповідними входами першого вхідного дільника і приєднані, відповідно, до фазного і нульового робочого провідників мережі, причому до виходу першого вхідного дільника підключено вхід першого випрямляча. Введення в пристрій повторного заземлення дає можливість вимірювати потенціал нульового захисного провідника відносно землі. Наявність другого вхідного дільника, другого випрямляча та другого фільтра низької частоти дозволяє отримати випрямлену постійну напругу, пропорційну змінній вхідній напрузі. Вимірювальний перетворювач струму разом з попереднім підсилювачем, третім випрямлячем та третім фільтром низької частоти забезпечують появу випрямленої постійної напруги, пропорційної диференційному струму. Введення мікроконтролера дозволяє вимірювати випрямлену напругу, пропорційну змінній напрузі між фазним та нульовим робочим провідниками мережі, між нульовим захисним провідником і землею, і напругу, пропорційну струму ви току, та порівнювати її рівні з допустимими значеннями. Блок комутації забезпечує відключення споживачів електроенергії від електричної мережі при виникненні аварії, а індикатори відображають причину спрацьовування пристрою захисту. Таким чином, запропонований пристрій реагує на появу потенціалу на корпусах електроустановок при аваріях на повітряних лініях, на струм витоку за місцем встановлення, а також на підвищення та зниження напруги в мережі живлення, і тому може бути використаний для захисту однофазних споживачів. Технічна сутність та принцип дії запропонованого пристрою комбінованого захисту пояснюється графічним матеріалом: на Фіг.1 зображена блоксхема пристрою комбінованого захисту однофазних споживачів. Пристрій складається з вузла живлення 1, зарядного пристрою 2, який, разом з двома входами першого вхідного дільника 3, своїми вхідними зажимами підключений відповідно до фазного 4 і нульового робочого 5 провідників, а вихідними зажимами підключений до вузла живлення 1, першого випрямляча 6, вхід якого з'єднано з виходом першого вхідного дільника 3, а вихід з'єднано з входом першого фільтра 7 низької частоти, повторного заземлення 8, другого вхідного дільника 9, один вхід якого підключено до нульового захисного 10 провідника, інший вхід до повторного заземлення 8, а ви хід з'єднано з входом другого випрямляча 11, другого фільтра 12 низької частоти, вимірювального перетворювача 13 струму, попереднього підсилювача 14, третього випрямляча 15, третього фільтра 16 низької частоти, пристрою скиду 17, мікроконтролера 18, блока комутації 19 та першого 20, другого 21, третього 22 і четвертого 23 індикаторів. Вхід попереднього підсилювача 14 з'єднано з виходом вимірювального перетворювача 13 струму, а ви хід з'єднано з входом третього 5 22898 випрямляча 15. Вихід третього випрямляча 15 з'єднано з входом третього фільтра 16 низької частоти. До першого входу мікроконтролера 18 підключено вихід третього фільтра низької частоти 16, до другого входу підключено вихід першого фільтра 7 низької частоти, третій вхід з'єднано з виходом другого фільтра 12 низької частоти, а до четвертого входу мікроконтролера 18 приєднано пристрій скиду 17. До першого виходу мікроконтролера 18 приєднано вхід блока комутації 19, який забезпечує комутування електричного кола мережі живлення, до другого виходу підключено перший індикатор 20, до третього виходу підключено другий індикатор 21, до четвертого виходу підключено третій індикатор 22, а до п'ятого виходу підключено четвертий індикатор 23. Вихід другого випрямляча 11 об'єднано з входом другого фільтра 12 низької частоти. До нульового захисного 10 провідника, на вводі до споживача, приєднано повторне заземлення 24. Пристрій працює таким чином. При ручному вмиканні блока комутації 19 здійснюється подача електроенергії на електроустановку, що захи щається, при цьому змінна напруга мережі живлення потрапляє на перший вхідний дільник 3, випрямляється першим випрямлячем 6 та згладжується першим фільтром 7 низької частоти. Мікроконтролер 18, який виконує функції мультіплексора, аналого-цифрового перетворювача, та порівнює вхідні значення напруг з припустимими значеннями, які встановлюються програмно, починає вимірювати на його першим, другим та третім входа х рівні постійної напруги, пропорційної змінному вхідному сигналу на вимірювальнім перетворювачі 13 струму, першому 3 та другому 9 вхідних дільниках відповідно. Якщо вся система справна і в ній немає аварійних ситуацій, то на ви ходах мікроконтролера 18 напруга дорівнює нулю. У разі появи струму витоку за місцем встановлення пристрою, на виході вимірювального перетворювача 13 струму з'являється змінна напруга, яка підсилюється попереднім підсилювачем 14, 6 випрямляється третім випрямлячем 15 та згладжується третім фільтром 16 низької частоти. Змінна напруга на другому вхідному дільнику 9, яка з'являється в результаті появи небезпечного потенціалу на нульовому захисному 8 провіднику, перетворюється в пропорційну постійну напругу за допомогою другого випрямляча 11 та другого фільтра 12 низької частоти. В усіх цих випадках, а також при виході напруги мережі живлення за допустимі межі, сигнал логічної одиниці з першого виходу мікроконтролера 18 потрапляє на вхід блока комутації 19, який розриває коло фазного 4, нульового робочого 5 та нульового захисного 10 провідників, тим самим відокремлюючи споживача від електричної мережі, а на індикаторах 20-23 показується причина спрацьовування пристрою: індикатор 20 сигналізує про виникнення струму витоку, індикатори 21 та 22 сигналізують, відповідно, про перевищення або зниження напруги мережі, а індикатор 23 показує про наявність небезпечного потенціалу на нульовому захисному 10 провіднику. На зникнення напруги живлення пристрій захисту не реагує. Для приведення пристрою захисту в робочий стан після спрацьовування, виконується активізація пристрою скиду а потім ручним вмиканням блока комутації здійснюється підключення споживача до електричної мережі. В якості вузла живлення 1 може бути використана акумуляторна батарея. Наявність зарядного пристрою 2 забезпечує постійну працездатність вузла живлення. Великий вхідний опір другого вхідного дільника 9 дозволяє використовувати повторне заземлення 8 з опором, яке більше нормованого Правилами - 30Ом, що зменшує його металоємність і вартість. Наявність повторного заземлення 24 на вводі до споживача зменшує величину потенціалу, який може з'явитися на нульовому захисному 10 провіднику в результаті аварій на повітряних лініях, але не усуває його повністю. 7 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 22898 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601