146491. lajstromszámú szabadalom • Érintési feszültségre érzékeny védőberendezés
Megjelent: 1960. április 1. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.491 'SZÁM 21. c. 68—72. OSZTÁLY— TE—162. ALAPSZÁM Érintési feszültségre érzékeny védőberendezés Dr. Téglás György oki. elektromérnök, Budapest A bejelentés napja: 1957. november 19. •* A villamos balesetvédelem egyik legfontosabb kelléke az érintési feszültség elleni védelem. Ép>pen ezért az MSZ 1600 és az MSZ 172 akként intézkedik, hogy a gépek testét megbízhatóan földelni kell. Ennék dacára előfordulhat, hogy a gép testzárlatos lesz, földelése azonban nem elég kis ellenállású ahhoz, hogy a gép előltt felszerelt túláramimegszakító kioldásához szükséges áramot előidézze, ezért a gép leéghet, sőt a gép mellett álló személy a gép fémtestének érintése következtében veszélyes áramütést is kaphat. Másrészt jó földelés esetén is veszélyes érintési feszültség keletkezhet, ha a földelésben hagy áram folyik, mert az IR szorzat kisértékű R ellenállás esetében is nagy értéket érhet el, amely az emberi szervezetre már veszélyes. E veszély elkerülésére készültek niár olyan védőkészülékek, amelyek az érintési feszültséget érzékelik és veszélyes érintési feszültség felléptekor a meghibásodott gépet a hálózatról lekapcsolják. E berendezéseknek azonban közös hibájuk, hogy nemi -*elég érzékenyek, mert a készülékben levő 'mágneses relé csak olyan áramnál lép működésbe, aimely már a fiziológiailag 'megengedhető áramerősség fölött van, úgyhogy mielőtt a védőkészülék működni kezdene, a gép testét megérintő személyen keresztül — kedvezőtlen körülmények között — olyan áramerősség folyhat le a földbe, amely az emberi szervezetre szintén veszélyes. A találmány szerinti készülék a fentiekben említett hátrányt azzal küszöböli ki, hogy az érintési feszültség érzékelésére elektronikus berendezést alkalmaz, amely a feszültséget nagyon kis áramerősség mellett méri, s ezért -működése a földelési ellenállástól és az azon átfolyó áramtól lényegileg független. A 'működésmód ismertetése céljából a csatolt ábra a találmány egyik gyakorlatias, de elvi szempontból nem legegyszerűbb berendezésű példaképpeni kiviteli alakját mutatja, amely megoldásában háromfázisú {általában váltakozóáramú) gép testzárlatvédelmének igényeihez igazodik. Az ábrán G a védendő gép, amelynek teste és SF segédföldelője között mérjük az érintési feszültséget. Az SF segédföldelőt célszerűen a védendő gép F földelésétől nagyobb távolságra, kb. 20 m-re helyezzük el, hogy az F főföldelés feszültségkúpján lehetőleg kívül kerüljön. A védendő gép és a segédföldelő között van az, Eii egyenirányító és a nagy értékű R ellenállás. Az R ellenállásnak itt az a célja, hogy korlátozza a földbe folyó áramot; ha ugyanis ennek értéke nagy, pl. 100 000 ohm, akkor 380 V hálózati feszültséget feltételezve a földbe lefolyó áram 0,22 mA, ami egyrészt fiziológiailag: még nem veszélyes, másrészt, 'ha az SF segédföldelés ellenállása nagyértékű is (pl. 1000 ohm), rajta ekkor sem lép fel veszélyes érintési feszültség. Az egyenirányító, amely akár teljes hullámú, akár (az ábrázolás szerint pl. imint villamos szelep) egyoldalas is lehet, ez utóbbi esetben természetesen úgy van kapcsolva, hogy az ellenálláson fellépő feszültség negatív oldala a föld felé irányuljon. A T hálózati S2 transzformátor az; Ei2 egyenirányítón át táplálja az önmagában ismert P potenciqmétert, amelynek negatív sarka,'.az R ellenállás negatív sarkához, míg változtatható beállítású pozitív . sarka az E elektroncső . fcatódjához csatlakozik. Ezáltal az Ei2 egyenirányító az , E . elektroncső rácsát, testzárlat nélküli állapotban negatívra feszíti elő, célszerűen annyira, hogy az elektroncső anódárama zérus vagy kisértékű legyen. Ezzel az elektroncső élettartama lényegesen meghosszabbodik. Ha most a G gép testzárlata következtében a gép teste és a föld között érintési feszültség lép fel, akkor az Ei) egyenirányítóval egyenirányított érintési feszültség levonódik az Ei2 egyenirányító által szolgáltatott feszültségből, miáltal az E elektroncső rácsának negatív előfeszültsége csökken és anódárama növekszik. Ha az érintési feszültség bizonyos értéket ér el, a cső anódárama annyira felerősödik, hogy a Jf 1 jelfogó megszólal és ezzel kioldja a meghibásodott gép kapcsolóját. Az elektroncső fűtőáramkörében van még a Jf2 jelfogó, amelynek érintkezői attól függően, hogy a főkapcsoló nyugvó- vagy munikaáraimú kioldású, sorosan vagy párhuzamosan vannak a Jfr jelfogó érintkezőivel kapcsolva. Az ábra szerint e kapcsolók példaképpen, de korlátozó hatály nélkül, sorosan vannak kapcsolva. A Jf2 jelfogó biztosítja, hogy a gépet csak akkor lehet bekapcsolni, ha a
