196677. lajstromszámú szabadalom • Villamos fogyasztók túlmelegedés elleni és hibaáramvédelmet ellátó kapcsolási elrendezés
1 196 677 2 A találmány tárgya olyan kapcsolási elrendezés, amely a technika állásához képest kedvezőbb feltételek között biztosítja villamos fogyasztók egyidejű túlmelegedés élleni és hibaáramvédelmét. A villamos energia hasznosítása során mind az energiát szolgáltató eszközök (hálózat, erőgép), mind a villamos fogyasztók üzeménél elengedhetetlen követelmény a villamos energia okozta káros hatások elleni kielégítő védelem, egyfelől a testi épség megóvása, másfelől az anyagi értékek megóvása és az üzembiztonság fenntartása céljából. Védelmet kell biztosítani különböző eredetű és jellegű hibaforrások ellen, mégpedig különböző jellegű károsodások megelőzése, elhárítása céljából. így nagyon sokféle hibavédö eszközt hoztak már létre, amelyek egyebek között csoportosíthatók a veszélyeztető hibajelenség jellege szerint; így vannak túláranivédő, túlfeszültségvédő, túlmelegedés ellen védő, érintésvédelmi, pl. érintési feszültség, illetve hibaáram elleni védelmet biztosító, továbbá fáziskiesésre, aszimmetriára érzékeny védőeszközök. A különböző fogyasztóknál az eltérő hibajelenségek közül több egyidejűleg is felléphet, s közülük alkalmazásfüggően más-más kombináció bír kitüntetett jelentőséggel. Ezért sok az olyan eszköz, amely két vagy több hibajelenségre egyaránt érzékeny és ezek fellépése esetére kombinált védelmet biztosít. A kombinált védelem egyik típusa az, amelynél termisztor alkalmazásával valósítják meg a fogyasztó túlmelegedés elleni védelmét és összegező áramváltó alkalmazásával valósítják meg a hibaáramvédelmét. Ilyen rendeltetésű megoldást ismertet a 158 634. Isz. HU szabadalmi leírás. Ennél a megoldásnál a motor armatúrájában elrendezett fázisonkénti hőérzékelőkkel észlelik a túímelegedést, ugyanakkor a háromfázisú vezetéket átfűzik áramváltón és annak szekunder tekercsén indukálódik hibaáram esetén a hibajel. A szabadalom szerinti megoldásnál á beavatkozó szerv olyan mágneses kioldó, amelynek egyik tekercsével a hőérzékelő védőszerv, másik tekercsével az áramösszegező védőszerv van csatolva. Ez a megoldás csakugyan eredményes kombinált védelmet biztosít, de ennek a védelemnek a megbízhatósága a gyakorlatban nem bizonyult kielégítőnek, a megszólalás nem megbízhatóan a hibajelekre előirt küszöbszint elérésekor következik be. Tanulmányoztuk a hiányosságokat és megállapítottuk, hogy a szabadalom szerinti kombináció ugyan a két hibajelenség bármelyike ellen azonos beavatkozó szervről biztosít védelmet, de a kombinálás szabadalom szerinti módja - éppen a legkorszerűbb eszközök célszerű alkalmazása és kényszerkapcsolása folytán — azt eredményezte, hogy nem csak egyidejűleg mindkét hibára érzékeny a rendszer, de az érzékenység mértékének megválasztását sem lehet a kétféle hibajelenségre nézve egymástól függetlenül pontosítani. Nincs mód arra, hogy a túlmelegedési vonatkozási szintre és a hibaáram küszöbszihtjére egymástól függetlenül kalibráljuk a rendszert a specifikált névleges értékre, mert a közös mágneskört a két jelzőtekercs felől érkező hatások kölcsönhatásban befolyásolják. A találmány alapja az a felismerés, hogy a két hibajelenség kombinált felügyelete jnegtartható, a beavatkozás továbbra is végezhető a kétféle hibajelenség bármelyikének fellépésekor aktivált közös mágneses kioldószerv útján, de ugyanakkor a kétféle hibajelenség fellépésének észlelése egymástól független kalibrálással tehető megbízhatóbbá, ha a. mágneses'kioldószervként alkalmazott jelfogót ; funkcionálisan VAGY-kapcsolat megvalósítására alkalmasan kialakított logikai egységen át vezéreljük, amely logikai egység megfelelő bemeneté(i)re az egyébként a technika állása szerint alkalmazható hőérzékelő szerv kimenete első illesztő egységen át és az egyébként ugyancsak a technika állása szerint alkalmazható áramösszegező védőszerv kimenete második illesztő egységen át csatlakozik. . , Előnyösen az első illesztő egység műveleti erősítő, amelyeknek bemeneti szintjét beállító szerve, pl, potcnciorhétere teszi lehetővé a túlmelegedésből eredő jel megszólalási küszöbszintjének pontos beállítását, míg a második illesztő egység háromtagú íánckapcsolást tartalmaz, első tagja szintbeállítő szerv, pl. potencióméter, második tagja szürőfokozat, hamsadig tagia ablakkomparátor, s itt a szintbeállító szerv beállításával adjusztálhatjuk a hibaárámbó! eredő jel megszólalási küszöbszintjét. A találmány szerinti kialakítás lehetővé teszi a kurrens elektronikus áramkqri elemek szokásos alkalmazását és így a megbízhatóbb védelem mellett további, előnyük is elérhetők, pl. mellőzhető a Reed jelfogók alkalmazása, amelyek nem csak beszerzési problémák és nagyobb költségkihatásuk riüiatt előftytelenek, de ugyanakkor korlátozzák a megengedhető üzemi paramétereket (pl. viszonylag alacsony áramterhelhetöségük miatt a készülék kapcsolási teljesítménye sem növelhető közvetlenül a kívánt mértékre), ugyanakkor helyigény szempontjából is kedvezőbben alakítható ki a találmány szerinti védőeszköz Ugyancsak csökken az igényes speciális (polár) jeiíogótipus méllőzhetősége folytán a finommechanikai igényesség, javulnak a tömeggyártási feltételek, egyebek között kisebb lehet a dolgozókkal szembeni szakképzettségi igény. A találmányt részletesebben egy előnyös példaképpel kiviteli alak bemutatásával ismertetjük. Az 1. ábra annak tömbvázlatát, a 2, ábra a megfelelő kapcsolási vázlatot mutatja, a 3. ábra a példaként! elrendezésben az NTC karakterisztikájú félvezető csatlakoztatását szemlélteti. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés szükséges és elégséges jellemzői jól követhetők ?z 1. ábrán. A kioldó szerv 20 jelfogójának működtető bemenetével - funkciotlálisan VAGY-kapcsolat megvalósítására alkalmasan kialakított - logikai 18 egység kimenete van csatolva (példánk szerint az erősítő 19 áramkörön át), amely logikai 18 egység megfelelő bemenetéivel egyfelől hőfokadó ÍCi 1 kimenete, másfelől hibaáramadó Ki2 kimenete van csatolva. Előnyösen a hőfokadó Kil kimenete és a hibaáramadó Ki2 kimenete felügyelő 14 főegység egy egy bemenetének megfelelő 14c, d vagy !4c, e, illetve 14a, b kapcsaira csatlakozik. Az 1. és 2. ábrán a PTC hőérzékelös kivitelt diszkutáljuk, ebben az esetben a hőfokadó Kil kimenete a bemeneti 14c, d kapcsokkal van csatolva. A hőfokadó Kil kimeneti a bemeneti 14c, d vagy 14c, c kapcsok és az utána kapcsolt bemeneti 17 egység útján, a hibaáramadó Ki2 kimenete a bemeneti 14a, b kapcsok, szimmetrikus bemenetű 465 szürőfokozat és a 465 szűrőfokozat után kapcsolt 16 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65 2
