148440. lajstromszámú szabadalom • Tranzisztoros érintésvédelmi kapcsolás

1 1 üzemű erősítőnek és a beavatkozó elemnek a választott kombinációját alkalmazza. Az érzékelőelemtől függően a védőkapcsolás földelt, vagy szigetelt villamos hálózatokra alkalmas változata alakítható ki. Az előbbiekben említett kapcsolóüzemű erősítő céljára a védőkapcsolás egy bistaibil multivibrator tranzisztorokkal megvalósított aszimmetrikus változatát, és ez után kaszkádba kapcsolt egy, vagy több tranzisztort alkalmaz. A billenőkapcsolás azért aszimmetrikus, hogy az átbillentés a kisebb áramú tranzisztorral kisebb jelteljesítménnyel történhessen. A beavatkozó elem a védett berendezés főkapcsolója, melyet az előbbi kapcsolás működtet. A védőkapcsolás földelt csillagpontú háromfázisú hálózatok számára kialakított változata az 1. sz. ábrán látható. A készülék működésének leírása a következő: Az —1— háromfázisú motorok egy —F—• fő, és egy —FS— segédföldelése van, mely utóbbinak áramkörébe — a motor teste és a föld közé — a —2— egyenirányító és a —3— ellenállás van sorbakötve. Ez az áramkör szolgál a készülék érzékelőeleméül. A kapcsolóüzemű erősítő (a multivibrator) működése a következő: Tételezzük fel, hogy az—A—tranzisztor vezet. Ekkor a —T— tápegység által szolgáltatott —U2— feszültség az —A— tranzisztor —e— emitter és —k— kollektor elektródái között és a —4— ellenálláson jelenik meg, az emitter és a kollektor közötti feszültség azonban az —a— bázison folyó árammal — melyet az —Ui—• feszültség és az —5— ellenállás határoznak meg — úgy van beállítva, hogy értéke csak 1—200 mV legyen. Ezáltal az —A—tranzisztor kollektora és a—B—• tranzisztor bázisa, melyek a —6— ellenállással össze vannak kötve 1—200 mV feszültséggel vannak a —O— pontnál negatívabb feszültségen, míg a —B— tranzisztor emittere a —C— tranzisztoron keresztül ennél negatívabb feszültségen van. így a —B— tranzisztor nem vezet, inert bázisa pozitívabb, mint emittere és a —7— ellenálláson keresztül az —U2— feszültségnek negatív sarkára kapcsolt kollektora. A —9— ellenállás a —B— tranzisztor biztosabb lezárását segíti elő. Mivel a —B— tranzisztoron nem folyik áram, az —f— pont (a —C— tranzisztor bázisa) emitteréhez képest +Ui feszültségen van és így szintén lezár. Az eredmény az, hogy a —K—• kapcsoló —M— mágnestekercsén nem folyik áram, a kapcsoló tehát nyitott állapotban van. Adjunk most az —A— tranzisztor —a— bázisára az —e— emitteréhez képest pozitív előjelű feszültségimpulzust. Ennek -hatására az —A— tranzisztor lezár, vagyis emitter-kollektor ellenállása jelentősen megnő, mellette —4— ellenállása elhanyagolható, így az —A— tranzisztor —k— kollektora —e— emitteréhez képest csaknem —• U2 feszültségre kerül. Ezáltal a —6— ellenálláson keresztül a —B— tranzisztor bázisa is negatívvá válik emitteréhez képest és vezetni kezd. Mivel rnostmár folyik áram a —8— ellenálláson keresztül, az —f— pont feszültsége -f-Ui-ről—O—-alá csökken, így a -—C— tranzisztor is vezetni kezd. Az —M— mágnestekercsen áram fog folyni, amely megfelelő beállítás esetén a —K— kapcsoló bekapcsolását fogja !.440 eredményezni. Az —M—• mégnestekercsre párhuzamosan kapcsolt —10— kondenzátor az áram megszakításakor fellépő túlfeszültséget hivatott csökkenteni. A —3—• ellenállás —g— pontja az —A— tranzisztor —a— bázisával, az —FS— segédföldelés pedig az —e— emitterével van összekötve. Ha az —1— motor testzárlatos lesz, a test és az —FS— segédföldelés között fellépő feszültség hatására a —2— egyenirányítón és a —3— ellenálláson át egyenáram folyik. A —g— pont és vele az —-A— tranzisztor —a— bázisa negatívabbá válik, mint az —FS— segédföldeléssel összekötött —e— emitter, vagyis az —A— tranzisztor vezetni kezd, mire —B— és —C— lezárnak és a —K— kapcsoló kikapcsol. A 2. sz. ábrán látható védőkapcsolás földelt csillagpontú hálózatokra alkalmazható olyan változat, melynek érzékelőeleme az —1— háromfázisú motor —K— főkapcsolója és a hálózat közé kapcsolt összegező kapcsolású —ÄV— áramváltó. Az —ÄV— áramváltó szekundér tekercsén csak zárlat alkalmával (a zérus-sorrendű áram által létrehozott gerjesztés miatt) jelenik meg feszültség, mely a —G— egyenirányítóval történő egyenirányítás után az 1. sz. ábráéval azonos kapcsolású és működésű billenőkapcsolást működtet, mely a —K— kapcsolót zárlat esetén kikapcsolja. A 3. sz. ábrán a védőkapcsolás szigetelt csillagpontú hálózatokra kidolgozott változata látható. A védett berendezés a —KB— árnyékoló —• és földelővezetékkel ellátott háromfázisú kábel. A kapcsolás érzékelőeleme egy hídkapcsolás, mely a —11— egyfázisú, a —12— háromfázisú fojtótekercseken és a —13— biztosítókon keresztül kapcsolódik a háromfázisú hálózatra. A híd három ágát a —14—, —15—, —16— ellenállások, a negyediket pedig az —F— föld és bármely fázis, vagy az —F— föld és az —A— árnyékolóvezeték közötti szigetelési ellenállás képezi. A —17— kondenzátor a váltakozóáram szűrésére szolgál. A hídkapcsolást a —TP— tápegység látja el egyenárammal. A hídkapcsolás átlójának —x— pontja egy, az 1. sz. ábráéval azonos billenőkapcsolás —A— tranzisztornak —a— bázisával, —y— pontja pedig ugyancsak az. —A— tranzisztor —e— emitterével van összekötve. A —18— kondenzátor a híd —14—, —15— ellenállásainak váltakozóáramú rövidrezárására szolgál. A működés ezek után a következő: Ha pl. a —KB— kábel egyik fázisa és az —F— föld közötti szigetelés villamos ellenállása egy, a híd —14—, —15—, —16— ellenállásaival beállított érték alá csökken, az —x— pont és a vele összekötött —A— tranzisztor —a— bázisának feszültsége negatívvá válik az —y— ponthoz és az —e— emitterhez képest, ezért az —A—• tranzisztor vezetni kezd, míg a —B— és —C—• tranzisztorok lezárnak, a —K— kapcsoló pedig a —KB— kábelt a hálózatról lekapcsolja. Ugyanez történik akkor is, ha az —Ä— árnyékolóvezeték és az —F— föld között csökken a beállított érték alá a szigetelési ellenállás. Ha ezek után a szigetelési ellenállás valamely oknál fogva megnő és túlhaladja a beállított értéket, a berendezés a kábelt önműködően visszakapcsolja a hálózatra.