187764. lajstromszámú szabadalom • Áram-védőkapcsolás, főleg helyhez nem kötött villamos berendezések nagyon kis, 1 m A alatti, test-, és/vagy földzárlati áramainak érzékelésére, a terhelőáram gyors kikapcsolására
3 187 764 4 Ugyanezen könyv szerint az áramérzés küszöbe férfiaknál 1 mA. Tehát, ha az emberi szerkezetet biztosan meg akarjuk óvni az áramütés káros behatásától, akkor vagy a rajta áthatoló áramcrtckcl kell az áramerzes küszöbe alatti intenzitáson tartani, vagy az áram behatásának időtartamát kel! 0,2 — 0,3 másodpercnél sokkal kisebb időtartamra korlátozni, vagy mindkettőt egyidejűleg minél kisebb értéken kell tartani. Az MSZ 172/1 —72 szabvány 9.1. pontja szerint: „Az áram-védőkapcsolónak a védett készüléket vagy berendezést a testzárlat létrejöttéből számított 0,2 másodpercen belül kell lekapcsolnia”. 9.2 pont előírja, hogy „Az áram-védőkapcsolással védett testet földelni kell”. Az ismert áram-védőkapcsolások kioldási áramai kivétel nélkül az áramérzés küszöbe, azaz 1 mA fölé esnek. A lekapcsolás e vezetékek folytonosságának megszakításával, elektromágneses kioldáséi mechanikus megszakítókkal történik. A megszakítók mechanikai korlátái miatt az áramvédőkapcsolók mérete nem csökkenthető annyira, hogy az a hordozható villamos készülékek dugaszoló villájába beépíthető legyen. 4-30 mA körüli kioldó áramuk és 0,2 másodperc közelébe eső lekapcsolási idejűk miatt pedig csak csökkentik, de nem zárják ki az áramütés veszélyét és szükségessé teszik a védett test földelését. Ezért az áram-védökapcsolók éppen a hordozható villamos berendezéseknél nem használhatók, ahol legnagyobb szükség lenne rájuk, mivel mozgatás következtében a készülékek és csatlakozó vezetékük szigetelése könnyen megsérül. A találmány célja az ismert áram-védőkapcsolások közös hátrányainak: az áramérzés küszöbe, 1 mA feletti kioldó áramerősség, viszonylag lassú 0,2 mp körüli lekapcsolási idő, és a viszonylag nagy méret kiküszöbölése. A fenti célt azáltal érjük el, hogy a hagyományos összegző transzformátor helyett kettő vagy több mágneses körrel és tekercsrendszerrel rendelkező összegző transzformátort használunk olyan elrendezéssel, amelynek szekunder tekercseiben a test és (vagy) földzáflati áramok által indukált feszültségek összegződnek, de a külső zavaró elektromágneses tér által indukált feszültségek, frekvenciájuktól függetlenül, egymással szembekapcsolódnak és semlegesítik egymást, így a villamos berendezés vagy csatlakozó vezetékének szigetelési ellenállás-csökkenését abban a korai szakaszban érzékelni tudja, amikor még a hálózati feszültség hatására az emberi szervezetre veszélytelen. 1 mA alatti áramerősség folyik a leromlott szigetelésen az emberi szervezeten és (vagy) földelő vagy nullázó vezetéken át a föld felé. Ezért védővezető hiányában az emberi szervezeten áthaladó árainot is felhasználhatjuk az áram-védőkapcsoló működtetésére. Az áram-védőkapcsolást félvezetőkből alakítottuk ki és félvezetőt használunk a hálózati áram gyors megszakítására is. Ezáltal lehetővé vált a meghibásodott berendezésnek a lest- cs (vagy) földzárlat bekövetkezésétől számított egy periódus időn belüli lekapcsolása a váltakozó áramú hálózatról. Nincs akadálya annak, hogy a terhelőáram gyors megszakítását követően — terheletlen állapotban — elektromágneses működtetésű kapcsolóval is leválasszuk a védett berendezést a tápláló hálózatról Tehát a szabadalom szerinti áram-védőkapcsolás folyamatos szigetelésromlás esetén, mind az emberi szervezeten átfolyó áramot, mind annak behatási idejét a veszélyesnél sokkal kisebb értékre korlátozza. Az üzemszerűen feszültség alatt álló vezető anyagú lest közvetlen érintése cselén az emberi szervezeten áthaladó áram behatási idejét korlátozza a veszélyesnél sokkal alacsonyabb értékre. A félvezetőkből felépülő áram-védőkapcsoló kellő mértékben miniatürizálható, egyetlen zárt tokban, nagy sorozatban gyártható és a hordozható villamos berendezések kis mértékben megnövelt dugaszoló villájában elhelyezhető. A találmányt kiviteli példák kapcsán rajzok alapján ismertetjük: 1. ábra: a találmány szerinti áram-védőkapcsolás egy lehetséges háromfázisú kiviteli alakjának kapcsolási rajza. 2. ábra: a találmány szerinti árnm-védőkapcsolás egy olyan lehetséges háromfázisú kiviteli alakját mutatja, amelynél a félvezető teljesítménykapcsoló kikapcsolt állapotában a terhelést mágneskapcsoló segítségével is leválasztjuk a hálózatról. 3. ábra: a találmány szerinti áram-védükapcsolás egyik lehetséges egyfázisú kiviteli alakját szemlélteti. 4. ábra: a 2. ábra szerinti áram-védőkapcsolás egy lehetséges egyfázisú kiviteli alakját mutatja. A példaként bemutatott egyik lehetséges kiviteli alak — mint az 1. számú ábrán látható — háromfázisú áram-védőkapcsolás. Az áram-védőkapcsolás 1,2, 3 biztosítókon keresztül csatlakozik a háromfázisú hálózat R. S, T kapcsaihoz. A 4 összegző transzformátornak két egymással párhuzamos síkokban elhelyezkedő, tükörszimmetrikusan elrendezett, azonos mágneses jellemzőkkel rendelkező 5, 6 mágneses köre van. Az első 5 mágneses körben 7, 8, 9 primer tekercsek és 13 szekunder lekeresek, a második 6 mágneses körben 10, 11, 12 primer tekercsek és 14 szekunder tekercsek foglalnak helyet. A 7, 8, 9, 10, II, 12 primer tekerjek menetszámai és tekercselési irányai egymással mtöcgyeznek. A 7, 10, a 8, II és a 9, 12 primer tekercsek egymással szemben vannak kapcsolva. A 13, 14 szekunder tekercsek menetszámai és tekercselési irányai egymással megegyeznek és szembe vannak kapcsolva. Az. 1 biztosítóval a 7, 10 primer lekeresek cs a 15 félvezetős telejsítménykapcsoló, a 2 biztosítóval, a 8, 11 primer tekercsek és a 16 félvezetős teljesítménykapcsoló, a 3 biztosítóval a 9, 12 primer tekercsek és a 17 félvezetős teljesítménykapcsoló, a 18 terheléssel sorba vannak kapcsolva. A 19 egyenáram tápegység 55, 56 csatlakozási pontokon keresztül a váltakozóáramú betáplálás RT fázisai közé van kapcsolva, egyenáramú kimenetéről az áram-védőkapcsolás táplálásához szükséges pozitív, nulla és negatív feszültségek vezetők le A 13, 14 szekunder tekercsek 48 közös pontja 60 árnyékolással együtt a i9 egyenáramú tápegység nulla pontjához, a 13, 14 szekunder tekercsek két végpontja 46, 47 csatlakozási pontokon és 32, 33 ellenállásokon keresztül a 20 erősítő invert és nem-invert bemenetéhez van kötve. Ugyanide csatlakoznak antiparallcl 36, 37 diódák. A 20 erősítő nem-invert bemeneté 30 ellenálláson keresztül a nulla pontra van kötve. A 20 erősítő kime-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
