189333. lajstromszámú szabadalom • Hibaáramvédelmi kapcsolási elrendezés
1 189 333 2 tő, fogyasztása is kicsi. így előnyösen alkalmazható miniatürizált hibaáram-túláram védőkapcsolókban. Ha helyesen választjuk meg a potenciométer ellenállás tartományát a vasmagból adódó követelményekhez is illeszkedve, meredek felfutású hibaáramok esetében sem kerülnek téves kioldást okozó feszültségcsúcsok a komparátor bemenetére. (Ilyen hibaáramokra lehet pl. számítani tirisztoros teljesítmény szabályozók környezetében.) A potenciométer legkisebb ellenállás értékének csökkentésével csökken a beállítható legkisebb hibaáramküszöbszint értéke is. A találmányt részletesebben példakénti kiviteli alakot szemléltető ábra segítségével magyarázzuk. A 01 táphálózat és 02 fogyasztó közé iktatott vezetékszakasz vezetékenként tartalmaz megszakító 3 érintkezőt, amelynek működtető szerve a kioldó 4 tekercs. A vezetékeket átvezetjük a gyűrűs 1 vasmagon, amelyen érzékelő 2 tekercset rendezünk el; az 1 vasmag és a 2 tekercs összegező áramváltót képez, amelynek tekercse az érzékelő 2 tekercs. Az ábrán egyfázisú kialakítást mutatunk, egy fázisvezetékkel és egy nullavezetékkel. Háromfázisú kialakítás esetén természetesen valamennyi fázisvezetéket átvezetjük a gyűrűs 1 vasmagon és mindegyik fázisvezetékbe beiktatunk egy-egy megszakító 3 érintkezőt. A kioldó 4 tekercs csatolása ennek megfelelően eltérő lesz (a mutatott kapcsolási vázlathoz képesti ebből eredő eltérések megvalósítása szakembertől elvárható), de az érzékelő 2 tekercs és a kioldó 4 tekercs közé iktatott felügyelő lánc kialakítása és működésmódja szempontjából ezek az eltérések elhanyagolhatók. Az összegező áramváltó 2 tekercsének kapcsait 5 potenciométer úgy hidalja át, hogy a 2 tekercs egyik kivezetésére az 5 potenciométer egyik 5a végpontja van kötve, míg a másik 5c végpontot és az 5 potenciométer 5b leágazását a 2 tekercs másik kivezetésére kötjük. Ilyen formán a másik 5c végpont és az 5b leágazás közötti ellenállás-szakasz egyértelműen rövidre zárt, és a 2 tekercs kivezetéseire közvetlenül csatlakozó lánc csak a 2 tekercs kivezetései közé iktatott söntellenállást (az 5 potenciométernek az egyik 5a végpont és az 5b leágazás közötti szakaszát) érzékeli, a másik 5c végpont és a 5b leágazás közötti szakasz olyan, mintha ott sem lenne. A 2 tekercs kivezetéseire szűrő 678 fokozat szimmetrikus bemenete csatlakozik. A szűrő 678 fokozat példánk szerint RC-szűrő, azt két soros 6 és 7 ellenállás és egy söntági 8 kondenzátor alkotja. A 8 kondenzátornak a 6, illetve 7 ellenállás kivezetésével közösített kivezetései alkotják a szűrő 678 fokozat szimmetrikus kimenetét. Erre a kimenetre 10 ablak-komparátor szimmetrikus bemenete csatlakozik. A példakénti kiviteli alaknál a 10 ablak-komparátor két műveleti 18 és 19 erősítőt tartalmaz, amelyek kimenetei közé ellensoros két félvezető 20 és 21 dióda van kapcsolva és ezek közösített (példánk szerint katód) kivezetése alkotja a 10 ablak-komparátor aszimmetrikus kimenetét. A 8 kondenzátornak a 6 ellenállással közös kapcsa a példakénti kiviteli alaknál közvetlenül csatlakozik az egyik műveleti 18 erősítő egyenes bemenetére, a 8 kondenzátornak a 7 ellenállással közös kapcsa 9 Zener-diódán át csatlakozik a másik műveleti 19 erősítő egyenes inverz bemenetére. Az egyik műveleti 18 erősítő egyenes bemenete és a másik műveleti 19 erősítő inverz bemenete egymással rövidzáron át össze van kötve. A 10 ablak-komparátor bemenetére az összegező áramváltó kimenőjele jut. Ha hibaáram lép fel, az 1 vasmagban keletkező kiegyenlítetlen fluxus feszültségesést hoz létre a 2 tekercset áthidaló 5 potenciométer egyik 5a vége és 5b leágazása között. Ez a feszültség az 5 potenciométer beállításától függően eltérő, 0 és maximális érték közé beállítható, mert az indukált feszültség leosztódik a 2 tekercs belső impedanciája és az 5 potenciométer (hatásos része) alkotta feszültségosztón. A jel ezután a szimmetrikus szűrő 678 fokozaton halad át, majd a 10 ablakkomparátor bemenetére jut. A 9 Zener-dióda helyettesit az ilyen jellegű áramkörök védelmére általában használt ellenpárhuzamos diódapárt, így helymegtakarítást tesz lehetővé. A mutatott 10 ablak-komparátor biztosítja a kioldójelet tetszőleges polaritású - egyutas egyenirányítás folytán - pulzáló hibaáramok esetén is. A 10 ablak-komparátor billenési küszöbszintjeit a 12,.. .,15 ellenállásokból álló hálózat értékarányai határozzák meg. A 12 és 14 ellenállások közösített kivezetései a 8 kondenzátor és a 9 Zener-dióda közösített kivezetéseire, szabad kivezetéseik az egyik műveleti 18 erősítő inverz bemenetére, illetve a másik műveleti 19 erősítő egyenes bemenetére vannak kötve. A 13, illetve 15 ellenállások egyik kivezetésükkel a 12, illetve 14 ellenállás kivezetésével vannak összekötve, szabad kivezetéseik a beavatkozó 11 fokozat részét képező további 22 Zener-dióda katódjára, illetve anódjára vannak kötve, s ugyancsak szabad kivezetéseikre egy-egy szűrő 16, illetve 17 kondenzátor van kötve, amelyek másik kivezetései a megfelelő 18, illetve 19 erősítő megfelelő (inverz, illetve egyenes) bemenetére csatlakoznak. A szűrő 16 és 17 kondenzátorok zavarszűrésre és a tápfeszültség megjelenésekor esetleg bekövetkező téves kioldás elleni védelemre szolgálnak. A beavatkozó 11 fokozat a mutatott kiviteli alaknál magában foglalja a kioldó szerve(ke)t és az áramköri elemeket ellátó tápegységet. Ennél a kiviteli alaknál a tápegység hálózatfüggő. Ez a tápegység más kiviteli alakoknál helyettesíthető biztonsági tápegységgel vagy akkumulátorral, a működésmód hasonló lesz, mint az ábra szerinti kialakításnál. (Hasonlóképpen lesznek eltérések, ha háromfázisú rendszer kiszolgálására alakítjuk ki a kapcsolási elrendezést, de - amint már említettük - ezeket az eltéréseket sem szükséges szakembernek bemutatni.) Az ábrázolt kiviteli alaknál a kioldást a 28 tirisztorral, valamint 25, 26 ellenállások és 27 kondenzátor alkotta bemeneti komplexummal kialakított tirisztoros kapcsoló váltja ki, amelyre a 25 ellenálláson át csatlakozik a 10 ablak-komparátor aszimmetrikus kimenete. A tápegység félvezető 29,...,32 diódák alkotta Graetz egyenirányítóval van kialakítva, s az továbbá tartalmazza a feszültségejtő 23 ellenállást az egyik hídátló és a 22 Zener-dióda között, valamint a 24 kondenzátort a 22 Zenerdióda másik kivezetése és a hídátló között. A tirisztoros kapcsoló működtetése a Graetz-híd rövidre-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
