Systém a spôsob detekcie poruchy ochranného uzemňovacieho obvodu

Číslo patentu: E 17268

Dátum: 01.03.2013

Autori: Li Kang, Shoshiev Alexander

Je ešte 5 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Systém a spôsob detekcie poruchy ochranného uzemňovacieho obvodu0001 Predkladané zverejnenie sa vo všeobecnosti týka ochranných ističov ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker), teda prerušovačov obvodu pracujúcich na princípe detekcie zvodového prúdu, konkrétnejšie systému detekcie poruchy ochrarmého uzemnenia (Protective Earth, PE) bez potreby fyzického spojenia so zemou ako referenčným bodom, a bez potrebyvytvorenia istého merateľného prúdového toku v komponente.0002 Vyjadrenia uvádzané v tejto časti predstavujú len základné infonnácie týkajúce sapredkladaného zverejnenia a nemusia úplne opisovať doterajší stav techniky.0003 Existujúce systémy ochrarmých ističov ELCB sa delia na dva typy l) napäťove ELCB(vELCB) a 2) prúdové ELCB (iELCB). Ako už naznačuje samotný názov, ističe vELCB pracujú na princípe rozdielu elektrických potenciálov (napätia) medzi monitorovanou uzemňovacou svorkou/kovovou časťou a lokálne uzemneným vodičom. Ističe vELCB obvod prerušía vtedy, keď detegované napätie dosiałme alebo prekročí vopred stanovený limit. Pretože v systéme detekcie vELCB prakticky netečú žiadne prúdy, hlavnou výhodou vELCB je, že sú tieto zariadenia schopné detegovať poruchu uzemnenia so zanedbateľným zvodovým prúdom.Najväčšou nevýhodou systémov detekcie vELCB je potreba existencie funkčného uzemňovacieho spojenia. Funkčným uzemňovacím spojením sa rozumie vodič, ktorý jefyzicky spojený so zemou.0004 Druhý hlavný typ systému detekcie ELCB, systém iELCB, sa v Sevemej Amerike označuje ako systém GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter), teda prerušovač obvodu vprípade poruchy uzemnenia. Systém iELCB pracuje na princípe merania súčtu prúdov tečúcich do a z elektrického zariadenia. Pri normálnej prevádzke bude tento súčet nulový, čo znamená, že v systéme nedochádza k žiadnemu úniku prúdu. Inak povedané, prúd tečúcí do zariadenia je rovný prúdu, ktorý z daného zariadenia vyteká. Systém detekcie iELCB pracuje naprincípe detekcie stavu, keď sa veľkosť prúdu tečúceho do určitého zariadenia živým vedenímzdroja striedavého napätia líši od prúdu tečúceho neutrálnym vodičom zdroja napätia (t. j.,stavu, keď sa súčet prúdov tečúcich do a zo zariadenia stane nenulovým). Keď tento nenulový prúd dosiahne vopred stanovený homý limit, systém detekcíe iELCB aktivuje prerušovač na prerušenie toku prúdu do daného komponentu alebo zariadenia. Hlavnou výhodou systému detekcíe iELCB je, že sa nevyžaduje žiadne skutočné spojenie so zemou. Hlavnou nevýhodou, prinajmenšom v určitých odvetviach a aplikáciách, však je, že do daného komponentu alebo zariadenia, ktoré sú pripojené ku zdroju striedavého napätia, musí pritekať určitý merateľný prúd, aby bolo možné detegovať, či vzniká vopred stanovená výška rozdielumedzi prúdom pritekajúcim do zariadenia a prúdom, ktorý z neho odteká.0005 Jedna z konkrétnych aplikácií, kde sa vyžaduje systém ELCB, súvisí so zariadeniami EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment), teda stanicami slúžiacimi na dobíjanie batérií elektromobilov. Bezpečnostné štandardy stanovené pre zariadenia EVSE vyžadujú, aby tieto zariadenia nepretržite monitorovali spojenie ochranného uzemnenia (PE), a aby sa v prípade,keď spojenie PE zlyhá, napájanie elektromobilu prerušilo. Dve konkrétne normy Medzinárodnej elektrotechnickej komisie (IEC) vyžadujú, aby sa svorka PE napájacej zásuvky(t. j. zásuvky, kam sa privádza napätie zo zdroja striedavého napätia) nesmela pripojiť ku svorke PE vozidla dovtedy, kým sa neoverí uzernnenie PE napájacej zásuvky. V prípade elektromobilu však samotné vozidlo nepredstavuje priamu vodivú cestu k zemi (t. j. spojenie PE). Napriek tomu normy IEC nepripúšťajú pripojenia napätia k vozidlu dovtedy, kým sa neoverí, že existuje náležité spojenie PE, takže systém detekcíe iELCB je nepoužiteľný, pretožežiadny merateľný tok prúdu do vozidla nie je povolený bez predošlého overenia spojenia PE.Dokument US 3,895,264 sa týka zariadenia chráneného pred poruchami uzenmenia a určeného na monitorovanie uzernňovacieho spojenia medzi uzemneným zdrojom napätia a mobilným strojom, ktorý je vybavený viacfázovým napájaním cez voľne vedený prívodný kábel s hviezdicovým usporiadaním impedancii pripojených ku fázovýrn vodičom v zdroji napätia a s podobným usporiadaním pripojeným v stroji, ktorých spojovacie body sú na každom konci pripojené k uzemňovaciemu vodiču, prostredníctvom krerníkovým čipom riadeného usmerňovacieho zariadenia, ku ktorému je paralelne zapojená monitorovacia impedancia. Najmenej jedna impedancia jedného z hviezdicových usporiadani impedancii je uspôsobená na poskytovanie nízkeho monitorovacieho napätia, ktoré cirkuluje prúd cez uzemňovací vodič a monitorovaciu impedanciu. Napätie na druhom uvedenom prvku budi prostriedok namonitorovanie. Kremíkovým čipom riadený usmerňovač je uspôsobený tak, aby viedol prúdvtedy, keď napätie na ňom vystúpi nad úroveň monitorovania. Monitorovací prúd môže byťstriedavý prúd alebo jednosmerný prúd získaný z usmerňovača v obvode s uzemňovacím vodičom.Dokument US 4,375,660 opisuje prístroj na monitorovanie izolovania od zeme s ochranným obvodom, ktorý sa používa medzi zdrojom striedavého napätia a spotrebným zariadením,napríklad elektronickým prístrojom. Tento ochrarmý obvod umožňuje činnosť daného spotrebného zariadenia s odpojeným uzenmením, pričom toto uzemnenie automaticky znovu pripája V prípade, ak sa na kostru zariadenia alebo jeho prístupné kovové časti dostane nebezpečné napätie alebo nebezpečný prúd. Tento ochranný obvod tiež monitoruje kontinuitu spojenia neutrálneho vodiča so zemou a vypína prívod striedavého napätia do spotrebnéhozariadenia v prípade, ak sa uzernňovacia cesta preruší, alebo ak sa zvýši jej impedancia.0006 V jednom z aspektov sa predkladané zverejnenie týka systému na detekciu prítomnosti napätia na uzemňovacom vodiči, ktorý je prepojený s ochrannou uzemňovacou svorkou (PE) zdroja napätia. Zdroj napätia slúži na privedenie napätia do zariadenia. Takýto systém môže obsahovať zariadenie s vysokou impedanciou, napríklad rezistor, zapojené cez spínač, pričom tento spínač je v komunikácii s časťou zariadenia. Môže byť použitý riadiaci systém slúžiaci na monitorovanie napätia na tomto zariadení s vysokou impedanciu a na určenie, či napätie na tomto zariadení s vysokou impedanciu presahuje vopred stanovenú prahovú hodnotu. Prekročenie tejto vopred stanovenej prahovej hodnoty indikuje, že na uzemňovacom vodiči je prítomné nebezpečné napätie zo zdroja napätia. Cesta sprirodzenou vysokou impedanciou medzi zemou a daným zariadením sa počas činnosti systému využíva ako spojenie so zemou0007 V jednom z vyhotovení sa predkladané zverejnenie týka systému na detekciu prítomnosti napätia na uzemňovacom vodiči, ktorý je prepojený s ochrannou uzemňovacou svorkou (PE) zdroja striedavého napätia. Zdroj striedavého napätia môže slúžiť na privedenie nabíjacieho napätia do spínacieho systému nabíjačky elektromobilu. Tento systém môže obsahovať zariadenie s vysokou impedanciou pripojené cez spínač daného spínacieho systému,pričom tento spínač je v komunikácii s kostrou vozidla. Môže byť použitý riadiaci systém namonitorovanie napätia na tomto zariadení s vysokou impedanciu ana určenie, či napätie natomto zariadení s vysokou impedanciu presahuje vopred stanovenú prahovú hodnotu. Taký prípad indikuje, že na uzemňovacom vodiči je prítomné nebezpečné napätie zo zdroja striedavého napätia. Cesta s prirodzenou vysokou impedanciou medzi zemou a kostrou vozidla slúži počas činnosti tohto systému ako spojenie so zemou cez kostru vozidla. Takýto riadiaci systém môže riadiť rozopínanie a spinanie spínacieho systému v závislosti od zosnímanéhonapätia na danom zariadení s vysokou impedanciou.0008 V rámci iného aspektu sa zverejňuje spôsob detekcie prítomnosti napätia na uzemňovacom vodiči, ktorý je prepojený s ochrannou uzemňovacou svorkou (PE) zdroja napätia, a kde daný zdroj napätia slúži na privedenie napätia do zariadenia. Tento spôsob môže zahŕňať použitie cesty s prirodzenou vysokou impedanciou obsahujúcej elektrickú kapacitu,elektrický odpor alebo oba tieto prvky medzi daným zariadením a zemou, na účely vytvorenia spojenia so zemou. Tento spôsob tiež môže zahŕňať snímanie napätia na zariadení s vysokou impedanciou pripojenom cez spínač v čase, keď je spínač rozopnutý, pričom tento spínač je v komunikácii so spojením PE medzi daným zariadením a zemou. Môže byť použitý riadiaci systém, ktorý je v komunikácii so zariadením s vysokou impedanciou. Funkciou tohto riadiaceho systému môže byť určenie, že napätie na zariadeni s vysokou impedanciou indikujeprítomnosť nebezpečného napätia zo zdroja napätia na uzemňovacom vodiči.0009 Ďalšie oblasti možného použitia budú zrejmé z tu uvedeného opisu. Je potrebné uvedomiť si, že opis a konkrétne príklady slúžia len na ilustráciu a nemajú obmedziť rozsah predkladaného zverejnenia. Predkladaný vynález je definovaný v pripojených patentovýchPREHĽAD OBRÁZKOV NA VÝKRESOCH0010 V tomto dokumente opisovaný výkres slúži len na ilustráciu a nemá žiadnym spôsobomobmedzovať rozsah predkladaného zverejnenia.0011 Obrázok l je do značnej miery schematickým náčrtom systému detekcie ELCB podľa

MPK / Značky

MPK: G01R 31/02, H02H 11/00, B60L 3/04, H02H 3/14

Značky: ochranného, poruchy, uzemňovacieho, systém, detekcie, obvodů, spôsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/13-e17268-system-a-sposob-detekcie-poruchy-ochranneho-uzemnovacieho-obvodu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Systém a spôsob detekcie poruchy ochranného uzemňovacieho obvodu</a>

Podobne patenty