Устройство для предварительного контроля сопротивления изоляции электрической сети переменного тока

Устройство для предварительного контроля сопротивления изоляции электрической сети переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЯСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬ НОГО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее источник оперативного напряжения, включенный между землей и сетью через первый резистор и короткозакикатель с двойным на фазу разрывом между подвижным и неподвижным контактами, усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен исполнительный орган, один неподвижный крайний контакт короткоза1 ыкателя соединен со вторым резистором , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования, в него введены два соединенных встречно-последовательно диода . каждый из которых зашунтирован соответствующим конденсатором , фильтр низких частот и смещенный в проводящем направлении третий диод, включенный встречнопараллельно входу упомянутого усилителя , подсоединен ному через фильтр низких частот и упомянутые два диода ко второму выводу второго резистора , а первый резистор включен между полюсом источника оперативного напряжения и другим неподвижным крайним контактом короткозакыкателя .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NlM

РЕСПУБЛИН (19) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.! Е (21) 3501241/24-07 (22) 18. 10. 82 (46) 30.06. 84, Бнл. 9 24 (72) Ф.A.Ìäàðîâ, В.Н.Савицкий и Н.И.Погребняк (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно"конструкторский и технологический институт вэрывозащищенного и рудничного электрооборудования (53) 621»316 925(088»8) (56) .1. Светличный П.Л. Выбор и эксплуатация электрооборудования участка угольной шахты. И., "Недра", 1980, с. 18-19, рис. 2.8.

2.Семенов A.Ñ., Дымура В.Д. Автоматический контроль. контактов короткоэаьикателя вэрывоэащищенных шкафов КРУ.-C|."». Электротехническая промааленность, cep.AHH, вып.1, 1979, с. 7-9. (54) (5 7) УСТРОЙСТВО дЛЯ ПРЕдВАРИтЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, . содержащее источник оперативного напряжения, включенный между землей

3(Я) Н 02 Н 3/17; 6 01 Р, 31/02 и сетью через первый резистор и короткозаьыкатель с двойным на фазу разрывом между подвижным и неподвижным контактами, усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен-исполнительный орган, один неподвижный крайний контакт короткоэаьь)кателя соединен со вторым резистором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования, в него введены два соединенных встречно-последовательно диода., каждый из которых зашунтирован соответствующим конденсатором, фильтр низких частот и смещенный s проводящем. направлении третий диод, включенный встречнопараллельно входу упомянутого усилителя,подсоединенному через фильтр фф низких частот и упомянутые два диода ко второму выводу второго резистора, а первый резистор включен меж- 1 ду полюсом источника оперативного напряжения и другим неподвижным крайним контактом короткоэаьыка1100676!

О

65

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите от утечек тока на эемпю в сетях горнодобывакицих предприятий напряжением б — 10 кВ.

Известно устройство высоковольтных блокировочных реле утечки (БРУ), содержащее источник оперативного напряжения и усилитель постоянного тока, нагруженный исполнительным органом, которые подключены к сети посредством короткозамыкателя 1).

Недостаток устройства заключается в отсутствии контроля исправности цепи короткоэамыкателя и выдаче ложной информации об удовлетворительном состоянии изоляции при нарушении контактов короткозаьыкателя и последукщем повреждении изоляции контролируемого ответвления сети.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство высоковольтного блокировочного реле утечки, содержащее источник оперативного напряжения и усилитель постоянного тока, нагруженный исполнительный органом, которые подключены к сети посредством короткозамикателя с двой ным разрывом между подвижным и неподвижным контактами (23.

Данное устройство осуществляет контроль подключения схемы к сети и контроль контактов цепи короткозаьыкателя, в результате чего снижается вероятность выдачи ложной информации. Однако при потере цепи контакта короткоэамякателя в сред, ней фазе (обрыв, отскок, неодновременное включение контактов ) устройство теряет указанные преимущества вследствие включения заземленных искровых разрядников параллельно изоляции сети,:которые пробиваются под действием обратной ЭДС продолжающих вращаться электродвигателей,снижают свое сопротивление до нуля, в результате чего схема БРУ выдает ложную информацию о повреждении изоляции сети, так как оперативное напряжение БРУ поддерживает горение разрядников, вследствие чего ложное срабатывание имеет не кратковременный, а продолжительный характер.

Кроме того, применение искровых разрядников, обладающих ограниченным ресурсом пробоев, приводит к низкой надежности устройства. При выходе хотя бы одного разрядника из строя обратная ЭДС электродвигателя оказывается приложенной к низковольтным элементам,схемы, не рассчитанным на высокое напряжение, вследствие чего наблюдается каскадный выход иэ строя остальных элементов схемы.

Цель изобретения является повышение надежности функционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник оперативного напряжения, включенный между землей и сетью через первый резистор и короткозаьыкатель с двойным на фазу разрывом между подвижным и неподвижным контактами, усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен исполнительный орган, один неподвижный крайний контакт короткозаьы" кателя соединен со вторым резистором, введены два соединенные встречно-последовательно диода, каждый йз которых зааунтирован соответствующим конденсатором, фильтр низких частот и смещенный в проводящем направлении третий диод, включенный встречно-параллельно входу упомянутого усилителя, подсоединенному через фильтр .низких частот и упомянутые два диода ко второму выводу второго резистора, а первый

«резистор включен между полюсом источника оперативного напряжения и другим неподвижным крайним контак25 том короткозамыкателя.

На чертеже представлена электрическ ая схема у строй ст в а.

Устройство состоит иэ заземленного источника оперативного напряже- .

3П ния 1, к которому последовательно подключены высоковольтные резисто-, ры 2 и 3 и встречно-последовательно соединенные диоды 4 и 5, каждый из которых зашунтирован конденсатором б и 7. Параллельно Указанным конденсаторам подключен фильтр низких частот, . составленный из резистора 8 и конденсатора 9, выходная цепь которого подключена ко входу усилителя постоянного. тока на транзисторах 10 и диоду 11, включенному встречно-параллельно входу усилителя. Усилитель постоянного тока нагружен исполнительным органом 12 и эапитан от источника

45 питания 13, от которого эапитана цепь смещения диода 11. Схема БРУ подключается к контролируемому участку сети посредством короткозамякателя 14 с двойным на фазу

5р разрывом между подвижным и неподвижным контактами.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в контролируемом

55 ответвлении повреждения оперативный ток 1 „ заикается па следующей цепи: источник оперативного напряжения 1, резистор 2, короткозамикатель 14, резисторы 3 и 8, диод 11 и вход усилителя 10, земля, источник оперативного напряжения 1.

Встречно оперативному току, протекающему через диод 11, течет ток смещения i „ . В результате того, что ток смещения .i выбран меньшим

1100676

Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Заказ 4591/40

Филиал ППП "Патент", -г. ужгород, ул. Проектная,4 оперативного тока, диод 11 закрыт, усилитель 10 открыт и исполнительный орган 12 находится во включенном состоянии.

При снижении сопротивления изоляции часть оперативного тока протекает через сопротивление изоляции.

Так как это сопротивление оказывается включенным параллельно цепи, состоящей из резисторов 3 и 8, диода 11 и усилителя 10, то при его снижении оперативный ток, протекающий через вход усилителя 10, снижается. При достижении сопротивлением изоляции значения, равного уставке, оперативный ток 1С,„ становится меньшим тока смещения 1 „, . Поэтому усилитель 10 запирается, что приводит к обесточиванию исполнительного органа 12.

При потере контакта в короткозамыкателе 14 цепь оперативного тока

i >,заикающегося через вход усилиоп теля 10, обрывается,в то время как ток смещения i продолжает течь.

В результате диод 11 открывается, усилитель 10 закрывается, исполнительный орган 12 обесточивается и выдает сигнал о повреждении цепи короткозаьикателя.

Таким образом устройством контролируется не только состояние изоляции сети, но и состояние контактов короткозамыкателя 14.

Однако При потере контакта только в средней фазе (В) короткозамы.кателя 14 и наличии подключенной к контролируемому ответвлению трехфазной нагрузки оперативный ток не прерывается, замыкаясь по крайним фазам и нагрузке. Одновременно к устройству оказывается приложенным высоковольтное напряжение обратной

ЭДС продолжающего вращаться электродвигателя, под действием которого протекает переменный ток по следующей цепи: крайняя фаза С (или A) короткозаьикателя 14, высоковольтный резистор 3 (или 2), конденсатор 6, диод 5 (или конденсатор 7, диод 4), земля, источник оперативного напряжения 1, резистор 2 (или 3), другая крайняя фаза A (или С) .

Для исключения ложных срабатываний ВРУ от воздействия переменного тока между резистором 3 и землей установлена схема сравнения сигналов, собранная на конденсаторах 6, 7 и диодах 4 и 5, при помощи которой происходит сравнение напряжений прямого и обратного полупериодов, в результате чего ко входу усилителя 10 приложена разность напряжений з арядов указ анных конденсаторов. При равенстве напряжений прямого и обратного полупериодов, генерируемых вращакщимся электродвигателем, результирующее Напряжение на входе усилителя 10 определяется только источником оперативного напряжения 1.

10 Однако на вход усилителя все же поступает ограниченное перемен- . ное напряжение с преобладающей частотой 100 Гц, так как в реальных условиях напряжения полуперио15 дов оказываются не равными из-за спада обратной ЭДС электродвигателя по э кспоненциальному з акону, из-за фазовых сдвигов и гармонических сост авляющих напряжения, а также .из-за разброса параметров элементов схемы.

Для исключения влияния этого напряжения, а тем самым и исключения ложных ср абатываний, в схему дополнительно введен фильтр низких

25. частот, составленный из резистора 8 и конденсатора 9 и.представляющий относительно малое сопротивление для токов частотой 50 Гц и выше, которые замыкаются на землю, минуя

З0 вход усилителя 10.

Для успешного контроля величины сопротивления высоковольтных резисторов 2 и 3 выбираются соизмеримыми с уставной срабатывания (сотни ки35 лоОм при напряжении 6 кВ). Поэтому в сравнении с сопротивлениями переменному току источника оперативного напряжения 1 встречно-последовательных диодов 4 и 5, конденса40 торов 6 и 7, фильтра низкой частоты (резистор 8 и конденсатор 9), усилителя 10 и диода 11 эти сопротивления 2 и 3 являются преобладакщими, вследствие чего практически все на45 пряжение обратной ЭДС (IlpH *потере

,контакта в средней фазе короткозамыкателя 14) прикладывается к последним.

В предложенном устройстве устраняются ложные срабатывания, а надеж" ность функционирования увеличивается за счет исключения из схемы искровых разрядников, снижения потенциалов полупроводниковых элементов по отношению к земле, а также за счет

55 подключения входа усилителя к резистору 3 по изложенной выше схеме.

Таким образом, предложенное устройство является более надежным и устраняет ложные срабатывания.