Трансформатор тока нулевой последовательности

Трансформатор тока нулевой последовательности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в области электротехники . Сущность: устройство содержит сердечник, через который пропущен коаксиальный трубчатый токопровод 4, состоящий из цилиндрического стержня 5 и коаксиальных цилиндров по числу Фаз, к каждому из которых с двух концов по двум диаметрально противоположным образующим подсоединены концы силовых жил кабелей 9, 10, 11, 12, плоскости этих подсоединений повернуты в пространстве на 1206 одна относительно другой. Отношение длины наружного цилиндра к его диаметру равно шести. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 F 40/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПATЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛ ЬСТВУ

О

О

В

:00 (21) 4839430/07 (22) 15.06.90 (46) 07.03.93. Бюл. ¹ 9 (71) Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности и Московский автомобильноо-дорожный институт (72) М.А.Быков, А.И.Кривоносов и Н.А.Гончар (56) Кунин P.З, и Прудников Н,И, Защитное отключение электроустановок. Л.: Колос, 1984, с. 30, Сирота И.M. Трансформаторы и фильтры напряжения и тока нулевой последовательности. Киев: Наукова думка, 1983, с.

124, рис. 68.

„„Я2„„1800488 А1 (54) ТРАНСФОРМАТОР ТОКА НУЛЕВОЙ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ (57) Использование: в области электротехники. Сущность: устройство содержит сердечник, через который пропущен коаксиальный трубчатый токопровод 4, состоящий из цилиндрического стержня 5 и коаксиальных цилиндров по числу фаз, к каждому из которых с двух концов по двум диаметрально противоположным образующим подсоединены концы силовых жил кабелей 9, 10, 11, 12, плоскости этих подсоединений повернуты в пространстве на 120 одна относительно другой, Отношение длины наружного цилиндра к его диаметру равно шести. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, 1800488

Изобретение относится к устройствам защиты от поражения электрическим током в сетях с глухозаземленной нейтралью трансформатора, Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности срабатывания устройства в широком диапазоне рабочих токов нагрузки.

На фиг.1 приведена схема трансформатора тока; на фиг.2 показано подсоединение концов жил кабелей, подсоединение к центральному (нулевому) стержню сделано B той же плоскости, что и к наружному цилиндру; на фиг.3 условно показано подсоединение жил кабелей в одной плоскости, в действительности плоскости этих подсоединений повернуты в пространстве на 120 одна относительно другой, как показано на фиг.2.

Схема трансформатора тока, изображенная на фиг.1, содержит датчик тока утечки 1, релейный блок 2, подключенный к вторичной обмотке датчика тока утечки, автоматический выключатель или магнитный пускатель 3, вход которого связан с выходом релейного блока 2. Сквозь окно сердечника датчика тока утечки пропущен коаксиальный трубча ый токопровод 4, состоящий из цилиндрического стержня 5 и коаксиальных цилиндров 6, 7, 8 по числу фаз, к каждому из которых с двух концов, по двум диаметрально противоположным образующим подсоединены концы силовых жил кабелей 9 — 9, 10 — 10, 11 — 11 и нулевого провода 12 — 12 (фиг,2 и 3), причем плоскости этих подсоединений повернуты в пространстве на 120 одна относительно другой, а отношение длины наружного цилиндра I к его диаметру

d не менее шести, Устройство работает следующим образом.

При наличии тока утечки на землю, равного или большего значения уставки срабатывания защитного отключения из-за низкого сопротивления изоляции или при прикосновении человека к токоведущим частям, на вторичной обмотке датчика тока утечки 1 наводится ЭДС, которая после усиления приводит к срабатыванию реле релейного блока 2, контакты которого разрывают цепь управления магнитным пускателем 3, приводя к размыканию контактов магнитного пускателя.

Так как в коаксиальном трубчатом токопроводе 4 распределение тока по всей поверхности каждого из цилиндров 5-8 равномерно, то при отсутствии тока утечки, когда сумма мгновенных значений токов всех трех фаз равна нулю, напряженность магнитного поля в любой точке внешнего пространства, в том числе и в любой точке ферромагнитного сердечника датчика тока, на основании закона полного тока, равна нулю при сколь угодно больших токах, про5 ходящих по коаксиальным цилиндрам.

При наличии тока утечки возникает переменное намагничивание сердечника и во вторичной обмотке датчика тока утечки индуцируется ЭДС, Практически идеально равномерное токораспределение по поверхности каждого из цилиндров неосуществимо вследствие наличия сосредоточенных мест припайки 99, 10 — 10, 11-11, 12 — 12 к каждому из цилиндров 5, 6, 7, 8 силовых жил.

Для получения возможно меньшей неравномерности токораспределения в месте прохождения коаксиал ьного трубчатого токопровода сквозь окно датчика тока утечки

20 необходимо иметь достаточно большую длину цилиндров, а места припайки силовых жил располагать на диаметрально противоположных образующих данного цилиндра.

Для приблизительной оценки остаточной неравномерности распределения токов по поверхности цилиндра в месте его прохождения сквозь сердечник датчика тока утечки были проделаны графоаналитические расчеты для случаев! = 4d и I = 6d, где

l — длина цилиндра коаксиального трубчатого токопровода; б — диаметр цилиндра, Цилиндр мысленно разрезался по плоскости мест подпайки к нему силовых жил, и одна из его половин развертывалась в плоскость. Картина прохождения силовых линий тока по поверхности цилиндра в каждой из его половин определялась по методу сеток и с учетом того, что плотность тока по данной силовой линии тока обратно пропорциональна длине этой линии.

Из анализа картины поля вытекает, что в случае I = 4d различие значений плотности тока в разных точках поверхности цилиндра в месте прохождения токопровода сквозь окно сердечника датчика тока утечки составляет примерно 8%, а в случае I 6d — около +4%.

В случае прохождения сквозь окно датчика тока утечки трех силовых проводов (как это выполнено в 30УП-25 и РУД-0,5) неравномерность токораспределения можно оценить как порядка 150, так как в момент амплитудного значения тока, скажем в проводнике фазы А, токи в проводниках фазы В и С составляют 50 амплитудного значения и протекают при этом в противоположном направлении относительно тока фазы А.

При этих же условиях в предлагаемом решении в случае I = 4d неравномерность токо1800488 распределения снижена примерно в 20 раз, а в случае I = 6d — в 30 раз.

Это, возможно, позволит в случае I = 4d снизить ток уставки в РУД-05 с 300 до 15 мА, а в случае I = 6d — до 10 мА, .5

Уточнить эти соотношения и выбрать необходимые значения 1/d возможно лишь экспериментально.

Таким образом, изобретение позволяет существенно повысить уровень электробе- 10 зопасности эксплуатации электрооборудования с большими рабочими токами за счет возможности создания защитно-отключающих устройств с малыми уставками тока срабатывания (10 — 15 мА), тогда как в настоящее 15 время, например, в РУД-05 уставка при больших рабочих токах — 300 мА.

Формула изобретения

1. Трансформатор тока нулевой последовательности, содержащий вторичную об- 20 мотку и тороидальный магнитопровод, в окне которого пропущен токопровод, состоящий из цилиндрического стержня и трех коаксиально расположенных цилиндрических шин трубчатого сечения, по концам которых расположены контактные зажимы для подсоединения жил внешних силовых кабелей, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, контактные зажимы на каждой шине размещены на диаметрально противоположных концах цилиндра, причем плоскости центрального сечения, проходящие по этим зажимам в каждой отдельной шине, повернуты одна относительно другой на

1200.

2. Трансформатор по п.1, о т л и ч а ю - шийся тем, что отношение длины наружной трубчатой шины к ее внешнему диаметру составляет не менее шести.

1800488

Составитель В,Мясникова

Редактор Т,Мельникова Техред М,Моргентал Корректор Н.Гунько

Заказ 1167 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101