Устройство для защиты от пораженияэлектрическим tokom b сети c изолиро-ванной нейтралью

Патент 807432

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОЛ ИСАНИЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к АВтОРскбмУ сбиДетильстВУ

Союз Ceee cwca . Сецнаннстнчеекнх

Республик (и)807432 с" . .х

l (В1) Дополнительное к авт. спид-ву(22) Зап влено 14.05.79 {21) 2764825!24-07

J (5l }N. Кл. с присоединением заявки И (23) ПриоритетвЂ”

Гооударатоанный комитет

СССР

ll0 делам нэаоретений н открытий

Н 02 Н 5/12

Н 02 Н 3/16

Опубликована 23.02.81. Бюллетень ЭВ 7

Дата опубликования описания 23.02.81 (53} УДК 621.316 . 925 (088.8) (7Ц Авторы изобретении

Б .М.Ягудаев и В.В.Назаров :."йцк, I, 3

Ордена Октябрьской Революции и ордона Тщьщнело;Кщсного, Знамени институт горного делаюа.А;АХкавтйикага. (7т) Заввнтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ 0Т ПОРАЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к .устройствам зашиты от поражения электрическим током при случайном прикосновении человека к одной иэ фаз сети с изолированной нейтралью напряжением 1,14-10 кВ.

Известны устройства для защиты от пораже5 ния электрическим током в сетях с изолированной нейтралью, основанные на автоматическом заземлении поврежденной фазы высоковольтной сети, что осуществляется на шинах питаюто щей подстанции быстродействующими короткозамыкателями, которые пофазно управляются детектором (устройством для опеределения) поврежденной фазы сети 111. I5

Недостатком этих устройств, снижающим эффективность и возможность их широкого применения для защиты человетса от электроноражения в сетях свыше 1000 В с повышенной опастностью обслуживания (например, карьерных распределительных сетей 6-10 кВ с емкостью фаэ относительно земли 1-2 мкФ/ф), является недостаточная по требованиям электробезопасности, чувствительность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее три однофазных трансформатора, первичные обмотки которых подключены соответственно к фаэным напряжением сети, детектор поврежденной фазы и пофазно управляемые последним, короткозамыкатели. При прикосновении человека к одной из. фаз сети (например, фазе А) и возникновении однофазного замыкания на землю через сопротивление тела человека детектор поврежденной фазы, реагирующий на параметры замыкания на землю, определяет поврежденную фазу и подает сигнал на срабатывание фазного короткоэамыкателя, который через обмотку однофазного трансформатора заземляет эту фазу.

После срабатывания короткозамыкателя напряжение прикосновения к фазе и, соответственно ток, первоначально проходивший через тело пострадавшего резко снижаются до значений,воздействие которых является допустимым в течение более .длительного времени (например, достаточного для отключения сети) (2).

Эффективность укаэайного устройства, кроме остаточного напряжения прикосновения к фазе, 3 807432 4 существенно.зависит от чувствительности и быст- Устройство для защиты от поражения злектродействия, определяемых возможностью детек- рическим током в сетях с изолированной нейттора поврежденной фазы реагировать на замыка ралью включает в себя однофазные трансформатония на землю через достаточно большие сопро- ры 1-3 первичные обмотки которых имеют оттивлеиия при высокой помехоустойчивости. Одна-. 5 воды 1 -3 и включены между фазами 4-б секо возможности современных детекторов пов- ти и землей, детектор 7 поврежденной фазы с .. режденной фазы, реагирующих на замыкания иа выходами 8-10. пофазно управляемые короткоземлю и работающих по принципу сравнения по замыкателями 11-13 (например, тиристорные фазе, абсолютной величине или модулю векто- по два встречно-параллельно включенных тиров двух напряжений - нулевой последователь- о ристора) и резистор 14 в цепи разомкнутого ности и фаэных или одного из них с опорным, треугольника вторичных обмоток трансформатоуов. сильно зависят от емкости фаз сети и ограни- Устройство работает следующим образом. чены условием несрабатывания исполнительного В нормальном режиме, когда отсутствует органа на последующей (здоровой) фазе. При однофазное замыкание на землю, на вход детекэтом, наряду с задержкой времени вследствие 5 тора 7 поврежденной фазы поступают снмметиизкой чувствительности (повышенный порог рнчные фазные напряже шя, которые сравниваютсрабатываиия), затухание переходного процесса ся с соответствующими опорными фазными напзамыкания иа землю (затухание напряжения ну- ряженнямн, при этом разность между ними равлевой последовательности и установление напря- на нулю. На выхода 8-10 детектора поврежденженин на поврежденной и неповрежденной фазах) ной фазы сигнала нет, н управляемые короткодает также задержку времени срабатывания уст- замыкателн 11-13 (тнристоры блоков 11-13) наройства. ходятся в отключенном состоянии.

Этому устройству присущи недостаточные При однофаэном замыкании на землю (напрнчувствктельиость и быстродействие, ограниченные мер фазы (А} нарушается симметрия фазных соотношениями поступающих на вход реагирую- напряжений - напряжение поврежденной фазы

25 щего органа напряжений фаэ (эа счет напряже- уменыпается, а напряжения двух других фаз сония нулевой последовательности), а также ответственно увеличиваются. Прн этом в детекдпительностью переходного процесса замыкания . торе 7 срабатывает канал с выходом 8 поврежна землю. денной фазы 4, где абсолютное значение напряЦель изобретения - повышение чувствитель- жения срабатывания положительно по отноше- ности и быстродействия устройства защиты от Зо нию к опорным фазнмм напряжениям, а кананоражения электрическим током в сетям с нзо- лы с выходами 9 и 10 двух других фаз не лированной нейтралью. и срабатывают, так как нх напряжения срабатываниа отрицательны.

Иоставлениая иель достигается тем, что в Детектор поврежденной фазы через выход 8 устройств для занппм or поражения электричес- з5 подает сигнал на срабатывание своей фазы кокни током и сети е изолированной нейтралью, роткозамикагеля 11, который переводит транссодержащем три одиофазных трансформатора форматор 1 в режим короткого замыкания и иервишые обмотки которых подключены со- заземляет поврежденную фазу через часть ее перотве ственно между фазами сети и землей, вклю- внчной обмотки. В результате ток, первоначальчеииый к фазам сети детектор поврежденной о но лротекавщий через тело человека (место зафазы, выходы которого подсоединены к корот- мыкайия} и напряжение прикосновения к фазе козамыквтелям в цени соответствующих одно- сети резко снижаются до знвченнй, определяефазнмх трансформвторов, первичная обмотка мых параметрами сети и трансформатора в реиаждого трансформатора выполнена с «втотранс. жиме короткого замыкания. форматориым отводом а Вторичные обмотки 45 рансформаторов а едииены в "разомкнутый треугольник", в цепь которого включан реэнс- Влагодяря.резистору 14, в цепи разомкнутотор при1к,м кщ дьтй из укаэанных коуоткоэа. ro треугольника Вторичных обмоток трансфорй и н аее упомянутым авт,„маторов через место замыкания протекает допол- . ис рматориым отводом и зекчей. нительный активный ток З,равный 50-60 от трансформаторным отводом и зекч

На фиг.1 изображена принципиальная схе- емкостного тока сети".1 ..Этот ток ие повышает .на устройства дпя зашиты от поражения элект- действующего eHHa Tonga через Telo eelloseка, но изменяет напряжение нулевой последоваНа фиг,2 . векторная давграммв, поясняющая тельности цо модУлю и по аРгУмеитУ изменение соотношений, поступающих на вход реагирующего органа устройства, напряжений

U фаз по сравнению с соотношениями напряжений

° i om

О . е в известном устройстве (для случая одиофазио- "о го замыкания на фазе А), 807432 где om

Формула изобретения 1 - коэффициент относительного снижения модуля U при ., дополнительном активном токе le; б

Поскольку чувствительность и быстродействие являются основными параметрами, то применение предлагаемого устроиства повышенной чувствительности и быстродействия в целях защиты людей от поражения электрическим током существенно повышает уровень беэопастности обслужива. .ния передвижных распределительных сетей 1,1410 кВ угольных шахт и карьеров.

lolPr

К= 1+

U а 1с" т arcctg вЂ” -a cctg c . "m

° аргумент напряженця Ue..

2 aU

У.

Ф О, g С< )

Следовательно, на вход детектора поврежде20 ной фазы 4 предлагаемого устройства поступают напряжения поврежденной и неповрежденных фаз, определяемые другим характером изменения напряжения нулевой последовательности

И согласно выражению (1). Из векторнои диаграммы (фиг.2), где это напряжение изменяется по полуэллипсу, из которой следует, что при одинаковых условиях (Ц;С) чувствительность предлагаемого устройства существенно выше, чем в известном устройстве (точка 0 на полу- эв эллипсе ниже точки 0 на полуокружности фиг.2). При этом повышается быстродействие уст ройства эа счет увеличения чувствительности, а также ускорении затухания переходного процес са замыкания на землю (затухание напряжения эз нулевой последовательности и установление напряжения поврежденной и неповрежденных фаз).

Устройство для защиты от лорал ения электрическим током в сети с изолированной нейтралыо, содержащее три однофазных трансформатора,. первичные обмотки которых подключены соогветственно между фазами сети и землей, включенный к фазам сети детектор поврежденной фазы, выходы которого подсоедииены к короткозамйкателям в цепи соответствующих однофазных трансформаторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем,. что, с целью повышения чувствительности и быстродействия, первичная обмотка каждого трансформатора выполнена с автотрансформаторным отводом, а вторичные обмоткя трансформаторов соединены в "разомкнутый треугольник", в

tteTlb которого включен резистор, причем каждый иэ указанных короткозамыкателеВ подключен между упомянутым автотраисформаторным отводом и землей, Источники информации, принятые во внимание ири экспертизе

i. Микрюков В.И. и Ягудаев ВМ. Быстродействующее защитное эакорачивание на землю фазы сети 3-19 кЭ. - "Безопастиость труда в иромьнплеииости, 1973, У 5.

2. Патент Японии У 5245024,õë. Я 02 Н 1 00е

1977.

807432

Овфо) Составитель Л.Васькова

Техред A. Савка Корректор Л.Иван

Редактор О.Малец

Подписное

Филиал ППП "Патеит", г.Ужгород, улЛроектиаа,4

Заказ 306/81 Тираж 686

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеиий и открытий

113035, Москва, Ж-35, раушскав иаб.,дА/5