Устройство для защиты от тока утеч-ки b трехфазной электрической сетипеременного toka

Устройство для защиты от тока утеч-ки b трехфазной электрической сетипеременного toka

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 070379 (21) 2733797/24-07 с присоедичеиием заявки Мо

{23) Приоритет—

Опубликовано 300681. БюллеreHb 1® 24

Р1)М. Кл.з

Н 02 Н 3/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Р ) ЯК 621.316.925 (088.8) Дата опубликования описания 30.06.81

В.П.Колосюк, К.A.Ãðèíü, В.Д.Петренко, А.В.Сизоненко, В.С.Дзюбан, В.П.Кононенко, В.Д.Оборотов, Г.A.Никичкин, Г.А.Леонтьев и Б.Н.Головин (72) Авторь1 изобретения (71) Заявитель (54) устРОИство Для змциты От токА утетки

В ТРЕХФАЗНОИ ЗЛЕКТРИЧЕСКОИ СЕТИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к средствам защиты людей от поражения электрическим током и отключения трехфазной сети переменного тока с изолированной нейтралью при снижении общего сопротивления изоляции сети до опасной величины и предназначено для использования в подземных условиях шахт и рудннков, а также на обогатительных фаб- 1О риках и в других отраслях народного хозяйства.

К аппаратуре защиты от утечек предъявляются требования обеспечения необходимого быстродействия отключения сети в случае прикосновения:человека к фазе и устойчивости против ложных срабатываний из-за переходных процессов при различных коммутационных режимах. В-последние годы ведутся разработки и внедрение аппаратов защиты от утечек, обладающих свойством самоконтроля исправности из основных элементов и, следовательно, имеющих более высокую функциональную надежность. Аппараты защиты с самоконтролем исправности основных элементов схемы не позволяют эксплуатировать сеть с неисправной защитой.

Известно устройство защиты от токов утечки, содержащее источник oneративного постоянного тока, исполнительное реле, включенное через звезду резисторов между сетью и добавочным заземлителем параллельно сопротивлению изоляции сети и источнику оперативного постоянного тока. Обмотка исполнительного реле зашунтирована конденсатором Ы .

Положительными качествами устройства являются его простота и наличие самоконтроля исправности основных элементов схемы. устойчивость этого устройства против ложных срабатываний иэ-за переходных процессов нри коммутацин ответвлений кабеля с присоединенными к ним электродвигателями осуществляется в основном эа счет емкости конденсатора, шунтирующего обмотку исполнительного реле.

Время отключения указанного реле, т.е. быстродействие защиты при прикосновении человека к фазе сети (сопротивление человека принимается рав-ным 1 кОм) также определяется в основном величиной емкости шунтирующего конденсатора.

Однако по условиям устойчивости устройства против ложных срабатываний емкость указанного конденсатора необходимо увеличивать, а по услови843081 ям обеспечения требуемого времени срабатывания реле (для сетей напряжением 660/380 В время срабатывания устройства не должно превышать 0,1с)уменьшать. Поэтому достичь требуемого быстродействия устройства, а тем более повысить его, с одновременным обеспечением высокой устойчивости указанного устройства. против, ложных срабатываний при коммутационных режимах в течи весьма затруднительно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для защиты от тока утечки в трехфазной электрической сети переменного тока, содержащее источник оперативного тока, включенный между землей и первым выходом фильтра присоединения, со вторым выходом которого соединен дополнительный источник напряжения, подключенный к одному из входов реагирующего органа и соединенный встречно с источником напряжения смещения нейтрали, при этом выход реагирующего органа включен в цепь автоматического выключателя (21.

Однако в этом устройстве реагирующий орган на транзисторе, усилителе и электромагнитном реле выполнен довольно сложно. Кроме того, включение дополнительного источника питания встречно с источником,нанряжения смещения нейтрали ухудшает характеристики устройства, в частности возрастает время его срабатывания.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение при обеспечении самоконтроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от тока утечки в трехфаэной электрической сети переменного тока, содержащем источник оперативного тока, подключенный между землей и первым выходом фильтра присоединения, соединенного с защищаемой сетью, дополнительный источник напряжения, включенный между вторым выходом фильтра присоединения и одним из входов реагирующего органа, другой вход которого включен в цепь источника оперативного тока, а выход реагирующего .органа соединен с цепью автоматического выключателя, и источник напряжения смещения нейтралн, реагирующий орган выполнен в виде двухобмоточного реле, а источник напряжения смещения нейтрали включен согласно с дополнительным источником питания.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вариант схемы при использовании напряжения смещения нейтрали непосредственно из сети.

Устройство содержит источник 1 оперативного тока, присоединенный между землей и фазами сети посредством фильтра 2 присоединения, двухоб5

ЗО

65 моточное реле 3, одна из обмоток которого подключена параллельно сопротивлению 4 изоляции сети и источни ку 1 оперативного тока, а другая— к дополнительному источнику 5, компенсирующий дроссель 6, подключенный через конденсатор 7 между землей и сетью посредством фильтра 2 присоединения. На магнитопроводе компенсирующего дросселя 6 расположена его вторичная обмотка 8, которая через второй выпрямитель 9 подключена к дополнительному источнику 5 тока и последовательно с обмоткой реле, включенной в цепь дополнительного источника 5 °

Устройство работает следующим образоМ.

Обмотки реле 3 включены таким о6разом, что их магнитные потоки направлены встречно, причем магнитный поток вспомогательной (второй) обмотки больше, чем магнитный поток основной (йервой) обмотки, но разность магнитных потоков недостаточна для притягивания якоря реле. При снижении сопротивления изоляции сети вследствие его шунтирующего действия ток в основной обмотке уменьшается и при сопротивлении изоляции (или утечки), равном.уставке отключающего сопротивления утечки, результирующий магнитный поток становится достаточным для срабатывания реле 3. При этом оно своим контактом заьаякает цепь отключающей катушки 10 автоматического выключателя 11, который отключает сеть с поврежденной изоляцией.

Ввиду того, что устройство защиты от токов утечек реагирует на разность магнитных потоков основной и вспомогательной обмоток, то любое повреждение в его измерительной цепи, приводящее к уменьшению или к полному исчезновению тока в одной из обмоток, вызывает либо увеличение отключающего сопротивления, либо отключение сети. На дросселе 6, а следовательно, и на его вторичной обмотке

8 при возникновении в сети однофазной утечки появляется напряжение сме; щения нейтрали. При высоких сопротивлениях однофазной утечки это напряжение незначительно. Параметры вторичной обмотки 8 дросселя 6 и элементов, включенных в эту цепь, выбраны такими, что при сопротивлении однофазной утечки выше сопротивления отключающей однофазной утечки напряжение обмотки 8 не оказывает влияние на ток, протекающий через вспомогательную обмотку реле 3, и, следовательно, на уставку срабатывания реле.

При прикосновении к фазе сети человека или появлении однофазной утечки с сопротивлением меньше уставки отключающего сопротивления напряжение на обмотке 8 увеличивается.

Ток через вспомогательную обмотку ре843081 ле резко возрастает, что обусловлено включением вторичной обмотки дросселя 6 через второй выпрямитель 9 спгласно с дополнительным источником 5 и последовательно с обмоткой реле 3, подключенной к дополнительному источнику. Разность магнитных потоков, обусловленных токами, протекающими в основной и вспомогательной обмотках реле 3, резко увеличивается, и реле с помощью автоматического выключателя 11 отключает сеть. Время срабатывания реле при прикосновении человека к фазе сети или появлении однофазной утечки сопротивлением меньше уставки отключающего сопротивления резко уменьшается.

Обеспечение высокого быстродействия реле позволяет практически неограниченно увеличивать величину емкости конденсатора 7, шунтирующей основную обмотку реле 3, и тем саьым обеспечить устойчивость защиты против ложных срабатываний при различных режимах коммутации сети °

Другим вариантом подключения напряжения смещения нейтрали (фиг. 2) является подача его посредством включения между нулевой точкой устройства присоединения и землей последовательно со вторым выпрямителем разделительного конденсатора 12. Схема работает аналогично.

Таким образом, предлагаемое устройство проще по сравнению с известным, обеспечивает более высокое быстродействие, а наличие самоконтроля исправности элементов, входящих в него, позволяет повысить аппаратную надежность, что выгодно отличает его от известных устройств аналогичного назначения.

Формула изобретения

Устройство для защиты от тока утечки в трехфазной электрической сети переменного тока, содержащее источник оперативного тока, подключенный между землей и первым выходом фильтра присоединения, соединенного с защищаемой сетью, дополнительный

15 источник напряжения, включенный между вторым выходом фильтра присоединения и одним из входов реагирующего органа, другой вход которого включен . в цепь источника оперативного тока, а выход реагирующего органа соединен с цепью автоматического выключателя, и источник напряжения смещения нейтрали, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения при обеспечении самоконтроля, реагирующий орган выполнен в виде двухобмоточного реле, а источник напряжения смещения нейтрали вклю чен согласно с дополнительным источ- ником питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 275206, кл. Н 02 Н 3/16, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

В 595821, кл. Н 02 Н 3/16, 1976.