Устройство для защиты от пораженияэлектрическим tokom b сети c изоли-рованной нейтралью

Устройство для защиты от пораженияэлектрическим tokom b сети c изоли-рованной нейтралью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТЬУ

Союз Советских

Сециапистических

Республик (il>8) 43086 (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 1708,79 (21) 2812930/24-07 р )м. к.з

Н 02 Н 5/12

Н 02 Н 3/16 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3006 я1. Бюллетень Н9 24

Дата опубликования описания 300681 (72) Авторы изобретения

И.М.Ефремов и A.Ã.Øèøêèí (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ В СЕТИ С

ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ из строя. Кроме того, по завершении акта защиты схема остах1яет сеть замкнутой на землю, а так как сети с изолированной нейтралью нельзя эксплуатировать с замкнутыми на землю фазами, то ее приходится отключать, вследствие чего неизбежен перерыв электроснабжения.

Известно также устройство, содержащее три реле в коллекторных цепях транзисторов, базо-эмиттерные перехОды которых включены на общие резисторы трех T-образных мостов сравнения, и одна сторона каждого Т-образ.ного моста включена через вентили на резисторы, соединенные с фазами и землей, а вторая - также через вентили с резисторами трехугольника опорного напряжения. При этом применена такая схема .включения контактных групп цепочек "Фаза-земля", при которой группа размыкающих контактов реле коллекторных цепей транзисторов включена последовательно с группой заьыкающих контактов, причем так, что в одной цепи находятся разьыкающие контакты реле своей фазы и заьнкающие контакты реле опережающей фазы Г23 °

Изобретение относится к защите человека от поражения электрическим током при его касании к находящимся под напряжением токоведущим элементам электрооборудования в системах электроснабжения с изолированной нейтралью.

Известно устройство, предназна- .ченное для защиты от поражения элект- 10 рическим током в сетях с изолированной,нейтралью, содержащее фильтр напряжения нулевой последовательности (ННП), между нулевой точкой которого и землей включено реле напряжения (PH), и три реле напряжения (РН), 1з включенные между каждой фазой и землей, причем с целью повышения надежности контакты последних трех реле включены между каждой из фаз и землей через замыкающиеся контакты реле фильтра ННП $1). Схема его очень проста, содержит минимальное число схемных элементов.

Однако схема реагирует на различные помехи, например на переходные процессы при пусках-остановках потребителей, несимметрию и т.п., заьваканием на землю сразу двух фаз, т.е.

s схеме неизбежны двухфазные заьхякания, что ведет к выходу устройства (53) УДК 621.316.925 (088. 8) 843086

В этом устройстве предпринята попытка устранить возникновение двухфазных замыканий.

Однако и оно неработоспособно изэа гальванической завязки фаз между собой и с землей через Т-образные мосты сравнения и триоды. Выпрямительные мосты, например, не только создают побочные связи между землей и фазами через треугольник опорных напряжений, но и шунтируют резисторы- 0 датчики сигнала в цепочках "Фазаземля", сводя чувствительность схемы на нет при высоком уровне сопротивления изоляции. При низких уровнях изоляции, когда шунтирующее действие вентилей сказывается меньше, схема также не работоспособна, так как мал перепад напряжения "Фаза-земля" при касании человека к фазе. Это устройство отключает вполне исправную (с высоким уровнем изоляции) сеть в слу- 20 чае возникновения кратковременных самоустраняющихся утечек с перерывом электроснабжения объекта.

Цель изобретения — повышение надежности работы путем повышения чувствительности и сокращения неоправданных отключений.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее включенный межу,у фазами сети и землей контактный шунт,.для каждой фазы сети элемент сравнения с реагирующим органом на электрическом реле на выходе, подключенный к соответствующему выпрямительному мосту, и отключающая катушка автоматического выключателя, в цепи питания которой включены параллельно соединенные контакты указанных электромагнитных реле, а также резисторы и конденсатор, снабжено фильтром присоединения, ре- 40 ле времени и двумя промежуточными реле, при этом фильтр присоединения выполнен на пятистержневЬм трансформаторе с первичными обмоткаьм, соединенными в "звезду", нулева точка 45 которой подключена к земле через конденсатор, и вторичными обмотками,соединенными с упомянутыми выпрямительными мостами, а элемент сравнения выполнен на тиристоре, катод и управляющий электрод которого подключен через регулируемый резистор к соответствующему выпрямительному мосту, а анод тиристора соединен с электромагнитным .реле, в цепи питания реле времени включены параллельно соединенные первые размыкающие контакты всех электромагнитных реле, замыкающие контакты которых подключены в цепь питания первого промежуточного реле, заьыкающий контакт реле време- 60 ни включен в цепь питания. второго промежуточного реле, причем контактный шунт выполнен на последовательно соединенных замыкающих контактах первого промежуточного реле, вторых раз- 45 мыкающих контактах соответствующего электромагнитного реле и размыкающем контакте реле времени, а последовательно с третьими размыкающими кон.тактами электромагнитных реле напряжения в цепи питания отключающей катушки автоматического выключателя включен замыкающий контакт второго промежуТочного реле.

Такое выполнение устройства исключает недостатки известных и дает возможность сократить перерывы электроснабжения от защитных отключений.

В частности, применение пятистержневого трансформатора, тиристоров и переменных резисторов позволяет устранить гальванические связи, сделать устройство работоспособным в сетях как с высоким, так и с низким уровнем изоляции, регулировать. уставку защиты, отстраиваться от помех из-за постоянно имеющейся в сетях небольшой несимметрии проводимости изоляции фаз относительно земли, вызывающей появление напряжения смещения.

Применение реле времени и,двух промежуточных реле позволяет осуществить защиту человека с возвратом сети в нормальное эксплуатационное состояние после самоосвобождения человека от действия тока без перерыва электроснабжения, а также устранить двухфазные и трехфазные замыкания в цепях схеьы защиты при переходных процессах, связанных с включением, отключением потребителей.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. устройство содержит силовой трансформатор ТР1 питающей подстанции, пятистержневой трансформатор ТР2 защитного устройства, автоматический выключатель АВ, катушку ОК отключающего автомата, контактный шунт КШ, вентильные мосты В1 — ВЗ, тиристоры

Т1 — ТЗ, резисторы R1 — R3, реле

РТ1 — РТЗ напряжения, промежуточные реле РП1 и РП2, реле времени РВ, конденсатор С, размыкающие контакты

РТ1, PT2, РТЗ, РТ1, PT2I, РТЗ

PT1, РТ2, РТЗю реле РТ1 — РТЗ, замыкающие контакты РТ1Ю, РТ2й, РТЗ, PT1" PT2" РТЗ" реле РТ1

РТЗ, контакты РП1,замыкающие реле

РП1, контакт РП2, замыкающий реле

ГП2, размыкающий контакт РВ1 реле времени РВ, имеющий выдержку време- ни при размякании, замыкающий контакт

РВ2 реле РВ, имеющий выдержку при замыкании и источник питания ИП.

На чертеже обозначены А,В,.Ñ-фазы сети; а-бу в-г; д-е — цепи питания реле РВ, РП2, РП1; з-земля; г — сопротивление изоляции фазы; R>e< сопротивление тела человека.

Устройство, подключенное к электрической сети с изолированной нейт843086 ралью с сопротивлением изоляции г, работает следующим образом.

Сеть питается от силового трансформатора ТР1 (фиг. 1) через автоматический выключатель АВ, имеющий отIключающую катушку ОК, воздействующую на отключение AB при обтекании ее током.

Если изоляция фаэ сети не имеет повреждений (утечек) и человек не касается токоведущих частей, то при )p подключении сети к питающему трансфор матору ТР1 на зажимы первичных обмоток пятистержневого трансформатора

ТР2 прикладывается напряжение "Фазаземля", равное фазному. В этом случае на управляющие электроды тиристоров Т1 - ТЗ от вторичных обмоток трансформатора ТР2 через вентильные мосты B1 — ВЗ и настроечные резисто ры R1, R2, R3 подается напряжение управления, достаточное для открыва- 20 ния тиристоров. Обмотки реле РТ1—

РТЗ, подключенные к источнику питания ИП оперативного напряжения через тиристоры Т2 — ТЗ, обтекаются оперативным током, а поэтому размыкаются g5 контакты РТ1", PT2", РТЗ" в цепях контактного шунта КШ; PT1", РТ2И

РТЗ" в цепи отключающей катушки ОК и контакты PT1, РТ2, РТЗ в цепи а-б реле времени PB. Контакты РТ1, РТ2 ", РТЗ этих же реле, находящие"" ся в цепи д-е промежуточного реле

РП1, замыкаются, что.приводит к замыканию контактов РП1 в цепях контактного шунта КШ. Таким образом, схема приведена в ждущее состояние.

При возникновении однофазной утечки, например, в фазе А или касании к ней человека напряжение на зажимах обмотки этой фазы трансформатора ТР2 садится, т.е. снижается, и тиристор 40

Т1 закрывается. Реле РТ1, контролирующее утечки в фазе А, обесточивается, что приводит к заьыканию фазы A на землю контактным шунтом КШ посредством замыкаиия в нем контакта РТ1 45

I при замкнутых контактах РП и РВ1.

При постановке указанной эакоротки между фазой А и землей з ток через человека, коснувшегося фазы А, полностью прекращается, и он рефлектор- 50 но или сознательно освобождается от проводника. Если человек освободился раньше, чем сработало реле РВ, то при размыкании контакта РВ1 связь фазы А с землей прерывается и напряжение "Фаза-A-земля" восстанавливается

5 до нормального уровня, что.приводит к открыванию тиристора Ti, срабатыванию реле РТ1, разрыву контактов

PT1л, РТ1, РТ1 « в цепи контактного шунта, отключакщей катушки автома- 60 та и обмотки реле времени. Обесточенное реле времени снова заьыкает свой контакт РВ1 в цепи контактного шунта, подготавливая его к новому защитному ,действию. 65

Контакт РВ2 реле РВ, а следовательно, и контакт РП2 реле РП2, включающее автомат АВ, При этом.не успевают вступить в. действие, так как конструктивно контакт РВ2 распо(цржен в сравнении с контактом РВ1 дальше от нажимного рычага якоря и поэтому срабатывает с отставанием от него на 0,01-0,05 с.

Таким образом, акт защиты от кратковременных самоустраняющихся утечек (касание человека к фазе) или кратковременных однофазных заьыканий на землю предлагаемое устройство производит без перерыва электроснабжения.

Если человек по каким-либо причинам (например потеря сознания) не сумел самостоятельно освободиться от фазы в течение времени, на которое настроено реле РВ или если время замыкания фазы на землю превысило указанный регламент, то реле времени

PB сработает и в момент разыскания контакта РВ1 связь фазы с землей не прерывается, поэтому напряжение "Фаза-земля" не может возрасти до уровня, необходимого для открывания тиристора Т1, в связи с чем реле РТ1 держит контакты РТ1, PT1 и PTf" замкнутыми. Обмотка реле РВ по указанной причине продолжает обтекаться током, вследствие чего. контакты РВ2 и РП2, замкнувшись через сотые доли секунды после разрыва контактов РВ1, приводят в действие автомат АВ, и сеть отключается.

Для самозащиты устройства от возникновения в нем двухфазных и треХфазных коротких замыканий при переходных процессах в сети, а также в период настройки его тиристорных цепей в оперативную цепочку д-е вводится промежуточное реле PtI1 с контактами РП1, заведенными в цепи контактного .шунта КШ последовательно с контактами PT1", РТ2", РТЗ . Реле

РП1 запитывается от источника оперативного напряжения через исключающие двух и трехфазные замыкания фаз A,В, С сочетания пар контактов: PT1" от реле .РТ1 и РТЗ .от реле РТЗ; РТ2 от реле РТ2 и.РТЗ v от реле РТЗ; РТ1 от реле РТ1 и РТ2 " от реле РТ2.

При таком включении указанных контактных пар переходные процессы, вызвавшие срабатывание сразу двух, например РТ1 и РТ2 или трех, например РТ1, РТ2, РТ3, оперативных реле не приводят к закорачиванию фаз в контактном шунте вследствие одновременного размыкания в этом случае всех трех контактов РП1 в цепях этого шунта.

При частых кратковременных самоустраняющихся утечках, имеющих место в сети электроснабжения, особенно подземных, из-за капежа, наличия элек-. тропроводной пыли и т.п., предлагаемое устройство в отличие от.известных резко сокращает простои потреби843086

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

4О Р 450282, кл, Н 02 Н 5/12, 1974 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 446699118822, кл. Н 02 Н 3/16, 1975. телей из-за неоправданных защитных отключений при сохранении и более эффективном выполнении своей основной

1функции - защиты человека от поражения током. Использование в устройстве тиристоров повышает чувствительность и точность настройки защиты, особенно при больших уставках, использование контактного шунта с замакающими контактами полностью. устраняет утечки на земпю через шунтирующую часть схема устройства при нормальном эксплуатационном режиме сети, а при акте защиты устраняет протекание тока через человека. Применение пятистержневого трансформатора вместо, например, резисторов или трех одно- »5 фазных трансформаторов повь»шает устойчивость защиты от ложных срабатываний при переходных процесса в сети, позволяет получать фазные, линейные напряжения и утроенные напряжения ну- »О левой последовательности, используемые в цепях защиты, сократить расход стали, деталей и т.д.

Устройство для защиты от поражения электрическим током в сети с изолированной нейтралью, содержащее включенный между фазами сети и землей контактный шунт, для каждой фазы сети элемент сравнения с реагирующим органом на электромагнитном реле на выходе, подключенный к соответствующему выпрямнтельному мосту, и отклю- ЗЗ . чающая катушка автоматического выклю-. чателя, в цепи питания которой включены параллельно соединенные контакты указанных электромагнитных реле, а также резисторы и конденсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем повышения чувствительности и сокращения количества неоправданных отключений, оно снабжено фильтром присоединения, реле времени и двумя промежуточными реле, при этом фильтр

" присоединения выполнен на пятистержневом трансформаторе с первичными .обмотками, соединенными в "звезду", нулевая точка которой подключена к земле через конденсатор, и вторичными обмотками, соединенными с упомянутыми выйрямительными мостами, а элемент сравнения выполнен на тиристоре, катод и управляющий электрод которого подключен через регулируемай.резистор к соответствующему выпрямнтельному мосту, а анод тиристора соединен с электромагнитным реле, в цепи питания реле времени включены параллельно соединенные первые размакающие контакты всех электромагнитных реле, заьыкакияие контакты которых подключены в цепь питания первого промежуточного реле, замыкающий контакт реле времени включен в цепь питания второго промежуточного реле, причем контактный шунт выполнен на последовательно сбединенных зазйкающих контактах первого промежуточного реле, вторых размакающих контактах соответствующего электромагнитного реле и разминающем контакте реле вре-, мени, а последовательно с третьийи размакающими контактами электромагнитных реле в цепи питания отключающей катушки автоматического выключа-. теля включен за»какщяй контакт второго промежуточного реле.

843086

Составитель Васькова аточка Корректор Г.Решетник

Редактор A.Ëåæíèíà Техред Т. Маточк

ЛГ»

Подписное

Заказ 5144/74 Тираж 675

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /

4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул..Проектная, 4