Трехфазная сеть переменного тока с заземленной нейтралью для питания симметричных нагрузок

Трехфазная сеть переменного тока с заземленной нейтралью для питания симметричных нагрузок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских . Соцкалистнческкх

Реслублкк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и> 881933 (61) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 18.10.79 (21) 2828466/24»07 с присоедннением заявки.% (23) Приоритет (51)M. Кл.

Н 02 J 3/00

Н О2 Н 3/16

9иудерстеенный комитет

СССР

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень № 42 по делам изобретений н открытий (53) УДК62 1.3 16..

925(088 8) Дата опубликования описания 18. 1 1.81 (72) Автор изобретения

A. Л. Штейнер (7l) Заявитель

Всесоюзный научно-исспеаоватепьский институт охраны труда и техники безопасности ч рной метаппчогии (54) ТРЕХФАЗНАЯ СЕТЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЗАЗЕМЛЕННОЙ

НЕЙТРАЛЬЮ ДЛЯ ПИТАНИЯ СИММЕТРИЧНЫХ НАГРУЗОК

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения безопасности электрических непротяженных сетей переменного тока напряжением до 1000 В, имеюших заземленную нейтраль и осуществляющих ВНТВННс трехфазных симметричных нагрузок (потребителей), в электроустановках всех отраслей народного хозяйства.

Известны сети переменного тока, вы1о полненные с изолированной компенсированной и глухозаземленной нейтралью 313.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности являются сети переменного тока с заземленной нейтралью, содержашие трехфазный источник переменного тока (трансформатор или генератор), нейтраль которого присоединена к заземляюшему устройству. Электрооборудование питаюшееся от таких сетей, выполняется с занулением. В системах с занулением при однофазных коротких замыканиях на землю или корпус возникают условия для срабатывания максимальной зашиты (21 .

Однако в таких сетях изоляция не является зашитной мерой при однофазном касании человека к сети. Поражаюший ток через человека в этом случае не зависит

/ ни от сопротивления изоляции, ни от емкости сети относительно земли, а определяется только фазным напряжением сети

Оф, сопротивлением самого человека Н и сопротивлением нулевого провода Йо.

Ку

К,т+ R

В этом выражении сопротивлением заземления нейтрали можно пренебречь, так как оно не превышает 10 Ом, а сопротивление человека к = 1000 Ом, т.е. практически ток через человека определяется фазным напряжением и сопротивлением самого человека.

Если провод между нейтральной точкой источника питания и заземляюшим устройством отсутствует, что имеет место в изолированных сетях, или обладает большими сопротивлением, то при симметричной нагрузке ток через человека, прикоснувшего88 1933 ся к одной фазе, определяется следующим выражением 30cp и Я+7 где 2 - полное сопротивление изоляции.

Из этого выражения видно, что ток, проходящий через человека, тем меньше, чем больше сопротивление изоляции между фазным проводом и землей, т.е. изоляция сети в данном случае оказывает защитное воздействие. l0

Таким образом, для симметричных трехфазных непротяженных сетей переменного тока с точки зрения техники безопасности важно выполнение следующих условий: обеспечение малого сопротивления нулевого провода, соединяющего нейтральную точку трансформатора с к он туро м з азе мления при однофазпых коротких замыканиях на землю, что позволяет получить условия для отключения электроустановки максимальной зашитой при однофазных коротких замыканиях на землю; обеспечение большого сопротивления нулевого провода в нормальном режиме работы электроустановки, когда также возможен контакт человека с токоведушими частями.

11ель1о изобретения является повышение безопасности обслуживания трехфазной симметричной сети переменного тока с заземленнои нейтралью путем автомати-. ческого повышения сопротивления нулевого . провода в нормальном режиме работы сети.

Для достижения поставленной цели трехфазная сеть переменного тока с зазем35 ленной нейтралью для питания симметричных нагрузок, содержащая источник переменного тока и нулевой провод, соединя-юший нулевую точку источникB с контуром заземления, дополнительно снабжена

40 элементом с нелинейным сопротивлением, обеспечивающим нелинейность при протекании тока любой полярности, включенным между нейтралью источника и контуром заземлениъ

При этом элемент с нелинейным со45 противлением выполнен в виде двух встречно-параллельно вкюпоченных диодов.

На фиг. 1 изображена схема трехфазной сети переменного тока; на фт, 2 вольтамперная характеристика диодов.

Схема состоит из трехфазного источника переменного тока (трансформатора или генератора) 1, нулевогс провода 2, соединятошего нейтральную точку источника переменного тока через два встречно-параллельно включенных диода 3 с заземляющим контуром 4, трехфазных симметричных потребителей электрической энергии (нагрузок) 5 и 6 и аппаратов 7 максимальной зашиты сети, При нормальной работе электроустановки вследствие симметричности нагрузки ток в нулевом проводе отсутствует или очень мал. Случайное прикосновение человека к любой фазе также вызывает протекание в нулевом проводе очень небольшого тока, вследствие чего, как это следует из рассмотрения вольтамперной характеристики диодов, их сопротивление даже в проводящем направлении очень велико. При этом, как это следует из условия. (2), человек, случайно коснувшийся токоведущих частей, находится под защитой изоляции сети 2.

При замь|канип фазы на землто и возникновении режима однофазного короткого замыкания, когда ток в нулевом проводе резко возрастает и, как следует из рассмотрения вольтамперных характерис» тик диодов, их сопротивление резко падает, вследствие чего сопротивление петли фаза-нуль резко уменьшается, что приводит к увеличению тока и срабатыванию аппаратов максимальной зашиты сети 7.

При мене нне пре дла г ае мого ус тр ойс тв а позволяет увеличить сопротивление цени нулевого провода в нормальном режиме и обеспечить срабатывание максимальной зашиты при коротком замыкании на землю.

Формула изобретения

1.,Трехфазная сеть переменного тока с. заземленной нейтралью для питания симметричных нагрузок, содержашая источник переменного тока и пулевой провод, соединяюший нулевую точку источнттка с контуром заземления, î - л и ч а ю ш ая с я тем, что, с целью повышения безопасности обслуживания сети, она снабжена элементом с нелинейным сопротивлением, обеспечивающим нелинейность при протекании тока любой полярности, включенным между нейтриью источника и контуром зазе мления.

2. Сеть по п.1, о т л и ч а ю ш ая с я тем, что элемент с нелинейным сопротивлением выполнен в виде двух встреч но-параллельно включенных диодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вильгейм P., Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах.

Л„ГЭИ, 1959, с, 7-112, 2. Королькова В. И. Электробезопасность на промьпнленных предприятиях.

N,, "Машиностроение, 1971, с. 5-12.

88 1933

Составитель В. Маслов

Редактор Л. Тюрина Техред М.Рейвес

Корректор O. Билак

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

Заказ 9992/83 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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