Устройство для защиты от поражения электрическим током в трехфазной сети с изолированной нейтралью

Устройство для защиты от поражения электрическим током в трехфазной сети с изолированной нейтралью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнчвскнх

Республик

Опубликовано 070282. Бюллетень ® 5

Дата ону6лниоиинн» олнсаннн 070282 ° (5l)M. Кл.

Н 02 Н 5/12

Н 02 Н 3/16

Вюударсгаешвй ианитвт

COCA иа авлаи изабрвгвний и отхрнгий (53) УДК, 621. 316..925 (088. S) Н.Н.Сколотнев, С.A.XPåíîí, Ю.Г.Сибаров, В.И.Лунев, Б.И.Чернов, Н.Ф.Курников и С (72) Авторы нзобрете ни в

Ордена Ленина и ордена Октябрьской Рево завод им. Серго Орджоникидзе и Московск рревд, цгиа и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров

l железнодорожного транспорта -» - 1. . - :

1 (7 I ) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ

ТОКОМ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬ10

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты человека от поражения электрическим током.

Известны устройства зашиты человека, коснувшегося токоведущих частей электроустановок, от поражения электрическим током в трехфазных сетях с изолированной нейтралью путем отключения напряжения от контролируемого участка сети или путем пред10 .намеренного соединения -с землей фа-. зы, которой коснулся человек, без " отключения налряжения 1.13, L2) и t3).

Наиболее близким к предлагаемому

И является устройство, содержащее датчики налряжения фаз и напряжения нулевой последовательности, элементы логики,. элементы ЗИ и исполнительные реле, через контакты которых производится замыкание на землю фазы, которой коснулся человек. При этом выбор фазы, замыкаемой на землю, производится по превышению напряженйем опережающей фазы и напряжением нулевой последовательности наперед заданного максимального уровня I 43.

Однако расчеты и эксперименты показывают, что при некоторых соотношениях проводимостей фаз относительно земли, при значительной несимметрии фазных напряжений напряжение фазы, которой коснулся человек, уменьшится, напряжение опережающей фазы возрастает, а напряжение отстающей фазы может как возрасти, так и уменьшиться.

В этом случае сигнал от отстающей фазы может появиться раньше других, и тогда выбор фазы, замыкаемой на землю, будет произведен не правильно, что увеличивает опасность поражения.

При наличии значительной несимметрзги фазных напряжений в фазе с относительно низким напряжением изменение амплитуды напряжения может быть не зафиксировано, так как она не достигнет установленного макси0 07

3 мального уровня, т.е. устройство вообще не сработает.

Кроме того, если устройство сработает и замкнет одну из фаз на землю, этот режим будет сохраняться до тех пор пока устройство не отключат, а режим. длительного замыкания одной из фаз на землю в некоторых случаях является нежелательным и увеличивает опасность поражения элек- 1ф трическим током.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства и расширения его функциональных возможностей путем обеспечения работоспособности в сети со значительной несимметрией разных напряжений, а также повышения электробезопасности путем исключения длительного режима-замыкания одной из фаз на землю.

Постанленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее подключенные к фазным проводам датчики фаэных напряжений, выходы которых подключены к сигнальным входам элементом логики, инверсные выходы которых подключены к перным входам элементов ЗИ одноименных фаз, а выходы элементов ЗИ соединены с исполнительным реле, замыкающиеся контакты которых подключены между одноименной фазой и землей, дополнительно введены элемент ЗИЛИ и элемент задержки, причем элементы логики выполнены на триггерах, единичные

33 выходы которых подключены ко вторым нходам элементов ЗИ отстающих фаз, а также ко входам элемента ЗИЛИ, выход которого подключен на вход

40 элемента задержки, прямой выход которого соединен с третьими входами элементов ЗИ, .а инверсный выход — ко входам синхронизации триггеров, установочные входЫ которых соединены с кнопкой начальной установки устрой4$ ства, причем датчики фазных напряжений выполнены в виде датчиков приращения айплитуд фазных напряжений.

В устройство дополнительно введены два последовательно включенных формирователя временного интервала, причем вход первого подключен к входу элемента задержки, прямой выход— к третьим входам элементов ЗИ и ко входу второго формирователя времен- M ного интервала, а инверсный выход подключен ко входам синхронизации триггеров, причем выход второго

5 4 формирователя временного интервала подключен к установочным входам триггеров.

На фнг. представлена блок-схема устройства с ручным возвратом в начальное состояние; на фиг. 2 — то же, с самовозвратом.

Ф

Ус тройство содержит да тчики 1 фазных напряжений, элементы логики на триггерах 2, элементы ЗИ 3, исполнительные реле 4 с замыкающимися контактами 5, элемент ЗИЛИ 6, элемент 7 задержки, кнопку 8 начальной установки и формирователи 9 и 10 временного интервала.

Устройство с ручищ возвратом в начальное состояние работает следующим образом, Прикосновение человека к токоведущим частям вызывает изменение напряжений фаз относительно земли, которое улавливается датчиками 1.

При этом напряжение фазы, которой коснулся человек, уменьшится, а опережающей по отношению к ней — увеличится. Напряжение отстающей фазы или уменьшится или увеличится. Тогда на выходах датчиков появляются сигна— лы: на первом — "0", на втором — "1", а на третьем — или 1, или 01 соответственно, Сигналы с датчиков поступают на сигнальные входы триггеров 2 и перебрасывают соответствующие триггеры в единичное состояние. Сигнал "1" с первого перебросившегося триггера поступает на элемент ЗИЛИ 6, на выходе которого также появляется "1".

Последовательность появления сигналов на выходах датчиков зависит от фазы напряжений в момент прикосновения человека к токоведущим частям. Для правильного выбора фазы, замыкаемой на землю, необходимо с момента поянления первого сигнала до момента принятия решения о замыкании поврежденной фазы на землю сдеL лать выдержку времени, равную или большую одного периода частоты сети.

Поэтому сигнал с выхода элемента

ЗИЛИ подается на вход элемента 7 задержки через время дй ) Т, где Т— период частоты сети. На прямом выходе элемента 7 задержки появляется .

Сигнал "I", который подается на третьи входы элементов ЗИ 3. Одновременно на инверсном выходе элемента 7 задержки появляется сигнал "0", 904075 6 к оторый пос тупа ет на синхронн зирующие входы триггеров 2 и препятствует дальнейшему переключению. В момент прихода на третьи входы элементов

ЗИ 3 сигнала "1" на выходах элемента ЗИ 3, соответствующего фазе, которой коснулся человек, собираются три сигнала "1", и на выходе его также появляется "I", что вызывает срабатывание соответствующего реле l0

4, которое контактами 5 замыкает поврежденную фазу на землю. Возврат устройства в исходное состояние производится подачей сигнала "1" на установочные входы триггеров через И кнопку 8.

Устройство с самовозвратом в на— чальное состояние, работает аналогичным образом,но сиrнал с элемента задержки поступает на вход формиро- 20 вателя 9 временного интервала. С прямого выхода формирователя 9 curIt 11 нал 1 длительностью Т„, достаточной для самостоятельного освобожде-ния человека от токоведущих частей, 25 поступает на третьи входы элементов

ЗИ 3 и вызывает срабатывание реле поврежденной фазы и замыкание ею на землю. Одновременно с инверсного выхода того же формирователя уровень 50

11 11

0 поступает на синхронизирующие входы триггеров 2, предотвращается их дальнейшее переключение. По окончании времени Т на выходах первого формирователя восстанавливаются

35 первоначальные уровни "0"1 и "1" соответственно. При этом реле размыкается и фаза отсоединяется от земли.

Одновременно запускается второй формирователь временного интервала, сигнал 1" с выхода которого подается на входы Rтриггеров,,вызывая их возвращение в состояние "0"1, и удерживает триггеры в этом состоянии в течение времени Т необходимоl á5 го для окончания переходных процессов в сети и в элементах устройства.

По окончании времени Т устройство оказывается в исходном состоянии.

Применение предлагаемого устройст50 ва позволяет повь1сить надежность работы защиты и расширить функциональные возможности путем обеспечения работоспособности в сети со значительной несимметрией фазных напряжен;ий °

5S

Формула изобретения

1. Устройство для защиты ст поражения электрическим током в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее подключенные к фазным проводам датчики фазных напряже" ний, выходы которых подключены к сигнальным входам элементов логики, инверсные выходы которых подключены к первым входам элементов ЗИ одноименных фаз, а выходы элементов ЗИ соединены с исполнительным реле, замыкающиеся контакты которых подключены между одноименной фазой и землей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и расширения его функциональных возможностей путем обеспечения работоспособности в сети со значительной несимметрией фазных напряжений, в него дополнительно введены элемент ЗИЛИ и элемент задержки, причем элементы логики выполнены на триггерах, единичные выходы которых подключены ко вторым входам элементов ЗИ отстающих фаз, а также ко входам элементов ЗИЛИ, выход которого подключен на вход элемента задержки, прямой выход которого соединен с третьими входами элементов ЗИ, а инверсный выход — ко входам синхронизации триггеров, установочные входы которых соединены с кнопкой начальной установки устройства, п1 нчем датчики фазных напряжений выполнены в виде датчиков приращения амплитуд фазных напряжений .

2. Устройство по и.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тик, что, с целью повышения электробеэопасности путем исключения длительного режима замыкания одной из фаз на землю, в него дополнительно введены два последовательно включенных формирователя временного интервала, причем вход первого подключен к входу элемента задержки, прямой выход — к третьим входам элементов ЗИ и ко входу второго формирователя временного интервала, а инверсный выход подключен ко вхо- . дам синхронизации триггеров, причем выход второго формирователя временного интервала подключен к установочным входам триггеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1!l531228, кл. Н 02 H 5/1 2, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

111187130, кл, Н 02 H 3/24, 1964.

904075

Составитель Л.Васькова

Техред М. Надь Корр ек тор С . Шекмар

Редактор М.Янович

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

Заказ 147/41 Тирах 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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