Устройство для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроустановки переменного тока

Устройство для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроустановки переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

357338

Союз Советскик

Соцналнстнческнк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. снид-ву N«690584 (51)M. Кл.

Н 02 Н 3/17

C 01 R 27/18 (22) а <Но 25.03.81 (2! ) 3265605/24 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07. 09. 82. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 09.09.82 Ьеударстеенньй комитет

СССР ае делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316. .925 (088.8) (72) Авторы изобретения р, Щ.Щ + (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЬГ Or ЗАМЫКАНИЯ

HA ЗЕМЛЮ И КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электрических сетей с изолированной (или компенсированной) нейтралью от однофазных замыканий на землю, По основному авт. св. N«690584 известно устройство для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроустановки переменного тока, содержащее разделительный трансформатор, в цепь первичной обмотки которого, зашунтированной конденсатором, включены источник переменного оперативного напряжения переменного тока, измерительный орган защиты и орган контроля изоляции, выводы же вторичной обмотки указанного трансформатора через выпрямитель соединены с фильтром, шунтированным вторым конденсатором и разрядником {при необходимости), один из выводов которых 2О соединен с землей.

Это устройство обладает высокой электробезопасностью, т ак как не имеет гальванической связи r.:з;ццищаемой сетью (3$.

Однако данному устройству присуща низкая помехоустойчивость из-за возможности ложных срабатываний в течение переходных процессов установления one— ративного.тока при зарядке или перезарядке емкостей защищаемой сети. Указанный недостаток обусловлен тем, что орган блокировки в этом устройстве, предусмотренный для исключения ложного действия измерительного органа защиты и органа контроля изоляции от зарядного тока конденсатора при подаче напряжения на устройство от источника оперативного напряжения переменного тока, подключен параллельно источнику оперативного напряжения переменного тока и поэтому не может выделить (зафиксировать) время переходного процесса заряда емкостей сети оперативным сигналом, так как независимо от степени заряда емкости сети (т.е. независимо от величины емкостной составляющей тока оперативного сигнала в течение переходного процесса) величина напряжения на выходе источника oneЙ57338 ративного напряжения переменного тока всегда будет одна и та же, поскольку он представляет собой источник с малым внутренним сопротивлением, величина напряжения на его выходе не зависит от ве- 5 лич ины TGKB нагрузк и.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости путем устранения ложных срабатываний защиты во время переходных процессов заряда (перезаряда) емкос- 0 тей за1цищаемой сети оперативным сигналом.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроуста- 15 новки переменного тока орга блокировки выполнен на соединенных последовательно датчике тока, выпрямителе, дифференцирующем элементе и пороговом элементе, причем вход датчика тока включен после 20 довательно с источником переменного напряжения, а выходом органа блокировки служит выход порогового элемента.

На чертеже представлена функциональ- 25 ная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 переменного оперативного напряжения, датчик

2 тока, измерительный орган 3 зашиты, исполнительный орган 4, орган 5 контро- 5а ля изоляции, разделительный трансформатор 6, выпрямители 7 и 8, фильтр 9, конденсаторы 10 и 11, дифференцируюший элемент 12, пороговый элемент 13, блок

14 искусственной нулевой точки и разрядник 15 (при необходимости), причем выходы источника 1 оперативного напряжения переменного тока через последовательно соединенные датчик 2 тока, измерительный орган 3 зашиты и орган

5 контроля изоляции соединены с шунтированными конденсатором 10 выводами первичной обмотки разделительного трансформатора 6. Выводы вторичной обмотки разделительного трансформатора 6 через выпрямитель 7 соединены с фильтром 9, шунтированным конденсатором 11 и разрядником 15 (при необходимости). Один выход фильтра 9 соединен через блок

14 искусственной нулевой точки с тремя

50 фазами защищаемой сети, а другой выход — с землей. Последовательно соединенные датчик 2 тока, выпрямитель 8, дифференциру>оший элемент 12 и пороговый:злемент 13 образуют орган 16 бло55 кировки, «>яход пороговего элемента 13 соединен с блокировочными входами изме

М, рительн н-о органа 3 зашиты и органа 5 конгре оля изо;;яцеки. Выход измерительного органа 3 защип,< соединен с управляемым входом исполнительного органа 4.

Устройство работает следующим образом.

При запуске источника 1 переменного оперативного напряжения как в первичной, так и во вторичной цепях разделительного TpQHc pMG N>pB 6 начинается переходный процесс установления оперативного тока, характеризующего в установивше мс я режиме велич ину сопротивления изоляции защигцае мой электрической сети. Переходный процесс установления переменного и постоянного оперативного тока возникает и при изменении величин сопротивления изоляции и емкости сети, Оперативный ток в переходном процессе установления практически мало за— висит от величины сопротивления изоляции сети (в начальный момент совсем не завысит) и поэтому при незаряженной оперативным сигналом емкости может достигать срабатывания защиты (исполнительного органа 4).

Факт наличия переходных процессов в целях оперативных токов формируется с помо1цью дифференцирующего элемента

12 и порогового элемента 13, порог чувствительности которого характеризу ет допустимую степень завершения переходного процесса установления оперативного тока. При достн>кении указанной степени завершения (затухания) переходного процесса пороговый элемент разбло кирует (заблокированные до этого в течение переходного процесса) измерительный орган 3 защиты и орган 5 контроля изоляции, обеспечивая возможность нх функционирования.

Величина оперативного постоянного тока, протекающего через сопротивление изоляции сети (после заряда емкостей сети), характеризует однозначно величину сопротивления изоляции сети, так как величина постоянного напряжения на выходе выпрямителя 7 и сопротивление других элементов этой цепи являются постоянными.

Величина оперативного переменного тока, протекающего в первичной цепи разделительного трансформатора 6, однозначно зависит от величины токовой нагрузки во вторичной цепи разделительного трансформатора 6.

Поэтому при снижении сопротивления изоляции сети ниже допустимого уровня либо однофазном замыкании резко возрастают токи во вто>ичной цепи разделительного трансформатора (>, а следова957338 тельно, и в .его первичной цепи, что вызывает появление соответствующего сигнала на выходе измерительного органа 3 защиты, поступающего на управляемый вход исполнительного орга и 4 и вызывающего его срабатывание.

При нахождении величины сопротивления изоляции выше допустимого уровня информация о его величине фиксируется органом 5 контроля изоляции.

Постоянная времени установления опе— ративного тока при уменьшении величины сопротивления изоляции в режиме однофазного замыкания много меныие, чем при заряде емкости сети оперативным сигналом в условиях нахождения сопротивления изоляции. в допустимых пределах. Это объясняется тем, что постоянная времени переходного процесса установления оперативного тока для такой це- 20 пи определяе;:.s> выоажением ос кх (1) цос х где Е о — зарядный импеданс цепи оператйвного сигнала постоянного тока; 25

К „ — эквивалентное сопротивление изоляции сети, р„р„ х я хс

Х к "ха хд "хс <@ хс

При Р„а 0 (или g 0) с тоже З0 стремится к нулю либо к малой величине, Л так как числитель выражения для с в этом случае стает нулем или малой величиной, а 2цос величина постоянная.

Поэтому, если при однофазном замыкании Я„будет все-таки отлично от нуля, то время блокировки измерительного органа 3 зашиты в этом случае будет нетайне мало, и незначительное запаздывание срабатывания исполнительного органа 4 будет скорее полезным с точки зрения повышения помехоустойчивости выдержкой времени, чем понижением быстродействия защиты.

Б целях уменьшения постоянной времени заряда емкостей С„сети оперативным сигналов блок 14 искусственной нулевой точки может быть выполнен, например, в виде звезды соединенных параллельно резисторов и конденсаторов.

Исключение ложных срабатываний, т. е. повышение помехоустойчивости, дает возможность повысить чувствительность и. тем самым точность защиты, что повышает пожарс>- и электробезопасность.

Ф ор мула.изобретения

Устройство для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроустановки переменного тока по авт. св.

М 690584, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышений помехоустойчивости путем устранения ложных срабатываний защиты во время переходных процессов заряда (перезаряда) емкостей. защищаемой сети оперативным сигналом, орган блокировки выполнен на соединенных последовательно датчике тока, выпрямителе, дифференцирующем элементе и пороговом элементв, причем вход датчика тока включен последовательно с источником переменного напряжения, а выходом органа блокировки служит выход порогового элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 690584, кл. Н 02 Н 3/17, 1977.