Устройство для защитного отключения в трехфазной электрической сети с изолированной или глухозаземленной нейтралью

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскнк

Социалистически

Республик

<11>1 001288 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 2212S1 (21) 3362348124-07 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

Опубликовано 2802.83. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 280283 р М g> з

Ы 02 H 5/12

Государствеииый «омитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (И) УДК 621 ° 316.

«925(088.8) (72) Авторы изобретения

Ф.Я. Мотузко, A.Â. Трубицын, Э.Б. Са

Московский институт радиотехники, -=лектроники и автоматики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗИЦИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

В ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

С ИЗОЛИРОВАННОЙ ИЛИ ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ

НЕЙТРАЛЬЮ

Изобретение относится к злектробезопасности и может быть использовано .для обеспечения защиты человека от поражения электрическим током в электроустановках, к.надежности электроснабжения которых предъявляются повышенные требования. . Известны различные по принципу действия устройства защитного отключения, состоящие из датчика сигнала, блоков преобразования сигнала и исполнительного элемента (1).

В таких устройствах сигнал с датчика после преобразования без регулируемой временной задержки подается на. исполнительный элемент. При разработке подобных устройств, как правило, ставится цель повышения быстродействия, что при поступлении с датчика кратковременного сигнала, не содержащего информации об опасности поражения, приводит к ложным отключениям электрооборудования. ,Известно устройство для защиты электрической сети переменного тока .от замыкания на землю, состоящее из последовательно соединенных трансфор- матора тока нулевой последовательности, порогового органа, активного полосового фильтра промышленной частоты, интегратора сигнала, построенно.го на операционном усилителе c RC-цепочкой в цепи регулируемой обратной связи, выходного усилителя и исполнительного элемента (2).

Время срабатывания известного устройства складывается из переменного в зависимости от величины| входного . сигнала времени срабатывания интегратора сигнала „„ и постоянного .времени срабатыванйя исполнительного элемента т, э . Произведение величины входного сигнала на суммарное время срабатывания интгератора сигнала н исполнительного элемента явпяетея величиной переменной, тем большей, чем больше величина входного сигнала, и может превосходить критерий электробезопасности (произведение тока, протекающего через тело человека, на время его протекания не более 50 мА.с). Это приводит к неоправданному увеличению суммарного времени срабатывания и возможности поражения человека электрическим током при больших входных сигналах.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

1001288

Поставленная цель достигается тем, что в устройство защитного отключения в трехфазной электрической сети с изолированной или глухоэаземленной нейтралью, содержащее последовательно соединенные трансформатор тока ну- 5 левой последовательности и пороговый орган, а также интегратор сигнала и последовательно соединенные выходной усилитель и исполнительный элемент, дополнительно введены детектор, 10 блок усреднения сигнала и триггер, при этом вход детектора подключен к выходу порогового органа, а выход— к входу интегратора сигнала н входу блока усреднения сигнала, выход блока усреднения сигнала подключен к входу триггера, управляющему порогом его срабатывания, сигнальный вход триггера подключен к выходу интегратора сигнала, а выход — к входу выходного усилителя.

Пороговый орган осуществляет селекцию входных сигналов по уровню во избежании срабатывания устройства защитного отключения от слабых сигналов, а также предварительное усиление.

С момента поступления устойчивого длительного сигнала по амплитуде превышающего опасный (при снижении со.противления изоляции или однофаэном прикосновении) триггер выдает сигнал на отключение только через время интегрирования Ф д„т, когда напряжение на интеграторе сигнала достигает величины ф,„ ,35 1Ы )М =14„<„„, где 1ЬЯ) — сила тока, который может протекать через тело чело- 40 века в данных условиях, lac - среднее за время интегриР рования значение тока через тело человека.

Триггер срабатывает только от сиг- 45 налов, превышающих по дг ительности время интегрирования, которое находится с уровнем входного сигнала в обратной зависимости.

Для выполнения критеРия электробе- о зопасности (50 мА с и учета времени срабатывания исполнительного элемента

° д порог срабатывания триггера управ ляется сигналом )Ьс,вырабатываемым блоком усреднения сигнала,т.е. при любых сигналах выполняется соотношение ср иит+ из 50мАС

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства бО защитного отключения.

Устройство защитного отключения содержит трансформатор 1 тока нулевой последовательности, пороговый орган 2, детектор 3, интегратор 4 сигнала, блок 5 усреднения сигнала,триггер 6, выходной усилитель 7 и исполнительный элемент 8.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы от трансформатора 1 тока нулевой последовательности поступают на пороговый орган 2, который пропускает на детектор 3 сигналы, превышающие по уровню опасный, и не пропускает сигналы меньшего уровня во избежании их накопления в интеграторе 4 сигнала, а также осуществляет предварительное усиление. После детектирования в детекторе 3 сигнал. поступает на блок 5 усреднения сигнала и -интегратор 4 сигнала, напряжение на емкости которого линейно зависит от величины входного сигнала.

Масштаб интегрирования устанавливается в соответствии с критерием электробезопасности. Сигнал от блока 5 усреднения сигнала управляет порогом . срабатывания триггера б таким образом

У что при большем входном сигнале порог срабатывания триггера 6 снижается, время интегрирования сокращается и тем самым обеспечивается согласование постоянного времени срабатывания исполнительного элемента 8, переменного времени интегрирования сигнала интегратором 4 сигнала при сигналах различного уровня с критерием электробезопасности . Сигнал с триггера 6 усиливается выходным усилителем 7 до величины, необходимой для срабатывания исполнительного элемента 8.

Введение детектора, блока усреднения сигнала и триггера обеспечивает повышение быстродействия устройства защитного отключения с интегратором сигнала и соответствие его времени срабатывания критерию электробезопасности, что позволяет применить это устройство в качестве основной защитной меры в электроустановках, к надежности электроснабжения которых предъявляются повышенные требования, вместо более трудоемкого и дорогостоящего защитного заземления; что особенно важно в передвижной электро-. энергетике.

Формула изобретения

Устройство для защитного отключения в трехфазной электрической сети с изолированной или глухоэаземленной нейтралью, содержащее последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности и пороговый орган, а также интегратор сигнала и последовательно соединенные выходной усилитель и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродейст- вия, дополнительно введены детектор

1001288

Составитель Л. Васькова

Редактор В. Середа Техред И.Тепер Корректор Л.Бокшан

4»

Заказ .1430/65 Тираа 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Укгород, ул. Проектная, 4 блок усреднения сигнала и триггер, при этом вход детектора подключен к выходу порогового органа, а выход— к входу интегратора сигнала и входу блока усреднения сигнала, выход блока усреднения сигнала подключен к входу триггера, управляющему порогом его срабатывания, сигнальный вход триггера, подключен к выходу интегратора сигнала, а выход - к входу выходного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. шипунов Н.В. Защитное отключение. М., "Энергия", 1968, с. 124137.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 792431, кл. Н 02 И 3/16, 1978.