Устройство для защиты от тока утечки в трехфазной электрической сети переменного тока

 

В. С» Дзюбан, В, П. Кононенко, В. Д. С боротов,"Г . A,, Леонтьвв, К. А. Гринь, В. Д. Петренко и А. 9.- СизоЫейко /

/

Всесоюзный научно-исспедоватепьский, проекттйо стфукто кий и технологический институт взрывозашишенного и ру электрооборудования (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ТОКА

УТЕЧКИ В ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к средствам защиты людей от поражения электричек ким током и отключения трехфазной сети переменного тока с изолированной нейтралью при снижения общего сопротив

5 пения изопяпии сети до опасной величины s предназначено для использования в подземных условиях шахт и рудников, а также на обогатительных фабриках и в других отраслях народного хозяй ства.

По основному авт. св. N 843081 известно устройство для зашиты от тока утечки, используемое преимущественно в шахтных трехфазных электрических сетях, содержащее источник оперативного тока, подключенный между зем- лей и первым выходом фильтра присоединения, соединенного с защищаемой сетью, дополнительный источник напряжения, включенный между вторым BbIxo дом фильтра присоединения и одним из входов реагирующего органа, другой вход которого вкпючен в цепь источнь ка оперативного тока, а выход реагирующего органа соединен с цепью автоматического выключателя, и источник напряжения смешения нейтрали. Реагирующий орган выполнен в виде двухобмоточного репе, а источник напряжения смешения нейтрали включен согласно с допопнитепьным источником питания jlj .

В шахтных электрических сетях, для которых предназначено устройство, напряжение колеблется в значительных пределах. Поэтому аппарат зашиты от утечек допжен обеспечивать нормальную работу сети и осуществлять защиту от поражения при изменении напряжения сети от 0,85 до 1,1 номинального, а согласно второму проекту стандарта

СЭВ на указанные аппараты рекомен- дуется обеспечение их нормальной работы при напряжении сети от 0,8 до

1,1 номинального..

10052

При колебаниях напряжения сети сопротивление срабатывания аппаратов общесетевой защиты должно изменять« ся в сторону изменения напряжения сети и практически быть пропорциональ ным указанному изменению..Для того, чтобы длительный ток утечки не превысил допустимую величину, сопротиьление срабатывания устройства с повышением напряжения должно соотвеч 16 ственно увеличиваться, а при снижении напряжения не должно уменьшаться до величины, при которой длительный ток утечки превысит допустимую вели чину. В действительности, сопротивление 15 срабатывания описанного устройства при- повышении (снижении) напряжения сети увеличивается (уменьшается) в значительно большей степени, чем это необходимо по условиям безопасности 26 и нормальной эксплуатации сети.

C увеличением напряжения сети, например, до 1,1 номинального токи в первой (тормозной} и во второй (рабочей) обмотках и соответственно их 2$ ампер-витки увеличиваются в 11 раза.

Вследствие этого результирующие ампервитки реле, равные разности между ампер витками первой (тормозной) и второй (рабочей) обмоток, увеличиваются Taz- щ же в 1,1 раза, a тяговое усилие реле, пропорпиональное квадрату результирующих ампер-витков, увеличивается сооТ ветственно в 1,21 раза. Сопротивление срабатывания устройства увеличивается также примерно в 1,21, раза. При снижении напряжения сети до 0,85 номинапьного результирующие ампер-витки соо- тавляют 0,85 от результируюших ампервитков при номинальном напряжении.

Тяговое же усилие и сопротивление срабатывания снижаются примерно до

0,72 от их величин НрН номинальном напряжении сети. Снижение сопротивления срабатывания устройства в большей степени, чем снижение напряжения сети, вызывает превышение длительным током утечки допустимой величины. Tor да при нижнем пределе изменения напряжения cern, чтобы длитекьный ток утечки не превысил допустимого значения, сопротивление срабатывания устройства приходится уиюличивать в

1,2 раза (0,85/0,72) и более.

Вследствие этого сопротивление срабатывания устройства при напряжьнии сети, равном 1,1 номинального, доцолнительно возрастает примерно в 1,4 раза, что приводит к ухудшению условий эксплуатаиии сети, так как сеть чаще и неоправданно из соображений безопасности отключается защитой

При номинальном напряжении сопротивление срататывания устройства из-за необходимости увеличивать его при нижнем пределе напряжения сети также превысит значение, определяемое из условий безопасности. Указанные обстоятельства снижают также GTBHTeJIhnocTb и стабильность защитных характеристик и,в йервую очередь, отрицательно влияют иа устойчивость устройства против ложных срабатываний при переходных процессах, вызванных коммутациями в сети.

Целью изобретении является повышение чувствительности устройства путем обес печения стабильности . защитных xapazтеристик.

Поставленная oem достигается тем, что s устройство последовательно с ра бочей обмоткой двухобмоточного реле включен элемент с нелинейным сопротивлением.

При этом в качестве элемента с нелинейным сопротивлением используют стабилитрон, включенный встречно источнику оперативного тока.

На чертеже представлена принципиаЛьн наи схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник оперативного тока 1, подключенный между землей и первым выходом фильтра присоединения 2 к сети, реагирующий орган

3, выполненный в виде двухобмоточно

ro реле, одна из обмоток которого подключена параллельно сопротивлению 4 изоляции сети и источнику оперативного тока 1, а другая обмотка. - к дополнительному источнику 5, компенси рующий дроссель 6, подключейный через разделительный конденсатор 7 меж ду землей и сетью посредством филь ра присоединения 2. На магнитощюводе компенсирующего дросселя 6 расла ложена вторичная обмотка 8, которая через второй выпрямитель 9 подключ на к дополнительному источнику 5 и последовательно с обмоткой репе, вклю ченной в цепь дополнительного исто ника,, 5. Замыкающий контакт 10 двух обмоточного реле 3 включен в цепь отключающей катушки 11 автоматичеокого выключателя 12. Последователь но с включенной в цепь источника оперативного тока обмоткой двухобмоточного репе 3 присоединен элемент с ньлинейным сопротивлением 13, например

5 1008 стабилитрон, включенный встречно источнику оперативного тока. Ввиду включения стабилитрона 13 часть сопротивле-, ния, включенного последовательно с обмоткой двухобмоточяого реле 3, соединенной с источником оперативного тока 1, исключается. После этого реле настраивается на сопротивление срабатывания при номинальном напряжении еети, При описанном включении стабилитрон работает в схеме как элемент с нелинейным сопротивлением. Величина

" казанного сопротивления, как известно, зависит от приложенного напряжения

С увеличением напряжения сопротивле ние стабилитрона 13 снижается. Поэтому при увеличении напряжения сети aaIIряжение на стабилитроне 13 изменяется незначительно, а ток через стабили 24 трон и последовательно включенную с ним обмотку (рабочую) реле увеличиваетса на вели пшу, значительно большую по сравнению со случаем, когда в цепи обмотки реле установлен обыч- 2З ный резистор . С увеличением тока, про текаюшего через стабилитрон 13 и рабочую обмотку при повышении нанря. жения, уменьшаетса разность между ампер-витками тормозной -и рабочей За обмоток, в результате этого снижаеься сопротивление 4 утечки, при котором срабатывает устройство до значения близ кого K требуемОму сопротивлению ср&ii бытывепж И

Со снижением напряжения сети тои через рабочую обмотку двухобмоточ ого реле 3 и стабилитрон наоборот сжижаеч . ся гораздо s большей степени, чем в случае установки в цепь рабочей обмотки реле обычного резистора. Жо обуо ловпено тем, что при снижении нап ряжения сопротивление стабипитрона возрастает. Большее снижение тока че-. рез рабочую обмотку при установке в ее.пепи стабилитрона вместо обычного резистора приводит к более резкому снижению ампер-витков рабочей обмот ки. В результате - увеличиваются резуль

238 6 тируюшие ампер-витки (раэность между ампер-витками тормозной и рабочей обмоток) реле. В конечном итоге соп ротивление срабатывания реле 3 при снижении напряжения не снижается asже значения,. требуемого из, условий безопасности. Одновременно с этим повышается чувствительносчь устройства к изменению соцротивпения иэопяппи сети. При установке в цепь рабочейобмотки стабилитрона ток через нее при одном и. том же изменении сопрщ .ивли ия изменяется в большей степени, чем пры установке обычного резистор

Изобретение имеет следуюшие технико-экономические преимушества: улучшенные защитные характеристики, благодаря чему снижаетса переэаппюа свройства к изменению сонротивления изоляции и, как следствие, устойчивость его против ложных срабатываний.

При сравнительной простоте реали эапии предлагаемое устройство позволает сократить число перерывов s проо» тоев добычных и транспортных маппщ а ум мылить потери добычи угля.

Формула. изобретения

1. Устройство дла защиты от тока

-утечки в трехфазной электричеспой сети переменного тока по авт. ci. М 843Î81 о т л и ч а ю ш е е с я тем,что,спелыо,. повыщениа чувствительности путем обеопечения стабильности эашитных характеристик, . последовательно с рабочей обмоткой двухобмоточного репе вклкяен элемент с нелинейным сопротивлением.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что в качестве элемента с нелинейным сопротивлением используют ст&билитрон включенный встречно источна у оперативного тоК64 . Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство. СССР.

34 843081,кп. Н 02 Н 3/16

07.03 ° 79..

1005235

Составитель Л. Васькова, Редактор М. Петрова Техред Т.Маточка . Корректор Л. Бокшан

Заказ 1919/73 страж 615, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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