Устройство для предварительного контроля сопротивления изоляции электрической сети переменного тока

 

УСТРОЯСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬ НОГО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее источник оперативного напряжения, включенный между землей и сетью через первый резистор и короткозакикатель с двойным на фазу разрывом между подвижным и неподвижным контактами, усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен исполнительный орган, один неподвижный крайний контакт короткоза1 ыкателя соединен со вторым резистором , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования, в него введены два соединенных встречно-последовательно диода . каждый из которых зашунтирован соответствующим конденсатором , фильтр низких частот и смещенный в проводящем направлении третий диод, включенный встречнопараллельно входу упомянутого усилителя , подсоединен ному через фильтр низких частот и упомянутые два диода ко второму выводу второго резистора , а первый резистор включен между полюсом источника оперативного напряжения и другим неподвижным крайним контактом короткозакыкателя .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NlM

РЕСПУБЛИН (19) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.! Е (21) 3501241/24-07 (22) 18. 10. 82 (46) 30.06. 84, Бнл. 9 24 (72) Ф.A.Ìäàðîâ, В.Н.Савицкий и Н.И.Погребняк (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно"конструкторский и технологический институт вэрывозащищенного и рудничного электрооборудования (53) 621»316 925(088»8) (56) .1. Светличный П.Л. Выбор и эксплуатация электрооборудования участка угольной шахты. И., "Недра", 1980, с. 18-19, рис. 2.8.

2.Семенов A.Ñ., Дымура В.Д. Автоматический контроль. контактов короткоэаьикателя вэрывоэащищенных шкафов КРУ.-C|."». Электротехническая промааленность, cep.AHH, вып.1, 1979, с. 7-9. (54) (5 7) УСТРОЙСТВО дЛЯ ПРЕдВАРИтЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, . содержащее источник оперативного напряжения, включенный между землей

3(Я) Н 02 Н 3/17; 6 01 Р, 31/02 и сетью через первый резистор и короткозаьыкатель с двойным на фазу разрывом между подвижным и неподвижным контактами, усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен-исполнительный орган, один неподвижный крайний контакт короткоэаьь)кателя соединен со вторым резистором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования, в него введены два соединенных встречно-последовательно диода., каждый из которых зашунтирован соответствующим конденсатором, фильтр низких частот и смещенный s проводящем. направлении третий диод, включенный встречнопараллельно входу упомянутого усилителя,подсоединенному через фильтр фф низких частот и упомянутые два диода ко второму выводу второго резистора, а первый резистор включен меж- 1 ду полюсом источника оперативного напряжения и другим неподвижным крайним контактом короткоэаьыка1100676!

О

65

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите от утечек тока на эемпю в сетях горнодобывакицих предприятий напряжением б — 10 кВ.

Известно устройство высоковольтных блокировочных реле утечки (БРУ), содержащее источник оперативного напряжения и усилитель постоянного тока, нагруженный исполнительным органом, которые подключены к сети посредством короткозамыкателя 1).

Недостаток устройства заключается в отсутствии контроля исправности цепи короткоэамыкателя и выдаче ложной информации об удовлетворительном состоянии изоляции при нарушении контактов короткозаьыкателя и последукщем повреждении изоляции контролируемого ответвления сети.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство высоковольтного блокировочного реле утечки, содержащее источник оперативного напряжения и усилитель постоянного тока, нагруженный исполнительный органом, которые подключены к сети посредством короткозамикателя с двой ным разрывом между подвижным и неподвижным контактами (23.

Данное устройство осуществляет контроль подключения схемы к сети и контроль контактов цепи короткозаьыкателя, в результате чего снижается вероятность выдачи ложной информации. Однако при потере цепи контакта короткоэамякателя в сред, ней фазе (обрыв, отскок, неодновременное включение контактов ) устройство теряет указанные преимущества вследствие включения заземленных искровых разрядников параллельно изоляции сети,:которые пробиваются под действием обратной ЭДС продолжающих вращаться электродвигателей,снижают свое сопротивление до нуля, в результате чего схема БРУ выдает ложную информацию о повреждении изоляции сети, так как оперативное напряжение БРУ поддерживает горение разрядников, вследствие чего ложное срабатывание имеет не кратковременный, а продолжительный характер.

Кроме того, применение искровых разрядников, обладающих ограниченным ресурсом пробоев, приводит к низкой надежности устройства. При выходе хотя бы одного разрядника из строя обратная ЭДС электродвигателя оказывается приложенной к низковольтным элементам,схемы, не рассчитанным на высокое напряжение, вследствие чего наблюдается каскадный выход иэ строя остальных элементов схемы.

Цель изобретения является повышение надежности функционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник оперативного напряжения, включенный между землей и сетью через первый резистор и короткозаьыкатель с двойным на фазу разрывом между подвижным и неподвижным контактами, усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен исполнительный орган, один неподвижный крайний контакт короткозаьы" кателя соединен со вторым резистором, введены два соединенные встречно-последовательно диода, каждый йз которых зааунтирован соответствующим конденсатором, фильтр низких частот и смещенный в проводящем направлении третий диод, включенный встречно-параллельно входу упомянутого усилителя, подсоединенному через фильтр .низких частот и упомянутые два диода ко второму выводу второго резистора, а первый

«резистор включен между полюсом источника оперативного напряжения и другим неподвижным крайним контак25 том короткозамыкателя.

На чертеже представлена электрическ ая схема у строй ст в а.

Устройство состоит иэ заземленного источника оперативного напряже- .

3П ния 1, к которому последовательно подключены высоковольтные резисто-, ры 2 и 3 и встречно-последовательно соединенные диоды 4 и 5, каждый из которых зашунтирован конденсатором б и 7. Параллельно Указанным конденсаторам подключен фильтр низких частот, . составленный из резистора 8 и конденсатора 9, выходная цепь которого подключена ко входу усилителя постоянного. тока на транзисторах 10 и диоду 11, включенному встречно-параллельно входу усилителя. Усилитель постоянного тока нагружен исполнительным органом 12 и эапитан от источника

45 питания 13, от которого эапитана цепь смещения диода 11. Схема БРУ подключается к контролируемому участку сети посредством короткозамякателя 14 с двойным на фазу

5р разрывом между подвижным и неподвижным контактами.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в контролируемом

55 ответвлении повреждения оперативный ток 1 „ заикается па следующей цепи: источник оперативного напряжения 1, резистор 2, короткозамикатель 14, резисторы 3 и 8, диод 11 и вход усилителя 10, земля, источник оперативного напряжения 1.

Встречно оперативному току, протекающему через диод 11, течет ток смещения i „ . В результате того, что ток смещения .i выбран меньшим

1100676

Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Заказ 4591/40

Филиал ППП "Патент", -г. ужгород, ул. Проектная,4 оперативного тока, диод 11 закрыт, усилитель 10 открыт и исполнительный орган 12 находится во включенном состоянии.

При снижении сопротивления изоляции часть оперативного тока протекает через сопротивление изоляции.

Так как это сопротивление оказывается включенным параллельно цепи, состоящей из резисторов 3 и 8, диода 11 и усилителя 10, то при его снижении оперативный ток, протекающий через вход усилителя 10, снижается. При достижении сопротивлением изоляции значения, равного уставке, оперативный ток 1С,„ становится меньшим тока смещения 1 „, . Поэтому усилитель 10 запирается, что приводит к обесточиванию исполнительного органа 12.

При потере контакта в короткозамыкателе 14 цепь оперативного тока

i >,заикающегося через вход усилиоп теля 10, обрывается,в то время как ток смещения i продолжает течь.

В результате диод 11 открывается, усилитель 10 закрывается, исполнительный орган 12 обесточивается и выдает сигнал о повреждении цепи короткозаьикателя.

Таким образом устройством контролируется не только состояние изоляции сети, но и состояние контактов короткозамыкателя 14.

Однако При потере контакта только в средней фазе (В) короткозамы.кателя 14 и наличии подключенной к контролируемому ответвлению трехфазной нагрузки оперативный ток не прерывается, замыкаясь по крайним фазам и нагрузке. Одновременно к устройству оказывается приложенным высоковольтное напряжение обратной

ЭДС продолжающего вращаться электродвигателя, под действием которого протекает переменный ток по следующей цепи: крайняя фаза С (или A) короткозаьикателя 14, высоковольтный резистор 3 (или 2), конденсатор 6, диод 5 (или конденсатор 7, диод 4), земля, источник оперативного напряжения 1, резистор 2 (или 3), другая крайняя фаза A (или С) .

Для исключения ложных срабатываний ВРУ от воздействия переменного тока между резистором 3 и землей установлена схема сравнения сигналов, собранная на конденсаторах 6, 7 и диодах 4 и 5, при помощи которой происходит сравнение напряжений прямого и обратного полупериодов, в результате чего ко входу усилителя 10 приложена разность напряжений з арядов указ анных конденсаторов. При равенстве напряжений прямого и обратного полупериодов, генерируемых вращакщимся электродвигателем, результирующее Напряжение на входе усилителя 10 определяется только источником оперативного напряжения 1.

10 Однако на вход усилителя все же поступает ограниченное перемен- . ное напряжение с преобладающей частотой 100 Гц, так как в реальных условиях напряжения полуперио15 дов оказываются не равными из-за спада обратной ЭДС электродвигателя по э кспоненциальному з акону, из-за фазовых сдвигов и гармонических сост авляющих напряжения, а также .из-за разброса параметров элементов схемы.

Для исключения влияния этого напряжения, а тем самым и исключения ложных ср абатываний, в схему дополнительно введен фильтр низких

25. частот, составленный из резистора 8 и конденсатора 9 и.представляющий относительно малое сопротивление для токов частотой 50 Гц и выше, которые замыкаются на землю, минуя

З0 вход усилителя 10.

Для успешного контроля величины сопротивления высоковольтных резисторов 2 и 3 выбираются соизмеримыми с уставной срабатывания (сотни ки35 лоОм при напряжении 6 кВ). Поэтому в сравнении с сопротивлениями переменному току источника оперативного напряжения 1 встречно-последовательных диодов 4 и 5, конденса40 торов 6 и 7, фильтра низкой частоты (резистор 8 и конденсатор 9), усилителя 10 и диода 11 эти сопротивления 2 и 3 являются преобладакщими, вследствие чего практически все на45 пряжение обратной ЭДС (IlpH *потере

,контакта в средней фазе короткозамыкателя 14) прикладывается к последним.

В предложенном устройстве устраняются ложные срабатывания, а надеж" ность функционирования увеличивается за счет исключения из схемы искровых разрядников, снижения потенциалов полупроводниковых элементов по отношению к земле, а также за счет

55 подключения входа усилителя к резистору 3 по изложенной выше схеме.

Таким образом, предложенное устройство является более надежным и устраняет ложные срабатывания.