Устройство для защиты от утечки тока на землю

 

Изобретение обеспечивает за1циту от поражения электрическим током в смешанной электрической сети переменного трехфазного и постоянного токов, преимущественно в зарядных и зарядноразрядных сетях шахтных тяговых аккумуляторных батарей. Цель изобретения - повышение надежности эксплуатации шахтных зарядных сетей путем уменьшения неоправданных срабатываний в системах с тиристорными преобразователями . Устройство содержит источник 1 оперативного тока, который од (Л со ю 4 ел го

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Н 3 17 р г(г. р .,1 Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (61) 1270826 (21) 4086140/24-07 (22) 12.05.86 (46) 07.02.88. Бюл. Ф 5 (71) Государственный макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промьппленности и Днепропетровский завод шахтной автоматики (72) Э.С.Шурин, В,П.Колосюк, В.П.Коптиков, А.Я.Некрасовский, В.А.Тараненко, В.И.Емец и С.Я.Кириленко (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1270826, кл. Н 02 Н 3/17, 1983.

„„SU„„1372445 A 2 (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ УТЕЧКИ

ТОКА НА ЗЕМХПО (57) Изобретение обеспечивает защиту от поражения электрическим током в смешанной электрической сети переменного трехфазного и постоянного токов, преимущественно в зарядных и эаряднораэрядных сетях шахтных тяговых аккумуляторных батарей. Цель изобретения — повышение надежности эксплуатации шахтных зарядных сетей путем уменьшения неоправданных срабатываний в системах с тиристорными преобразователями. Устройство содержит источник 1 оперативного тока, который од1372445 ним зажимом соединен с землей, а другим через чувствительный элемент 2, заграждающий фильтр и разветвление, образованное фильтром присоединения и токоограничивающим элементом 6, подсоединен к токоведущим частям контролируемой установки. Посредством токоограничивающего элемента 6, в качестве которого в простейшем случае может быть использован конденсатор, устройство подсоединяют к нулевой

Изобретение относится к элекТротехнике, а именно к устройствам защиты электрических линий, машин и приборов, предназначено для осуществления защиты от утечек тока на землю в смешанной электрической сети переменного трехфазного и постоянного ,токов преимущественно, для защиты сетей с тиристорными зарядными и зарядно-разрядными устройствами для шахтных тяговых аккумуляторных батарей, и является усовершенствованием устройства по основному авт. св.

У 1270826.

Цель изобретения — повышение надежности эксплуатации шахтных зарядных сетей путем уменьшения неоправданных срабатываний в системах с тиристорными преобразователями.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства °

Устройство для защиты содержит источник 1 оперативного тока, выполненный в виде феррорезонансного двигателя частоты, чувствительный элемент 2, состоящий из измерительного блока и исполнительного органа, заграждающий фильтр 3, образованный дросселем, конденсатором, резистором и дополнительным резистором 4, фильтр

5 присоединения, токоограничивающий элемент 6 и конденсатор 7, нулевую точку 8 источника 9 переменного тока, преобразователь 10 и сеть 11 постоянного выпрямленного тока.

Устройство работает следующим образом.

Переменный ток источника 1 оперативного тока через последовательно точке 8 сети переменного тока, а посредством фильтра присоединений, образованного двумя RC-цепочками — к полюсам сети 11 постоянного тока. Если сопротивление изоляции ниже допустимого, то оперативный ток источника

1 оперативного тока в цепи чувствительного элемента выше его уровня срабатывания, в результате чего исполнительный орган выдает команду на отключение силового тока. 1 ил ° соединенные чувствительный элемент 2 и заграждающий фильтр 3, также через разветвление, образованное фильтром 5 присоединения и токоограничивающим элементом 6, прикладывается как к стороне сети 11 постоянного (выпрямленного) тока, так и к источнику 9 переменного тока. Если на первичную обмотку источника 9 переменного тока (не показана) не подано напряжение, то в цепи чувствительного элемента 2 протекает только ток оперативного источника 1. При этом устройство защиты осуществляет предупредительный контроль сопротивления изоляции как на стороне источника 9 переменного тока, так и на стороне сети 11 постоянного тока.,Если сопротивление изоляции ниже допустимого, то оперативный ток в цепи чувствительного элемента 2 выше его уровня срабатывания.

Чувствительный элемент 2 в этом случае блокирует подачу силового тока в цепь нагрузки, например, размыкая соответствующий контакт в цепи управления магнитного пускателя.

В нормальном режиме функционирования, когда сопротивление изоляции контролируемой электроустановки выше минимально допустимого, осуществляется подача тока на преобразователь.

Угол отпирания тиристоров устанавливается из условия получения заданной величины тока. Работа тиристоров с углами отпирания, не равными 0, сопровождается появлением высших гармоник, имеющих большие амплитуды. Гармоники накладываются на оперативный ток источника 1, протекающий в контролируе1372445 мой сети. В предлагаемом устройстве токи высших гармоник, возникающие при работе преобразователя 10, замыкаются через фильтр 5 присоединения в токоограничительный элемент 6. При этом некоторая часть таких токов ответвляется через резистор 4, конденсатор эаграждающего фильтра 3, конденсатор 7 и источник 1 оперативного тока в землю и совсем уже незначительная их часть ответвляется в чувствительный элемент 2. В то же самое время оперативный ток, вырабатываемый источником 1, поступает через чувствительный элемент 2, заграждающий фильтр 3 и разветвление, образованное фильтром 5 и токоограничивающим элементом 6, на токоведущие части контролируемой электроустановки. Далее этот ток через проводимость утечки стекает на землю. Как только величина тока, протекающего через измерительный блок чувствительного элемента 2, превысит установку, срабатывает его 25 исполнительный орган, подавая команду на отключение преобразователя 10.

Поскольку в режиме срабатывания токи высших гармоник, ответвляющиеся в чувствительный элемент 2, значительно 3 меньше протекающего через него оперативного тока, сопротивление срабатывания устройства практически не зависит от режима работы преобразователя, что исключает ложные срабатывания °

В качестве токоограничивающего элемента 6 в простейшем случае может быть использован конденсатор или цепочка из конденсатора и резистора.

Таким образом, введение токоограничивающего элемента между нулевой точкой сети переменного тока и точкой, общей для фильтра присоединения и эаграждающего фильтра, и дополнительного резистора позволило практически исключить ложные срабатывания, что объясняется следукицим: при работе трехфазного тиристорного преобразова теля в моменты коммутации тиристоров возникают высшие гармонические сос50 тавляющие, амплитуда и частота которых изменяется в процессе регулирования выпрямленного тока. Высшие гармонические составляющие появляются на выходных клеммах тиристорного преобразователя. Введение токоограничивающего элемента и дополнительного ,резистора позволило уменьшить воздействие высокочастотных составляющих на измерительный блок.

Введение дополнительного резистора, позволяющее повысить внутреннее сопротивление устройства, привело к снижению длительных токов утечки при данных значениях сопротивления изоляции защищаемой сети. Это послужило основанием для снижения сопротивления срабатывания устройства без снижения электробеэопасности, что также позволяет повысить надежность энергоснабжения контролируемой электроустановки.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность энергоснабжения контролируемой электроустановки, т.е. снизить число неоправданных отключений.

Формула и э обре т е н и я

Устройство для защиты от утечки тока на землю по авт. св, В 1270826, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности эксплуатации шахтных зарядных сетей за счет уменьшения неоправданных срабатываний в системе с тиристорными преобразователями, оно снабжено токоограничивающим элементом, первый вывод которого служит для подключения к нулевой точке сети переменного тока, а второй вывод соединен с точкой, общей для фильтра присоединений и заграждающего фильтра, а также дополнительным резистором, введенным в ветвь эаграждающего фильтра, образованную конденсатором и резистором, между обкладкой конденсатора и упомянутой общей точкой,