Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с изолированной нейтралью

 

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты человека нри нарушении изоляции сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повышение надежное ти работы. При появлении однофазного замыкания на землю резко увеличиваются «чмплитуды фазных токов, причем это изменение больше на поврежденной фазе. Приращения фазных токов сравниваются между собой на оггерационных усилителях 10-15. После прохождения сигналов через одновибраторы 16-21, где они задерживаются и ограничиваются по длительности для обеспечения гтомехоустойчивости, они поступают на элементы 2И 22-24 и ЗИ 25-27. Таким образом, только в канале поврежденной фазы одновремер{но соберутся 1 на входах элемента ЗИ, который срабатывает и выдает сигнал на соответствующий коммутирующий элемент, тем самым закорачивается поврежденная фаза на контур заземления подстанции . Это устройство обладает высокой надежностью работы в условиях существенной несимметрии нагрузки сети и значительном удельном сопротивлении земли. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. S (Л

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИА ЛИСТИЧЕО ИХ

РЕСПУБЛИН (19) ()!! (")) ) Н 02 Н 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 13,„, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

8 C

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4)10933/24-07 (22) 25.08.86 (46) 30,05.88. Бюл. )) 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (72) С.Х. Дарчиев, Б.И. Косарев, Б.А. Дудин и В.В. Гуров (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 904075, кл. Н 02 Н 5/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 955328, кл. H 02 Н 5/12, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА

ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ В

СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты человека при нарушении изоляции сети с изолированной нейтралью.

Цель изобретения — повышение надежнос ти работы. При появлении однофазного замыкания на землю редько увеличиваются амплитуды фазных токов, причем это изменение больше на поврежденной фазе. Приращения фазных токов сравниваются между собой Hl операционных усилителях 10-15. 1Iосле прохождения сигналов через одновибраторы 16-21, где они задерживаются и ограничиваются по длительности для обеспечения помехоустойчивости, они поступают на элементы 2И 22-24 и ЗИ 25-27. Таким образом, только в канале поврежденной фазы одновременно соберутся п1п на входах элемента 3И, который срабатывает и выдает сигнал на соответствующий коммутирующий элемент, тем самым закорачивается поврежденная фаза на контур заземления подстанции. Это устройство обладает высокой надежностью работы в условиях существенной несимметрии нагрузки сети и значительном удельном сопротивлении земли. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1399850

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты человека от поражения электрическим током при нарушении высоковольтной изоляции фазы сети с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является повьппение надежности работы.

На фиг. 1 представлена функциональ Ip ная схема устройства; на фиг. 2 и 3 электрическая принципиальная схема устройства.

Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети 15 с изолированной нейтралью содержит датчики 1-3 приращения фазного тока, представляющие собой трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены в соответствующие фазы сети с 20 изолированной нейтралью, выпрямители

4-6, собранные по двухполупериодной мостовой схеме со сглаживающим конденсатором, входы которых соединены со вторичными обмотками трансформаторрв 25 тока I и 3, причем величина емкости сглаживающих конденсаторов должна выбираться из условия 95Х сглаживания выпрямленного сигнала, дифференцирующие звенья 7-9, входы которых соединен ны с выходами выпрямителей 4-6 соответствующих фаз, причем величина емкости конденсаторов дифференцирующих звеньев должна быть в 3-4 раза меньше емкости сглаживающих конденсаторов, шесть операционных усилителей (компараторов) 10-15, объединенных попарно по прямым входам, подключенным соответственно к выходам диффереицирующих звеньев 7-9, причем инверсные входы пары операционных усилителей 10 и 11 подключены к выходам звеньев 9 и 8 соответственно, инверсные входы пары операционных усилителей

12 и 13 подключены к выходам звеньев 45

7 и 9 соответственно, а инверсные входы пары операционных усилителей

14 и 15 подключены к выходам звеньев

7 и 8 соответственно, шесть одновибраторов 16-21 с задержкой выходного импульса, представляющих собой каждый две последовательно соединенные времязадающие RC-цепи, между которыми включен инвертор, причем параллельно сопротивлению R каждой RC-цепи включен диод в направлении, противоположном, 55 току заряда конденсатора, входы которых подключены к выходам соответствующих операционных усилителей 10-15, три элемента 2И 22-24, входы которых подключены к выходам соответствующих одновибраторов 16-21, три элемента

ЗИ 25-27, первые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов 2И 22-24, а вторые и третьи входы — соответственно к выходам операционных усилителей 10-15; три элемента 28-30 коммутации, осуществляющие замыкание поврежденной фазы на землю, входы которых соединены с выходами соответствующих элементов ЗИ

25-27, Устройство работает следующим образом.

В момент t однофазного замыкания на землю (033), например, фазы А резко увеличиваются амплитуды фазных токов линии, причем Ь?д hI, 6 Iäú ь1, (1) ° Датчики 1-3 реагируют на это увеличением выходных сигналов в соотношении ЬБ,>aU, ьБ,> Ю . Напряжения сигналов на выходах выпрямителей 4-6 также увеличиваются, причем

ЬЦ Бт, Ы4ъИь (на фиг. 2 и 3 Ut, 0,U6 — напряжения на конденсаторах

С д, С ь, С, соответственно) . Увеличение йапряжений выходных сигналов выпрямителей 4-6 вызывает появление сигналов на выходах дифференцирующих звеньев 7-9, причем напряжения сигналов находятся в соотношении U >U т

U т Уз (на фиг. 2 и 3 напряжения U

U>, U — напряжения на резисторах

Кд К К соответственно 1 . Сигналы сформированные звеньями 7-9 поступают на соответствующие входы операционных усилителей (компараторов) 10-15, которые осуществляют их сравнение.

Операционный усилитель (ОУ) в этой схеме работает следующим образом: при V U на выходе ОУ будет "1"; при U+

U — напряжение сигнала на инверсном входе ОУ.

В момент и 033 фазы А согласно (1) сигналы 1 появятся на выходах

ОУ 10 и 11, на выходах ОУ 12 и 14 будут "0", на выходе ОУ 13 — либо "I либо "О", на выходе ОУ 15 либо "0", либо "!", в зависимости от соотношения величин напряжений U!! U). С Bblходов ОУ !О и !1 сигналы "I" поступают на второй и третий входы элемента

ЗИ 25 и на входы одновибраторов (()8)

16 и !7, которые имеют устойчин< е сос1399850 тояние и» выходе О! и временно неус

С выходов 0 В l 6 и 1 7 единичные с и г налы поступают н а первый и второй входы 1 и элемента 2 И 2 2 и с е г о выход а н а и е рв ый вход эл еме н т а 3 И 2 5 . Тогда в момент + < на всех трех входах с оо» ответствующего фазе Л элемента ЗИ 25

С выхода элемента 3 И 2 5 " 1 " по с т у и ае т н а вход элемента 2 8 коммутации ф аз ы А, который срабатывает и з а к о р а чи - 2 5 в а е т поврежденную ф а з у А н а контур заземления подстанции, и р и этом эл ементы коммутации 2 9 и 3 0 н е с р а б атыв аю т . Таким образом, и ри замыкании н а землю фазы А устройство надежно 30 срабатывает, в случае естественной н есимметрии напряжений (то к о в ) в сети устройство н е срабатывает, т а к к а к в этом случае н е выполняется условие (1 ) . При замыкании н а землю других фа з .устрой с тв о работает аналогично .

Предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью работы в условиях существенной несимметрии нагрузки сети и значительном удельном 40 сопротивлении земли, следовательно, оно повышает электробезопасность людей. формула изобретения

1. Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с изолированной нейтралью, содержащее датчики приращения контроли50

pyeMoro параметра в каждом фазном пропроводе, логические элементы ЗИ, один из входов которых с<<еди!<Рн с вых!)дом соответствующего элемента в реме ш<ой задержки, выходы которых подкл<< челы к входам соответствующих элементов коммутации с выводами для подключения между фазными проводами сети и землей, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено шестью операционными усилителями, объединенными попарно по прямым входам, подключенным к выходам соответствующих датчиков приращения контролируемого параметра, причем инверсные входы первой фазы операционных усилителей подключены к выходам соответственно второго и третьего укаэанных датчиков приращения, инверсные входы второй пары операционных усилителей подключены к выходам соответственно первого и второго указанных датчиков приращения, а инверсные входы третьей пары операцион- ных усилителей подключены к выходам соответственно первого и второго ука— эанных датчиков приращения, причем выходы каждой пары операционных усилителей подключены к двум другим входам соответствующих логических элементов ЗИ и к входам соответствующих элементов временной задержки, при этом датчики приращения контролируемого параметра выполнены в виде датчиков приращения фазного тока.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый из датчиков приращения контролируемого параметра выполнен в виде последовательно соединенных трансформатора тока, выпрямителя, сглаживающего конденсатора и дифференцирующего звена.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый из элементов временной задержки выполнен в виде последовательно соединенных двух одновибраторов и элемента 2 И, входы одновибраторов подключены к выходам соответствующих операционньс: усилителей, а выход элемента

2И соединен с первым входом соответствующего элемента ЗИ.

1 i .)9850

Фиг. 2

1 399850

Составитель Л. Васькова

Редактор Т. Лазоренко Техред М.ходацич

Корректор М. Шароши

Заказ 2674/54 Тирам 650

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб,, д. 0/5

Подписное

Проивводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4