Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в трехфазных электрических сетях

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для обеспечения безопасности об сяуживающего персонала при работе на электроустановках в сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты человека при наличии опасного напряжения смещения нейтрали и повышение надежности работы. Ес;ш при нормальном сопротивлении изоляции сети имеется асимметрия фазных иапря жеНИИ и существует напряжение смещения нейтрали, то прикосновение человека к нейтрали вызовет срабатывание элементов НЕ 15, 16, исполнительного элемента 26 в цепи шунтирования нейтрали на землю, чем обеспечивается защита человека от поражения электри-.. ческим током. з.п. ф-лы, 1 ил. С

СО103 СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (51)4 Н 02 Н 3!16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2) ) 3962370/24-07 . (22) 10.10.85 (46) 30.09.88. Бюл. В 36 (72) Ю.И. Каринский, 9.П. Компанцев, К.П. Есин и В.А. Петров (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 675512, кл. Н 02 К 3/17, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 469182, кл. Н 02 Н 3/16, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА

ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ B

ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для обеспечения безопасности обслуживающего пер„„SU„„Õ427460 А 1 сонала при работе на электроустанов" ках в сети с изолированной нейтралью.

Цель изобретения — расширение Функциональных возможностей путем обеспечения защиты человека при наличии опасного напряжения смещения нейтрали н повышение надежности работы. Если при нормальном сопротивлении изоляции. сети имеется асиыиетрия фазньп< напряжений и существует напряжение смещения нейтрали, то прикосновение чело" века к нейтрали вызовет срабатывание элементов НЕ 15, 16, исполнительного элемента 26 в цепи шунтирования нейтрали на землю, чем обеспечивается защита человека от поражения электры",, Ж

1427460

Изббретение относится к электротехнике, а именно к защитным коммутационным (устройствам, предназначенным для обеспечения безопасности об, служивающего персонала при его при5

- косновеиии к токоведущим частям электроустановок в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью. l0

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения зашиты человека при нали:; чии опасного напряжения смещения нейт- ;:рали и повышение надежности работы.

На чертеже представлена функцио-,: нальная -схема устройства.

К трем фазам электрической сети .и земле (корпусу) подключены входы и выходы блока 1 выбора фазы с пони 20 женным сопротивлением изоляции, содержащего датчики 2 напряжения фазы. относительно земли (корпуса),. преобразователи 3 напряжения переменного тока s постоянный, фильтр 4 выделения максимального напряжения фазы относительно земли (корпуса), к выходам которого подключены пофазно по" следовательно элементы И 5 и И 6, усилители 7 и обмотки реле 8, задействованных по цепи элементов определяющей фазы с контактами 9, включенными в цепь шунтирования фазы с пониженной изоляцией на землю (корпус), на выходе усилителей 7 присоединены элементы НЕ 10, включенные в цепь первого ввода элемента И ll блока контроля напряжения нейтрали, на выходе управляемого к)поча (тиристора)

12 формируются цепи элементов НЕ 13, 40 включенных в цепь второго ввода элементов И 6 блока 1. Кроме того, устройство содержит прибор контроля изоляции сети-(ПКИ) 14, подключенный к фазе, нейтрали и земле (корпусу), -45 исполнительные элементы которого образуют цепи элементов НЕ 15 и 16, включенных соответственно в цепь вторых вводов элементов И 5 блока 1 и в цепь первого ввода элемента И 17.

К нейтрали и земле (корпусу) подключены вводы датчика 18 напряжения иейтрали относительно земли (корпуса), к выводам которого подключены вводы преобразователя 19 напряжения переменного тока в постоянный ток, которое через делитель 20 напряжения подается на элемент 21 сравнения упомянутого напряжения с базовым напряжекием уставки (компаратор), выход которого формирует цепь включения реле шунтирования нейтрали по цепи первый элемент 22 задержки, элемент И 11, второй элемент 23 задержки, элемент

И 17, тиристор 12, обмотка 24 реле с элементом 25 сигнализации и контак" том 26, образующим цепь шунтирования нейтрали на землю (корпус). Элементы

НЕ 10 образуют цепь запрета срабатывания реле 24 при срабатывании реле

8 шунтирования фазы на землю (корпус). Элементы НЕ 13 формируют цепь запрета срабатывания реле 8 шунтирования фазы на землю (корпус). Элементы НЕ 15 и 16 осуществляют запрет срабатывания реле 8 и реле 24 шунтирования фазы или нейтрали на землю (корпус) в режимах функционирования сети при наличии асимметрии напряжения смещения фаз относительно земли 1корпуса) и напряжения нейтрали относительно земли (корпуса) с величиной, превьппающей уставку, если сопротивление изоляции сети вьппе допускаемого уставкой ПКИ-l 4.

Блок проверки работоспособности содержит многофазный переключатель 27 с самовозвратом, кнопки 28, 29, 30 с самовозвратом, конденсатор 31, резистор 32 и элементы сигнализации положения переключателя 27 и кнопки

29, а также элементы сигнализации срабатывания реле 8 и реле 24.

Замыкающие контакты фазных релейных исполнительных элементов 9 a..совокупности с размыкающимися контактами кнопок 28 и размыкающимися контактами переключателя 27 пофазно образуют цепь шунтирования фазы на землю (корпус) при срабатывании фазных релейных исполнительных элементов 8 при замыкании фазы на землю (корпус), в том числе при наличии цепи замыкания фазы на землю через телочеловека — однофазное прикосновение.

Резисторы 33 включены в цепь искусственно образуемого замыкания фазы на землю (корпус) через замыкающий контакт кнопок 28 и замыкающий контакт переключателя 27, имитирующий однофазное прикосновение человека.

К одной из фаз сети и земле подключены замыкающий контакт выключателя 29 с конденсатором 31, а к нейтрали и земле — замыкающий контакт кнопки

30 с резистором 32, имитирующим при1427460 косновение человека к нейтрали по цепи нейтраль-земля(корпус).

Устройство работает следующим образом.

При функционировании электрической сети при нормальном сопротивлении изоляции относительно земли (кор-, пуса) и отсутствии асимметрии сопротивления фаз относительно земли (кор- 10 пуса) или асюжетрии напряжения фаз относительно земли при симметричном сопротивлении фаз относительно земли (корпуса) на выходах прибора ПКИ 17 сигналы отсутствуют, также отсутству- 15 ют сигналы на выходах фильтра 4 и отсутствует напряжение на входе элемента 18. Релейные исполнительные элементы 9 находятся в несработавшем состоянии и не шунтируют фазу или 20 нейтраль на землю (корпус).

При наличии несимметрии напряжения фаз относительно земли (корпуса) и.наличии напряжения смещения.нейтрали относительно земли (корпуса) по 25 причине асимметрии напряжения фаз или асимметрии емкости фаз, превьппающих уставку, сопротивление изоляции сети в целом нормальное, т.е. превьппает уставку ПКИ 14, срабатывания релейных 30 исполнительных элементов 9 не происходит по причине отсутствия сигналов на выходе прибора ПКИ 14 по цепи элементов HE 15 и 16.

Прикосновение человека к одной из фаз по цепи фаза-земля (корпус) или однофаэное замыкание на землю (корпус) вызывает снижение сопротивления изоляции сети, сопротивление изоляции сети сопровождается снижением 40 сопротивления изоляции фазы относительно земли (корпуса} с появлением несимметрии напряжения фаз относительно земли (корпуса) и напряжения смещения нейтрали относительно земли 45 (корпуса), и если они имеют значение, превьппающее уставку, срабатывает исполнительный элемент 8, соответствующей фазы. Замкнувшийся контакт 9 элемента 8 через замкнутые контакты кнопки 28 и переключателя 27 шунтирует фазу электрической сети на землю (корпус), обеспечивая защиту человека от поражения электрическим током или шунтирование очага пробоя изоляции фазы.

Если при нормальном сопротивлении .изоляции сети имеет место несимметрия фазных напряжений и напряжение смещения нейтрали существует, то прикосновение человека к нейтрали по цени нейтраль-земля (корпус) или пробой изоляции нейтрали на землю (корпус) сопровождается снижением напряжения смещения нейтрали, и если оно превышает напряжение, допускаемое уставкой устройства, то при отсутствии срабатывания фазных релейных исполнительных элементов 3 и при наличии срабатывания элементов 15 н 16 проис-г ходит срабатывание исполнительного элемента .26 в цепи шунтирования нейтрали на землю (корпус), чем обеспечивается защита человека от поражения электрическим током или локализация очага пробоя изоляции, 1

Приоритетное срабатывание фазных исполнительных элементов 9 обеспечивается выбором уставок, введением блокировками элементов НЕ 10 и двумя элементами 22 и 23 задержки.

Проверка работоспособности блока

1 совместно с фазными релейными исполнительными элементами 8 осуществляется переключением переключателя

27, размыкающего цепь шунтирования фазы на земно и замыкающего свой кон-; такт в цели резистора 33, а также включением кнопки 28, дополнительно размыкающей цепь шунтирования этой фазы на землю и замыкающей фазу электрической сети на землю через резистор 33. Резистср 33 имитирует электрическое сопр.-тивление человека, попавшего под напряжение. Блок 1 выбирает фазу с пониженным сопротивлением изоляции и- подает сигнал на вход исполнительного элемента 8. Срабаты» ванне релейного исполнительного элемента 8 проверяемой фазы подтверждает работоспособность устройства защиты. Размыкающне контакты кнопки 28, предотвращают шунтирование на землю фазы электрической сети при случайном включении кнопки без предварительного переключения переключателя 27. Проверка работоспособности блока контроля изоляции нейтрали осуществляется предварительным включением включателя 29, подключающим конденсатор 31 к одной из фаз электрической сети, что обуславливает появление напряжений смещения нейтрали относительно земли, а также включением кнопки 30, замыкающей нейтраль электрической сети на землю через резистор 32, ими1427460

6 вого элемента И, выход которого через второй элемент задержки подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа, причем второй вход второго элемента И подключен через первый элемент НЕ к выходу контроля сопротивления изоляции сети, соединенному с входами вто рого, третьего и четвертого элементов

НЕ, выходы которых подключены к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых присоединены к выходам фильтра выделения максимального напряжения фазы, а выходы — к первым входам шестого, седьмого и восьмого элементов

И, вторые входы которых соединены через соответствующие пятый, шестой и седьмой элементы НЕ с информационным выходом управляемого ключа, в силовую выходную цепь которого включена обмотка вновь введенного реле, замыкающий контакт которого включен в цепь цепь шунтирования нейтрали на землю (корпус), при этом выходы шестого, седьмого и восьмого элементов И подключены к входам соответствующих усилителей, выходы которых соединены

"ерез соответствующие восьмой, девятый и десятый элементы НЕ с вторым входом первого элемента И.

Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Заказ 4859/50

Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 тирующий электрическое сопротивление человека, попавшего под напряжение.

Срабатывание релейного исполнительного элемента 20, подключенного к нейтрали, подтверждает работоспо,собность устройства защиты.

Положительный эффект изобретения заключается в обеспечении защиты человека от поражения электрическим то- 10 ,ком при попадании его под напряжение смещения нейтрали электрической сети, а также возможности осуществления периодического контроля работоспособности устройства защиты человека 15 от поражения электрическим током.

Формула и з обретения

1. Устройство для защиты человека 20

От поражения электрическим током в трехфазных электрических сетях, содержащее блок выбора фазы с пониженным сопротивлением изоляции, включающий в себя последовательно соединен- 25 ные датчики напряжения фаз относительно земли (корпуса), преобразователи напряжения переменного тока в постоянный, фильтр выделения максимального напряжения фазы, а также по- Зо следовательно соединенные усилители и реле с исполнительными элементами в цепи шунтирования фазы на землю, а также блок проверки работоспособности, включающий в себя три кнопки и три резистора, которые через замыкающие контакты кнопок включены в цепи соединения фазы с землей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возмож- 1О костей путем обеспечения защиты че.повека при наличии опасного напряжения смещения нейтрали, в него введены блок контроля сопротивления изоляции сети, десять элементов НЕ, восемь элементов И, также последовательно соединенные датчик напряжения смещения нейтрали, преобразователь переменного напряжения в постоянное,. делитель напряжения, элемент сравнения и первый элемент задержки, выход которого соединен с первым входом пер!

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения надежности работы, в блок проверки работоспособности дополнительно в цепи шунтирования фазы на зем— лю включены размыкающие контакты многофазного переключателя с самовозвратом, замыкающие контакты которых включены поспедовательно с упомянутыми резисторами, а также дополнительно введены последовательно соединенные конденсатор и замыкающий контакт выключателя с клеммами для подключения между фазой сети и землей (корпусом) и последовательно соединенные резистор и замыкающий контакт кнопки с клеммами для подключения между нейтралью и землей (корпусом).