Устройство для защиты от токов утечки на землю в кабельных сетях

 

Изобретение относится к электротехнике , а более конкретно к устройствам защиты , используемым в угольных и сланцевых шахтах для повышения безопасности использования электроэнергии. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет устранения ложных срабатываний при коммутациях линий . При возникновении утечки или снижении сопротивления изоляции сети, вызывающих протекание оперативного тока, равного ил и большего уставки срабатывания защиты, происходит срабатывание реле измерительного органа 3, воздействующего своими контактами или посредством промежуточного реле на отключающий аппарат. В момент коммутации линии 31 импульс тока нулевой последовательности, протекающий по цепи: нейтраль разделительного трансформатора 29, вывод 28, резистор 9, первичная обмотка трансформатора датчика 14, конденсаторы 10 и 11, земля и далее через емкости фаз линий 30 и 31, обмотку разделительного трансформатора 29, вызывает на вторичной обмотке датчика появление импульса напряжения, который через выпрямительный мост 17 и пороговый элемент 18 прикладывается к входу ключа 19, выход которого коммутирует цепь управления тиристора 21 узла 20форсировки. Вследствие этого протекающий от заряженного конденсатора 26 ток управления вызывает открывание тиристора. При этом выходной .конденсатор 2 источника 1 оперативного тока через открывшийся тиристор 21 и дроссель 22 подключается к конденсатору 11 и начинается колебательный (благодаря дросселю) процесс заряда конденсатора. К концу первого полупериода ток заряда переходит через ноль и прекращается вовсе , так как протеканию его в обратном направлении препятствует структура перехода тиристора. Напряжение на конденсаторе к этому моменту достигает почти удвоенного значения напряжения источника зарядного тока. Это напряжение, складываясь с напряжением предварительно заряженного конденсатора 10, оказывается приложенным через сопротивление 9 к нейтрали разделительного трансформатора 29, что вызывает протекание тока форсированного заряда емкости сети. При этом емкости линий 30 и 31 заряжаются до уровня оперативного напряжения за время (в среднем за 10 мс), меньшее чем при зарядке от источника оперативного тока, а разделительный диод 7 во время форсировки препятствует протеканию через измерительный орган 3 на время действия форсировки . Все это .предотвращает ложные срабатывания устройства защиты при коммутациях линий, 1 з. п. ф-лы, 1 ил. Ё Os N Јь ю V4 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Р ЕСПУБЛ И К (5П5 Н 02 Н 3/17

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

5

t (К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4471447/24-07 (22) 10.08.88 (46) 23.04.91. Бюл. ¹ 15 (71) Государственный Макеевский научноисследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) К, А. Гринь, В, А. Филоненко, В. Г. Евдокимова, B. Г, Иванов, и В. В, Голубчиков (53) 621.316.925(088.8) (56) Остапенко В. А. и др, Автоматизация производственных процессов на угольных шахтах. Недра, 1968, с. 232, Авторское свидетельство СССР

¹ 426282, кл, Н 02 Н 3/17, 1972, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ НА ЗЕМЛЮ В КАБЕЛЬНЫХ

СЕТЯХ (57) Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам защиты, используемым в угольных и сланцевых шахтах для повышения безопасности использования электроэнергии. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет устранения ложных срабатываний при коммутациях линий, При возникновении утечки или снижении сопротивления изоляции сети, вызывающих протекание оперативного тока, равного или большегоуставки срабатывания защиты, происходит срабатывание реле измерительного органа 3, воздействующего своими контактами или посредством промежуточного реле на отключающий аппарат. B момент коммутации линии 31 импульс тока нулевой последовательности, протекающий по цепи: нейтраль разделительного трансформатора 29, вывод 28, резистор 9, первичная обмотка трансформатора датчика 14, конденсаторы 10 и 11, земля и далее через

„„ Ж„„1644279 А1 емкости фаэ линий 30 и 31, обмотку разделительного трансформатора 29, вызывает на вторичной обмотке датчика появление импульса напряжения, который через выпрямительный мост 17 и пороговый элемент

18 прикладывается к входу ключа 19, выход которого коммутирует цепь управления тиристора 21 узла 20 форсировки. Вследствие этого протекающий от заряженного конденсатора 26 ток управления вызывает открывание тиристора. При этом выходной .конденсатор 2 источника 1 оперативного тока через открывшийся тиристор 21 и дроссель 22 подключается к конденсатору 11 и начинается колебательный (благодаря дросселю) процесс заряда конденсатора.

К концу первого полупериода ток заряда ) переходит через ноль и прекращается вовсе, так как протеканию его в обратном направлении препятствует структура перехода тиристора. Напряжение на конденсаторе к этому моменту достигает почти удвоенного значения напряжения источника зарядного тока. Это напряжение, складываясь с напряжением предварительно заряженного конденсатора 10, оказыва- 0 ется приложенным через сопротивление 9 ф, к нейтрали разделительного трансформато- ф ра 29, что вызывает протекание тока форсированного заряда емкости сети. При этом емкости линий 30 и 31 заряжаются до уровня оперативного напряжения за время (в среднем эа 10 мс), меньшее чем при зарядке от источника оперативного тока, а раз-,Э делительный диод 7 во время форсировки препятствует протеканию через измерительный орган 3 на время действия форсировки, Все это предотвращает ложные срабатывания устройства защиты при коммутациях линий. 1 з, и, ф-лы, 1 ил, 1644279 обм этки разделительного трансформатора 29, рабочая сеть, сопротивление изоляции фаз сети 30 и 31 относительно земли, земля, минус источника вызывает отклоне- 55 ние стрелки индикатора, указывающего уровень сопротивления изоляции. При этом конденсаторы 10 и 11 заряжены до уровня напряжения, определяемого соотношением сопротивлений 12 и 13.. Изобретение относится к электротехнике, в более конкретно к устройствам защиты от токов утечки, используемым в угольных и сланцевых шахтах для повышения безопасности использования электроэнергии.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет устранения ложных срабатываний при коммутациях линий.

Ка чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 оперативного тока, выход которого зашунтирован конденсатором 2, измерительный орган 3, в качестве которого используют реле, индикатор 4 сопротивления изоляции, разрядник

5, зашунтированный конденсатором 6, разделительный диод 7, фильтр 8 присоединения, содержащий резистор 9, конденсаторы

10 и 11, резисторы 12 и 13, датчик 14 коммутаций, состоящий из трансформатора 15, первичная обмотка которого зашунтирована стабилитронами 16, включенными встречно-последовательно. вторичная о6мотка через выпрямительный мост 17 и пороговый элемент 18, в качестве которого использован стабилитрон, соединена с входом тиристорного оптрона 19, выполняю щего роль ключа. Узел 20 форсировки, содержащий тиристор 21 и последовательно соединенный с ним дроссель 22, соединенные с конденсатором 11, резисторы

23 — 25, конденсатор 26, зашунтированный стабилитроном 27, являются элементами схемы управления тиристора 21 узла форсировки. Вывод 28 устройства служит для соединения фильтра 8с нейтралью разделительного трансформатора 29 сети. Емкости и сопротивления изоляции фаз сети неотключаемой ее части обозначены поз, 30, емкости сопротивления изоляции коммутируемой линии поз. 31, коммутационный аппарат поз, 32.

Устройство работает следующим образом, В нормальном состоянии, т. е. при наличии напряжения питания и отсутствии утечек в сети, оперативный ток, протекающий по цепи: плюс источника 1, измерительный орган 3, индикатор 4, разделительный диод 7, резистор 9, вывод 28, нейтраль и

При возникновении утечки или снижении сопротивления изоляции сети, вызывающих протекание (по той же цепи) оперативного тока, равного или большего уставки срабатывания защиты, происходит срабатывание реле измерительного органа 3, воздействующего своими контактами или посредством промежуточного реле на отключающий аппарат (на схеме не показан).

В момент коммутации линии 31 импульс тока нулевой последовательности, протекающего по цепи: нейтраль разделительного трансформатора 29, вывод 28, резистор 9, первичная обмотка трансформатора датчика 14, конденсаторы 10 и 11; земля и далее через емкости фаз линий 30 и 31, обмотку разделительного трансформатора 29 вызывает на вторичной обмотке датчика появление импульса напряжения, который через выпрямительный мост 17 и пороговый элемент 18 прикладывается к входу ключа 19, выход которого коммутирует цепь управления тиристора 21 узла 20 форсировки.

Вследствие этого протекающий от заряженного конденсатора 26 ток управления вызывает открывание тиристора. При этом выходной конденсатор 2 источника 1 оперативного тока через открывшийся тиристор 21 и дроссель 22 подключается к конденсатору 11 и начинается колебательный (благодаря дросселю) процесс заряда конденсатора. К концу первого полупериода ток заряда переходит через ноль и прекращается вовсе, так как протеканию его в обратном направлении препятствует структура перехода тиристора. Напряжение на конденсаторе к этому моменту достигает почти удвоенного значения напряжения источника зарядного тока. Это напряжение, складываясь с напряжением предварително заряженного конденсатора 10, оказывается приложенным через сопротивление 9 к нейтрали разделительного трансформатора 29, что вызывает протекание тока форсированного заряда емкости сети. При этом емкости линий 30 и 31 заряжаются до уровня оперативного напряжения за время (в среднем за 10 мс), меньшее чем при зарядке от источника оперативного тока, а разделительный диод 7 во время форсировки препятствует протеканию тока через измерительный орган 3 на время действия форсировки. Все это предотвращает ложные срабатывания устройства защиты при коммутациях линий.

Для защиты цепи оперативного тока от повышенного напряжения s случае пробоя диода 7 служит разрядник 5, Конденсатор 6 обеспечивает гашение (восстановление

1644279 электрической прочности межэлектродного промежутка) разрядника.

Использование изобретения в народном хозяйстве позволит повысить производительность труда участков шахт, разрабатывающих крутопадающие пласты за счет перевода их на электроэнергию, получить социальный эффект, заключающийся в повышении электро- и пожаробезопасности обособленных сетей электроснабжения, оснащенных общесетевой защитой от токов утечки на землю, повысить добычу угля за счет устранения перерывов в электроснабжении технологического оборудования, вызываемых ложными срабатываниями устройств защиты от токов утечки при коммутациях линии отходящих присоединений.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты от токов утечки на землю в кабельных сетях, содержащее источник оперативного тока с присоединенным параллельно ему конденсатором. соединенным одним из полюсов с клеммой для подключения к земле, другой полюс соединен с последовательно соединенными измерительным органом и индикатором сопротивления изоляции, второй вывод которого через разделительный диод и резистор фильтра присоединения, содержащего конденсатор, соединен с клеммой для подсоединения к защищаемой сети, узел форсировки заряда емкости сети, состоящий из последовательно соединенных конденсатора и тиристора, в цепь управления которого включены конденсатор и резисторы, при этом тиристор узла форсировки присоединен к незаземленному полюсу источника

5 оперативного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения надежности работы за счет устранения ложных срабатываний при коммутациях линий, устройство снабжено датчиком коммутаций, включенным в

10 цепь конденсатора фильтра, а конденсатор узла форсировки соединен одним выводом с заземленным полюсом источника оперативного тока, а другим последовательно с конденсатором фильтра и датчиком

15 коммутаций, причем каждый из этих конденсаторов зашунтирован резистором, а последовательно с тиристором узла форсировки включен зарядный дроссель, при этом выход датчика коммутаций соединен с вхо20 дом узла форсировки.

2.Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что датчик коммутаций выполнен на трансформаторе, первичная обмотка которого, включенная в цепь конденсатора

25 фильтра присоединения, зашунтирована соединенными встречно-последовательно стабилитронами. а вторичная обмотка через выпрямительный мост и пороговый элемент соединена с входом ключевого эле30 мента, выход которого включен в цепь питания управляющего. электрода тиристора форсировки с предварительно заряженным конденсатором, второй вывод которого через резистор соединен с катодом тиристо35 ра форсировки.

1644279

/.

Составитель Л. Васькова

Редактор Т. Куркова Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Закаа 1464 Тираж 391 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул.Гагарина, 101