Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и. в частности, к устройствам для защитного отключения электроустановки напряжением до 1000 В в трехфазных электропитающих сетях с нулевым проводом (нулевой провод используется в качестве заземляющего ) Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения его работы в режиме контроля обрыва фаз сети, питающей электроустановки с незануленными корпусами, не содержащие электродвигательных нагрузок. При обрыве фазы А или В напряжение на реле с катушкой 11 снижается и оно срабатывает, размыкая свой контакт 10. В результате этого симметрирующий конденсатор 6 отключается от фазы С. создавая тем самым несимметричный ток Во вторичной обмотке трансформатора 1 образуется аварийный сигнал, который после усиления поступает на вход расцепителя 3, вызывая отключение потребителя от сети. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. k

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)5 Н 02 Н 3/16, 5/10, 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А 8С<

Фиг.7 (61) 694929 (21) 4602342/07 (22) 11.10.88 (46) 23.10.91, Бюл. hh 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (72) В. Г. Юшкин и С. И. Коструба (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР йв 694929, кл. Н 02 Н 3/16, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к устройствам для защитного отключения электроустановки напряженйем до 1000 В в трехфазных элек. Ж 1686573 А2 тропитающих сетях с нулевым проводом (нулевой провод используется в качестве заземляющего). Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства путем обеспечения его работы в режиме контроля обрыва фаз сети, питающей электроустановки с незануленными корпусами, не содержащие электродвигательных нагрузок. При обрыве фазы А или

В напряжение на реле с катушкой 11 снижается и оно срабатывает, размыкая свой контакт 10. В результате этого симметрирующий конденсатор 6 отключается от фазы С, создавая тем самым несимметричный ток.

Во вторичной обмотке трансформатора 1 образуется аварийный сигнал, который после усиления поступает. на вход расцепителя 3, вызывая отключение потребителя от сети, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1686573 теля 3

15

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для защитного отключения электроустановок с незануленными корпусами, не содержащих электродвигательных нагрузок. например электродных котлов с изолирующими вставками, может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяются трехфазные сети напряжением до 1000 В с нулевым проводом, напри" мер в сельском хозяйстве и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. М 694929.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства путем обеспечения его работы в режиме контроля обрыва фаз сети, питающей электроустановки с незануленными корпусами, не содержащие электродвигательных нагрузок.

Сущность изобретения заключается в том, что при обрыве одной из фаз уменьшается напряжение на катушке реле, которое, срабатывая, размыкает свой контакт в цепи симметрирующего конденсатора, и последний отключается от фаз сети. В результате перекоса нагрузки с конденсаторов асимметрирующего блока потечет несимметричный ток через зануляющий провод в землю.

Значение суммы мгновенных токов в фазах сети, проходящих через трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП), не равно нулю и будет отличаться на величину тока утечки в землю, Поэтому во вторичной обмотке ТТНП появляется аварийный сигнаn, подаваемый на усилитель, Далее усиленный сигнал дает команду на отключение расцепителя, который своими контактами отключает электроустановку от сети.

На фиг. 1 представлена функциональная электрическая =хема устройства для защитного отключения; на фиг. 2 — устройство с использованием геркона.

Устройство содержит ТТНП 1, усилиель 2, расцепитель 3, замыкающие контакты 4, которые введены s силовые линии (фазы сети), асимметрирующий блок 5, выполненный на двух конденсаторах и подключенный к двум фазам сети и зануляющему проводу после TTHIl 1, асимметрирующий конденсатор 6, соединенный с фазным и нулевым проводами, кнопки "Пуск" 7 и "Стоп" 8 в цепи управления расцепителем 3, кнопку "Стоп" 9 в цепи симметрирующего конденсатора 6, замыкающий контакт 10 реле переменного напряжения, катушка 11 которого подключена к двум фазам сети, Все три конденсатора объединены эануляющим проводом и образуют симметричную звезду с "растянутой" нулевой точкой, находящейся на длине эануляющего провода от асимметрирующего блока 5 до корпуса электроустановки, Выход ТТНП 1 соединен с входом усилителя 2, выход которого подключен к входу расцепиУстройство работает следующим образом.

При включении кнопки "Пуск" 7 расцепитель 3 замыкающими контактами 4 подсоединяет электропотребитель к сети переменного тока. Одновременно с двух фаз сети А и В эапитывается катушка 11 реле, которое, срабатывая, замыкает свой контакт 10 и подключает симметрирующий конденсатор 6 к третьей фазе сети С. Если при этом в зоне защиты отсутствует несимметричный ток утечки в землю, обусловленный обрывом фазного или нулевого проводов или прикосновением человека к токоведущей части установки, то сумма мгновенных значений токов в фазах Сети практически равна нулю, а по конденсаторам симметричной звезды будут циркулировать одинаковые токи. Поэтому сигнал на отключение электроустановки не образуется, устройство работает в режиме контроля обрыва фаз, зануляющего провода и прикосновений к токоведущим частям.

Как только произойдет обрыв, например, фазы А, напряжение на катушке реле

11 резко падает и реле срабатывает, размыкая свой контакт 10. В результате симметрирующий,конденсатор отключается от фазы С, и с конденсаторов асимметрирующего блока 5 через зануляющий провод потечет в землю несимметричный ток. Так как теперь сумма мгновенных значений токов во всех фазах сети равна величине тока утечки, значительно превышающей ток уставки (срабатывания) устройства защиты, во вторичной обмотке ТТНП 1 образуется аварийный сигнал, который поступает на вход усилителя 2. Далее усиленный аварийный сигнал поступает на вход расцепителя 3 и дает команду íà его отключение.

Последний, размыкая свои контакты 4, отключает потребитель от сети переменного тока.

Таким образом, происходит автоматическое срабатывание устройства и защитное отключение электроустановки при обрыве фазы.

С целью повышения надежности устройства для обеспечения его работоспособности в химически агрессивных и влажных средах сельскохозяйственных и других производств при сохранении им функции контволя обрыва фаэ предлагается в качестве

1686573 замыкающего контакта использовать магнитоуправляемый геркон 10 (фиг. 2), где применен герметизированный магнитоуправляемый контакт и использована управляющая катушка 11 постоянного тока с 5 целью возможности создания постоянной намагничивающей силы для управления контактами геркона 10. При этом управляющая катушка 11 расположена на герконе 10 и соединена с выходом диодного моста 12, 10 вход которого подключен к фазам А и В сети переменного тока.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопки "Пуск" 7 расцепи- 15 тел ь 3 своими контактами 4 и одкл ючает электропотребитель к сети переменного тока. Одновременно ток, протекая по однофазному мосту 12, выпрямляется и подается на управляющую катушку 11. В результате 20 действия намагничивающей силы контакты геркона 10 замыкаются и симметрирующий конденсатор 6 подключается к фазе

С. В случае обрыва; например, фазы В напряжение между фазами А и В падает и 25 на выходе диодного моста 12 значение выпрямленного тока уменьшается, соответственно уменьшается намагничивающая сила катушки 11 и контакты геркона 10 размыкаются, отключая симметрирующий кон- 30 денсатор 6 от фазы С. В результате перекоса нагрузки с асимметрирующего блока 5 через нулевой провод в землю потечет несимметричный ток, устройство, реагируя на аварийный ток утечки, отклю- 35 чает установку от сети переменного тока, т.е. оно срабатывает в функции контроля обрыва фаз.

При обрыве фазы С снижается напряжение на симметрирующем конденсаторе 40

6 и с асимметрирующего блока 5, в обоих вариантах устройства образуется несимметричный ток утечки, в результате чего происходит защитное отключение электроустановки.

Кнопка "Стоп" 9 служит для отключения электроустановки с места ее работы.

Таким образом, введением в схему устройства для защитного отключения дополнительного реле обеспечивается защита электроустановки путем обеспечения работы устройства в функции контроля обрыва фаз. При этом расширяется область превентивной защиты людей и животных от опасного воздействия электрического тока, обеспечивается пожаробезопасность, повышается надежность и долговечность электропотребителей при их эксплуатации, а также исключается ущерб для народного хозяйства от аварийных простоев электротехнологических машин и оборудования.

Формула изобретения

1. Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока по авт. св. ЬЬ 694929, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения его работы в режиме контроля обрыва фаз сети, питающей электроустановки с незануленными корпусами, не содержащие электродвигательных нагрузок, оно дополнительно снабжено реле, замыкающий контакт которого включен между симметрирующим конденсатором и клеммой для подключения к фазе сети, а обмотка реле соединена с клеммами для подключения к двум другим фазам сети.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения его эксплуатационной надежности, замыкающий контакт выполнен в виде герметизированного магнитоуправляемого контакта, а обмотка управления соединена с упомянутыми клеммами для подключения к фазам сети через вновь введенный диодный мост.

1686573

A б С л/

Составитель Л. Васькова

Техред М.Моргентал

Корректор О, Кравцова

Редактор Л. Гратилло

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

Заказ 3605 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушскэя наб„4/5