Устройство для защитного отключения в электрической сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для обеспечения электробезопасности людей при эксплуатации погружных электронасосов и ддля защиты электронасосов от перегорания при работе в непогруженном в воду состоянии. В соответствии с алгоритмом заявленного устройства преднамеренно с фазного провода сети через токоограничивающий резистор 9 или 10 и электрод на корпусе насоса создается ток утечки через воду водоема в землю, лежащий в пределах от 0,5 до 1 мА. Этот ток утечки, выделяемый датчиком 1 тока утечки, подается на двухпороговые сравнивающие элементы 3 и 4, которые отключает электронасос от сети, если ток утечки меньше 0,5 мА или больше 1 мА. Это обусловлено следующим. Уменьшение тока утечки до значений существенно меньших 0,5 мА (практически на 1 . . . 2 порядка) соответствует разрыву электрической связи электрода через воду с землей, что соответствует выходу этого электрода из воды. Это отключение обеспечивает повышение надежности электронасоса. Если значение тока утечки находится в диапазоне 0,5 . . . 1 мА, то устройство защиты, в случае его исправности, включается и подает электропитание на насос. При возникновении отказа в устройстве защиты оно не включится и предотвратит эксплуатацию насоса с неисправной защитой. Этим обеспечивается введение самоконтроля исправности устройства защиты. Отключение питания электронасоса при токах утечки более 1 мА обеспечивает повышение электробезопасности насоса, так как повышение тока утечки сверх 1 мА свидетельствует о прикосновении человека к токоведущим частям или ухудшению изоляции электронасоса. 1 табл. 1 ил.
Устройство относится к электротехнике, в частности к автоматическим устройствам защиты.
Прямое назначение изобретения - это обеспечение защиты людей от электропоражений при эксплуатации погруженных электронасосов и защита самого насоса от перегорания при работе в непогруженном в воду состоянии. Известны и широко используются устройства защитного отключения, выделяющие ток утечки в землю, сравнивающие его с заданным значением (уставкой) и формирующие отключающий сигнал при превышении тока утечки значения уставки [1] . Известны устройства защитного отключения [2] , например, серийно выпускаемые Гомельским заводом "Электроаппаратуры", тип УЗО-В, которые отключают защищаемый объект при возникновении токов утечки в землю более 10 мА, представляющих опасность электропоражения человека. Недостаток известных устройств заключается в том, что они по своему принципу действия не обеспечивают защиту электронасоса от работы в непогруженном в воду состоянии, что может приводить к быстрому перегреву насоса и выходу его из строя при работе погружного электронасоса в колодцах с малым дебетом воды, так как происходит ее быстрое откачивание и снижение уровня воды ниже самого насоса. При этом известные УЗО не могут произвести отключение такого электронасоса, так как принцип построения УЗО не позволяет выявить момент выхода насоса из воды. На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства для защитного отключения в электрической сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью. Устройство для защитного отключения содержит датчик тока утечки 1, усилитель 2, пороговые элементы 3 и 4 с пороговыми значениями, соответствующими токам утечки 0,6 и 6 мА, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 с двумя входами А и В и исполнительный орган 6 с двумя контактами, осуществляющими коммутацию электронасоса 7. Электронасос содержит катушку электромагнита 8, два токоограничивающих резистора 9 и 10, а также изолированный от корпуса электрод 11, соединенный со средней точкой резисторов 9,10 и выведенный на верхнюю часть корпуса насоса. Другие концы резисторов 9,10 присоединены к выводам катушки электромагнита насоса. Устройство работает следующим образом. Режим 1. Электронасос в воду не погружен и ток утечки отсутствует (меньше порогового значения 0,6 мА). В этом случае на выходе датчика тока утечки 1 сигнал меньше порогового значения элементов 3 и 4, поэтому на их выходах устанавливаются сигналы уровня А= В= 0. Оба эти сигнала поступают на входы А и В элемента 5, выполняющего операцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходной сигнал Q которого в соответствии с таблицей истинности (табл. 1) равен 0. При этом исполнительный орган 6 находится в нулевом состоянии, так как Q= 0, его контакты разомкнуты и электронасос обесточен. Режим 2. Электронасос погружен в воду и электрод 11 касается воды в водоеме. При этом по цепи: фазный провод - токоограничивающий резистор 9 (или 10) - электрод 11 - вода течет ток утечки, величина которого задана резистором 9 (или 10) и равна 1 мА. В этом случае сработает пороговый элемент 3 и на его выходе устанавливается сигнал Q= 1. Этот сигнал приводит к срабатыванию элемента 6, замыканию его контактов и включению электронасоса. Режим 3. Электронасос в погруженном состоянии включен, но к его токоведущим частям, например, к кабелю с поврежденной изоляцией прикоснулся человек и через него пошел ток в землю или ухудшилась изоляция в электронасосе и увеличился ток утечки через воду в землю. В любом из этих случаев, если ток утечки увеличивается сверх порога 6 мА, срабатывает второй пороговый элемент. На выходах элементов 3 и 4 появятся сигналы А = 1 и В = 1, что приведет (см. табл. ) к выходному сигналу Q= 0 и отключению питания электронасоса. Технико-экономическая эффективность выражается в повышении: - электробезопасности при обслуживании электронасоса вблизи открытых водоемов в условиях, относящихся по опасности поражения к категории особо опасных; - долговечности электронасосов, так как исключается их перегорание при работе в непогруженном в воду состоянии; - надежности защиты за счет самоконтроля исправности. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 699604, кл. Н 02 Н 5/10, 1976. 2. Устройство защитного отключения типа УЗОШ 10.2.010. УХЛ 4, 1988.Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее датчик тока утечки, соединенный своим выходом с входом усилителя, к выходу которого подключен первый пороговый элемент, а также исполнительный орган и цепь из двух последовательно соединенных резисторов, отличающееся тем, что, с целью обеспечения защиты погружного электронасоса от работы в непогруженном в воду состоянии и обеспечения самоконтроля исправности устройства в рабочем режиме, в него введены второй пороговый элемент, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и изолированный от корпуса насоса электрод, при этом вход второго порогового элемента подключен к выходу усилителя, выходы обоих пороговых элементов соединены с входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к входу исполнительного органа, упомянутая цепь резисторов имеет выводы для подключения к катушке электронасоса, а средняя точка резисторов соединена с введенным электродом.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к релейной щите и предназначено для отключения контактной сети шахтной электровозной откатки при появлении в сети опасной утечки тока
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах контроля сопротивления изоляции и защиты от замыканий на земгю в сетях с изолированной (при компенсации емкостного тока) или глухозаземленной нейтралью
Устройство для защитного отключения сети // 1704213
Изобретение относится к устройствам контроля сопротивления изоляции сети переменного тока, препятствующим подаче напряжения в сеть с поврежденной изоляцией
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю в сетях 6-35 кВ путем воздействия на индуктивность дугогасящего реактора, включенного в нейтраль питающего трансформатора
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля и измерения сопротивления изоляции электрической сети с заземленной нейтралью
Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и быстродействия. Устройство защиты от токов утечки содержит узел контроля изоляции и защитного отключения, узел обнаружения и защитного заземления фазы с поврежденной изоляцией, а также дополнительный узел сравнения напряжения, пропорционального напряжению смещения нейтрали, подаваемого с дополнительной обмотки переменного тока, размещенной на компенсирующем дросселе, с эталонным, и дополнительное реле, на которое влияет этот узел. Контакты дополнительного реле включены в цепь отключения выключателя, подающего напряжение на защищаемую сеть, независимо от положения контактов измерительного реле узла контроля сопротивления изоляции сети, и в цепь управления обмотками реле, обеспечивающими защитное заземление фазы сети с поврежденной изоляцией. В узле контроля изоляции и защитного отключения, состоящем из источника измерительного тока, узла сравнения его с эталонным, измерительного реле, узел присоединения этого источника между фазами защищаемой сети и землей предложено выполнить в виде последовательно соединенных разделительного конденсатора и компенсирующего дросселя, обмотку переменного тока которого соединить с нулевой точкой вторичных обмоток силового трансформатора, а контакт измерительного реле включить в цепь отключения выключателя, через который осуществляется питание силового трансформатора. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике. Технический результат - повышение искробезопасности. Источник постоянного измерительного тока соединен с заземляющим зажимом через две параллельные цепи, одна из которых состоит из первого дополнительно введенного резистора и размыкающего контакта реле напряжения, включенного последовательно с этим резистором, а вторая состоит из другого дополнительно введенного резистора, диода, включенного в направлении, при котором проводится измерительный ток, и замыкающего контакта реле напряжения, соединенных последовательно, а обмотка переменного тока компенсирующего дросселя зашунтирована дополнительно введенным конденсатором. Наличие двух измерительных цепей, каждая из которых работает тогда, когда вторая выключена, дает возможность выставить уставки устройства в каждом режиме и, таким образом, обеспечить необходимые характеристики устройства в каждом режиме, при этом удается обеспечить искробезопасность этих цепей при напряжении источника измерительного тока в несколько сот вольт, как это требуется для устройств защиты сетей напряжением 3 кВ и выше. 1 ил.
Изобретение относится к устройствам компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью напряжением 6…35 кВ. Технический результат - повышение точности и быстродействия настройки ДГР, в том числе в режимах дуговых замыканий, при одновременном обеспечении синусоидальности тока. компенсации. Способ заключается в создании на нейтрали сети в нормальном режиме ее работы искусственного потенциала от генератора переменной непромышленной частоты и измерении параметров контура нулевой последовательности сети на основе найденной частоты резонанса фиксированной индуктивности реактора с емкостью сети, а в момент возникновения однофазного замыкания на землю - запоминании результата измерения, отключении генератора переменной частоты и резонансной настройке дугогасящего реактора в соответствии с результатом последнего измерения, дополняется тем, что в качестве дугогасящего реактора используют однофазный управляемый реактор трансформаторного типа с напряжениям короткого замыкания между обмотками 100%, а его резонансную настройку в режиме однофазного замыкания в соответствии с ранее найденным значением емкостного тока сети осуществляют подбором необходимого индуктивного сопротивления на выводах вторичной обмотки с помощью коммутатора и набора достаточного количества сопротивлений со значениями пропорционально первым числам степенного ряда 2n, которые могут подключаться к выводам вторичной обмотки реактора последовательно с возможностью шунтирования соответствующим ключом коммутатора любого из них. 3 ил.
Защита от замыканий на землю // 2550140
Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение стабильности и надежности системы защиты. При защите от замыкания на землю электрической машины, такой как генератор, вводимый сигнал с частотой fi подается на электрическую машину, чтобы создавать периодическое напряжение смещения на шине электрической машины. Оценивается ответный сигнал для идентификации замыкания. Частота вводимого сигнала адаптируется, то есть регулируется или выбирается в зависимости от системного параметра или системного свойства электрической машины, которые являются характерными для системного шума, взаимодействующего с ответным сигналом или накладывающегося на него. Таким образом, отказываются от выбора неизменной, заранее заданной частоты вводимого сигнала в пользу гибкого подхода, соответствующего самому последнему значению системного параметра электрической машины. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
