Способ контроля и защиты изоляции электропотребителей в сетях с глухозаземленной нейтралью
Владельцы патента RU 2265949:
Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия (АЧГАА) (RU)
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля и защиты изоляции электропотребителей, работающих в сетях с глухозаземленной нейтралью. Сущность: ток утечки через изоляцию от сетевого напряжения в зануляющем проводнике пропускают через нелинейный датчик. При больших значениях тока утечки получают низкое внутреннее сопротивление датчика, гарантирующее безопасное отключение защитным занулением. При этом для измерения сопротивления изоляции используют зависимость падения напряжения на датчике от сопротивления изоляции. Технический результат: повышение чувствительности контроля изоляции. 2 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля и защиты изоляции электропотребителей, работающих в сетях с глухозаземленной нейтралью.
Известен способ контроля и защиты изоляции, реализованный устройством [1], пропусканием оперативного тока через систему изоляция - датчик. По данному способу измерительный ток пропускают по цепи изоляция - датчик, включенный в рассечку зануляющего PEN-проводника, и контролируют создаваемое падение напряжения на датчике. Уменьшение сопротивления изоляции приводит к пропорциональному увеличению контролируемого падения напряжения на датчике, и, когда оно достигает порогового уровня, исполнительный механизм отключает электроустановку.
Недостатком этого способа является повышенная сложность схемной реализации из-за необходимости дополнительного источника напряжения, а также снижение функций защитного зануления вследствие включения в его цепь активного и индуктивного сопротивлений датчика.
Известен способ контроля и защиты изоляции непосредственным контролем тока утечки от сетевого напряжения, реализованный устройством защитного отключения [2]. Согласно этому способу ток утечки, протекая через обмотку реле, включенную в рассечку PEN-проводника, создает намагничивающую силу, при определенной величине которой реле отключает электроустановку.
Недостатком способа является низкая чувствительность и электробезопасность. Наличие в контуре фаза - нуль сопротивления обмотки реле снижает надежность защитного зануления и ухудшает электробезопасность. Повышение чувствительности контроля связано с увеличением числа витков обмотки реле или первичной трансформатора тока, что входит в противоречие с требованиями ПУЭ по минимальному сопротивлению в цепи контура защитного PEN-проводника.
Наиболее близким к предлагаемому по технический сущности является способ [3], примененный в трехфазной сети переменного тока с заземленной нейтралью для питания симметричных нагрузок. Способ, принятый за прототип, заключается в использовании нелинейного элемента, включенного между нейтралью источника и контуром заземления. Нелинейный элемент выполнен в виде двух встречно-параллельно включенных диодов, внутреннее сопротивление которых не постоянно. При нормальной работе электроустановки, когда ток утечки отсутствует или очень мал, сопротивление диодов велико. В случае однофазного замыкания на землю ток в PEN-проводнике многократно возрастает, сопротивление диодов резко падает, соответственно ток в контуре фаза - нуль увеличивается до значений, гарантирующих отключение аппаратом максимальной защиты.
Недостатком прототипа является низкая чувствительность контроля изоляции электропотребителей. Фактически контроль осуществляется при сопротивлении изоляции, близком к нулю, т.е. пробое.
Задачей изобретения является повышение чувствительности контроля изоляции.
Поставленная задача достигается тем, что используют зависимость падения напряжения на нелинейном датчике от сопротивления изоляции для измерения сопротивления изоляции.
На фиг.1 показана возможная схемная реализация способа. На фиг.2 приведена зависимость падения напряжения на датчике от сопротивления изоляции.
Способ осуществляется следующим образом. Ток утечки, протекая через нелинейный датчик, выполненный в виде диодов 1, 2, создает падение напряжения UK (фиг.1), непропорциональное его величине. При малых величинах тока утечки, соответствующих высокому сопротивлению изоляции, внутреннее сопротивление датчика велико, контролируемое падение напряжение UK повышено, что способствует увеличению чувствительности контроля. При этом каждому сопротивлению изоляции однозначно соответствует напряжение контроля, а результирующая характеристика UK=f(RИЗ) (фиг.2) пригодна для измерения сопротивления изоляции на участке 0,1...1 МОм.
Таким образом, заявленный способ обеспечивает повышение чувствительности контроля изоляции в области нормируемых ПУЭ значений сопротивления изоляции RИЗ=0,5 МОм, что улучшает защиту потребителей и гарантирует электробезопасность.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Заявка РФ 2000107353/09 Н 02 7/08, 7/10
2. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. - М.: Энергия, 1984, рис.7.5, с.266
3. А.с. 881933. Трехфазная сеть переменного тока с заземленной нейтралью для питания симметричных нагрузок./ Штейнер А.Л.// БИ Открытия и изобретения. - 1981. - №42. - прототип.
Способ контроля и защиты изоляции электропотребителей в сетях с глухозаземленной нейтралью, при котором ток утечки через изоляцию от сетевого напряжения в зануляющем проводнике пропускают через нелинейный датчик, при больших значениях тока утечки получают низкое внутреннее сопротивление датчика, гарантирующее безопасное отключение защитным занулением, отличающийся тем, что используют зависимость падения напряжения на датчике от сопротивления изоляции для измерения сопротивления изоляции.
