Устройство для автоматического контроля целостности цепи

 

1111 56I9IO

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное и авг. свид-ву (22) Заявлено 16.04.74 (21) 2016541/07 с присоединением заявки Ке (23) Приоритет

Опубл:1ковано 15.06.77. Бюллетень М 22

Дата опубликования оп11сапия 08.07.77 (51) М. Кл,- "б 018 31/02

Н 02Н 5/10

Государственный комитет

Совета Министпов СССР (53) УД1(621.316.925 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Х. М. Желиховский и А. А, Чупайленко

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ЦЕЛОСТНОСТИ ЦЕПИ

Устройство предназ1,ачено для испльзования в области защиты от замыканий на корпус в электроустановках с глухозаземленной нейтралью и занулением.

Известны устройства для автоматического контроля целостности цепи зануления (1, 2), которые требуют прокладки дополнительных проводников и защитных трансформаторов для работы схемы. Кроме того, работа схемы на переменном токе обусловливает нечеткую работу защитного реле.

Наиболес близким к изобретению по технической сущности является устройство для автоматического контроля заземления электроустановок (2), содерзкащее групповой понижающий трансформатор, первичная обмотка которого включена на междуфазное напряжение, вторичная обмотка одним конном соединена с катушкой магнитного пускателя, а вторым концом через дополнителы;ый привод соединяется с магистралью заземления цеха.

Это устройство требу.ет прокладки дополнительного проводника для каждого электроприемника, длина которого равна длине ответвления; не контролирует магистральный провод, а лишь исправность проводников, соединяющих корпуса электроприемников с магистралью зануления. Работа схемы на переменном токе обусловливает неустойчивость уставки сопротивления, которое зависит также от состояния пуск.-.;еля (включен или выключен пускатель в момент обрыва заземляющего провода).

Кроме того, наличие естественного заземле5 ния электроустановки может привести к тому, что контроль исправности заземляющего проводпи11a окажется неосу ществленным.

Для повышения чувствительности в предлагаемом устройстве между сетью и корпусом

10 защищаемого электроприемника, параллельно схеме измерения, состоящей из основного источника постоянного тока и реле, включен вспо.ногатсльный источник постоянного тока, например трехфазный выпрямитель, с токо15 огр а ничпва ющими резисторами.

При таком включении вспомогательного источника зависимость тока в реле от сопротивления зануленпя становится гораздо более резко падающей, чем в известном устройстве, 20 что обеспечивает при прочих равных условиях уменьшение уставкп и повышение чувствительности устройства, Для обеспечения надежного срабатывания защитного реле между вторым зажимом реле

25 (присоединенного к корпусу объекта) и нулевой точкой автотрансформатора включена кнопка с нормально открытым контактом. При нажатии на кнопку образуется замкнутая цепь, в которую входит лишь незначительная

30 часть сопротивления автотрапсформатора—

561910 его вторичная обмотка, вследствие этого ток в реле резко возрастает и оно притягивает свой якорь, удерживая его притянутым и после того, как кнопка отпущена в исходное состояние.

Принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Силовой трансформатор 1 подает напряжение на электрическую сеть 2, от которой питается электродвигатель 3, управляемый пускателем 4. Корпус электродвигателя 3 соединен с помощью зануляющего проводника 5 с нулевым проводом сети.

Устройство контроля 6 состоит из основной измерительной цепи и вспомогательной цепи, присоединенной п ар аллельно основной.

Основная цепь измерения образована последовательно соединенными элементами: автотрансформатором 7, трехфазным выпрямителем 8 и реле 9, снабженным контактами 10.

Вспомогательная цепь состоит из трехфазного выпрямителя 11 и токоограничивающих сопротивлений 12.

К цепи, соединяющей устройство с корпусом защищаемого объекта (электродвигателя

3) включена кнопка 13 с нормально закрытым контактом, а параллельно этой кнопке присоединено проверочное сопротивление 14.

Между нулевой точкой обмоток автотрансформатора 7 и реле 9 включена кнопка 15 с нормально открытыми контактами. С помощью проводников 16 и зажимов «а», «b» и

«с» устройство присоединяется к сети, а проводником 17 и зажимом «k» — к корпусу защищаемого объекта 3.

Таким образом, как основная измерительная цепь, так и цепь вспомогательного источника присоединены между сетью 2 и корпусом защищаемого объекта 3.

При подаче напряжения на устройство через реле 9 проходит оперативный постоянный ток Iг„вызванный основным источником— трехфазным выпрямителем 8. Указанный ток

I замыкается по цепи: выпрямитель 8 — реле

9 †нормаль закрытая кнопка 13 †проводник 17 — зануляющий проводник 5 — зануляющая магистраль 18 — силовой трансформатор

1 — сеть 2 — проводники 16 — автотрансформатор 7 — выпрямитель 8.

Ток в реле Ip при исправном занулении определяется оперативным напряжением основного источника (выпрямителя 8) и внутренним сопротивлением схемы, т. е. сопротивлениями автотрансформатора 7 и реле 9, так как сопротивление цепи зануления и сети несоизмеримо мало по сравнению с вышеуказанными сопротивлениями.

Одновременно возникает и вспомогательный ток IÄ., вызванный вспомогательным источником (выпрямитель 11) в цепи: выпрямитель 11 — нормально закрытая кнопка 13— проводник 17 — зануляющий проводник 5— зануляющая магистраль 18 — силовой трансформатор 1 — сеть 2 — проводники 16 — сопротивления 12 — выпрямитель 11. Вспомогатель5

15 о

65 ный ток 1„„тем боле не зависит от сопротивления цепи зануления и сети, если зануление исправно, так как сопротивление 12 в цепи вспомогательного источника превышает сопротивления основной цепи (автотрансформатора 7 и реле 9).

При исправном занулении, когда сопротивление цепи зануления весьма мало, каждый ток существует самостоятельно, не оказывая влияния друг на друга.

Ток в реле 1р даже при исправном состоянии цепи зануления может оказаться недостаточным для срабатывания реле, т. е. притяжения якоря, хотя для обеспечения устойчивой работы устройства величина этого тока должна превышать в 2 раза или более ток отпускания якоря. Поэтому для взвода реле 9 следует нажать кнопку 15, которая соединяет второй зажим реле 9 с нулевой точкой автотрансформатора 7. При этом ток в реле 9 в несколько раз возрастает, так как в замкну- том контуре выпрямитель 8 — реле 9 — кнопка

15 — вторичная обмотка автотрансформатора

7 — выпрямителя 8 действует прежнее оперативное напряжение, создаваемое выпрямителем 8, но сопротивление этого контура значительно уменьшилось за счет того, что в него входит лишь меньшая часть обмотки автотрансформатора 7. Реле 9 притягивает свой якорь, воздействуя этим на свои контакты 10.

После прекращения нажатия на кнопку 15 контакт ее размыкается, однако якорь реле 9 остается притянутым, так как ток I> в реле при исправном занулении превышает, как было указано, ток отпускания якоря. Схема готова к работе.

При увеличении сопротивления цепи зануления, образованной проводниками 5 и 18, ток 1р в реле 9 уменьшается по следующим причинам:

1) возросло суммарное сопротивление в основной измерительной цепи за счет увеличения сопротивления зануления;

2) вспомогательный ток I„«, создает на сопротивлении цепи зануления дополнительное падение напряжения, которое направлено встречно оперативному напряжению основного источника (выпрямителя 8), из-за чего ток

1р в реле 9 уменьшается дополнительно, т. е. более резко, чем при отсутствии вспомогательного источника 11.

При увеличении сопротивления занул ения до уставки ток 1р в реле 9 уменьшается до значения тока отпускания якоря, реле 9 переключает свои контакты 10, которые отключают пускатель 4 или включают сигнал о повреждении зануления.

Уставка сопротивления зануления благодаря вспомогательному источнику 11 оказывается в два-три раза меньше, чем при отсутствии этого источника, а чувствительность устройства — более высокой.

Проверка работы устройства производится путем нажатия кнопки 13, которая включает в цепь общего тока 1 проверочное сопротив561910 ление 14, несколько превышающее установку сопротивления зануления, что должно привести к отпусканию якоря реле 9. Включение устройства в работу, как после ликвидации повреждения зануления, так и после проверки его работы производится путем кратковременного нажатия кнопки 15. Предлагаемое устройство для автоматического контроля целостности цепи зануления позволит существенно повысить безопасность эксплуатации электроустановок в сетях с глухозаземленной нейтралью и занулением корпусов электрооборудования, получивших широкое применение в различных отраслях промышленности, в строительстве и в сельском хозяйстве.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического контроля целостности цепи, например цепи зануления, в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью трансформатора, содержащее фильтр присоединения, последовательно соединенные источник оперативного постоянного тока и защитное реле, включенные между сетью и корпусом электроприемнпка, о тл ичающееся тем, что, с целью повышения

5 чувствительности, параллельно упомянутому источнику оперативного тока включен дополнительный источник оперативного постоянного тока с токоограничивающими резисторами.

2. Устройство по п. 1, о тлич а ющеес я

1о тем, что, с целью обеспечения надежного срабатывания защитного реле, между нулевой точкой фильтра присоединения и защитным реле включена кнопка с замыкающим контактом.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство Ne 73998, кл. Н

02Н 3/24, 1950.

2. Гайденбрик Д. С. «Автоматический кон20 троль заземления электроустановок» ЛЪ 17-65304/10 ГОСИНТИ М., 1965, листок «Передовой научно-технический и производственный опыт:> (п рототип) .

Редактор И. Шейки н

Составитель Л. Васькова

Техред И. Карандашова Корректор О, Тюрина

Заказ 1467/13 Изд. № 530 Тираж 1109 Подписное

Ц1-1ИИПИ осударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2