Устройство для защиты от токов утечек в трехфазной сети с изолированной нейтралью

 

1

@ Н"- -И- ..В (11) 60 3042

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено05,04.73(21) 1902127/24 — 07 (51) М Кл с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано15.04.78,г)юллетеиь )е 14 (45) Дата опубликования описания 2З, г)о, (1(,.

Н 02 Н 3/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открь(тий (53) УДК 621.316..925 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. И. Коваленко и H. П. Оньховик

Лонепки!11 Ордена Трудового Красного Знаметп(пспитехннческий и нсти т(< r (71) 8>аявитель (54) УСТРОЙСТВО г(,.<(Я ЗЛ1ЦИТЬ(ОТ ТОКОВ УТЕЧЕК В ТРЕХФАЗНОЙ

СЕТ((С 1 !ЗО.г((! РС)ВЛ! (НО(1(H iã. ((ТРА ЛЬЮ

Изобретение относится к ог)ласти защиты

oT T()KoB (.те

П P O M I>l I I l, l E. 11 !10 C Ò;! .

H3BeciIio рслс утечки, коитролпру!ошсс < мическое сои ротинз!ение изоляции (1). О;.IIIBKo

П Pi! fl PÈ KOCH OB« li I I И К ТОКОВ()Д)) ll(II З! 12 < ТЛ М <В<. -личина тока через че, Овска зависит и«!О и оТ активного сопрот :;вл(ния изоляции, llo от емкости («i и.

Известны Koxi!ieiic;!торы типы АЗАК. компен«ирующие емкостнуlo составля!ощую тока утечки (2). Эти аппараты имен)т ниик(:с собcTBpHiloc сопротив,!снис и с03дантг повыи )ннук)

îпаспость эксплуатапп!и сетей с изолирова! Ной нейтральк).

Известно устройство для заи(<)ты От .1()p2- - жения электричсским током в lp«x(1)231lbix сетях с f130;! и рова Н НОЙ !Icli! p2, 11>lo )3 )

Да I HOP. устройство 51 B, l >i())T«5) HI I! ) O, IC(«(!. < И3K!IXI К ОИИСЬН!2С".!О. )! . IIO i «К

O l,Н0ф2ЗП1)! X ) 1 СЧ(K 3(!ВИСЯТ )Т B(. IHЧИНЫ C

Целью настоя(цего изобретения является повыш«иие чувствительности и надежности.

Это достигается теvi. что в предлагаемом

СтРОйетве ДлЯ ЗаШИГЫ От ТОКОВ ОТЕЧ«К В тРСХ

11(и.(сопротгпзлсний однофазных утечек, вы,Од перв() о блока li п(рвый Выход второго блока

Бклк)чены между 3«

:змср!(телf>tlыми резисторами и положительны.\1 I!(! 110со)! датчик

11() P 13 Ь! И В Х ОД В Т О Р О Г О 01 О 1(!1 П 0 Д К, 1 10 1(! i i>l K ОТ() И и 2 ТЕ. 1 Ь Н О (! С П О. 1 10 « ) Д 2 Т < i i l K;1 I I 2 l l P 5! )Ix P H I I ß, Б Т Орой Вход Б)орого бл(жа — к 3«млс, а третий—

603042

55 к резистору, включенному между анодами дополнительных диодов и через стабилитрон и диод, нейтральной точкой указанного асимметра, которая дополнительно заземлена через последовательно соединенные диоды и стабилитрон, причем блок коррекции уставок по напряжению может быть выполнен на транзисторе, в цепи коллектора которого включен резистор а в цепи базы — стабилитрон, а блок переноса критического сопротивления в область отключающих сопротивлений однофазных утечек может быть выполнен на трех транзисторах, в коллекторной цепи выходного транзистора включен резистор, а его база соединена через стабилитрон с первым входом блока и с коллектором второго транзистора, база которого через резистор и стабилитрон соединена со вторым входом блока, эмиттер — с коллектором третьего транзистора и через резистор со вторым входом блока, а база третьего транзистора через резистор соединена с третьим входом.

На чертеже представлена схема описываемого устройства защиты от токов утечек в трехфазной сети с изолированной нейтралью.

Измерительные резисторы 1, 2, 3, 4 соединены в узел 5. Параллельно резисторам 1, 2, 3, 4 присоединены пороговые элементы 6, 7, 8, 9. Измерительный резистор 4 соединен с землей 10, а измерительные резисторы 1, 2, 3 через диоды 11, ограничивающие резисторы 12 присоединены к фазам трехфазной сети 13, к которой присоединен и емкостной асимметр 14, нейтральная точка 15 которого заземлена через емкость 16, параллельно которой включены последовательно диод 17, стабилитрон 18, резистор 19. К сети 13 присоединен датчик напряжения 20, состоящий из транеформатора 21, диодного моста 22, зашунтированного емкостью 23, и ограничивающего резистора 24.

Между фазами сети 13 и землей 10 включен блок 25 шунтирования фазы с поврежденной изоляцией, в котором замыкающие контакты 26 пороговых элементов 6, 7, 8, присоединенных к опережающим фазам, включены последовательно с размыкающими контактами 27 пороговых элементов 6, 7, 8, присоединенных к соответствующим фазам, через общий резистор 28.

Измерительные резисторы 1, 2, 3 присоединены через дополнительные диоды 29, аноды которых объединены в узел 30, через последовательно включенные резистор 31, стабилитрон 32, диод 33 к нейтральной точке 15 емкостного асимметра 14. В блоке 34 коррекции уставок отключения по напряжению между анодами дополнительных диодов 29 и землей

10 стоит транзистор 35, в цепи коллектора которого включен резистор 36. Базово-эмиттерный переход транзистора 35 через стабилитрон 37 подключен к датчику напряжения 20, положительный полюс которого присоединен к анодам дополнительных диодов 29, между которым и узлом 5 соединения измерительных резисторов в:олоке 38 переноса критического сопротивления в область отключающих сопротивлений однофазных утечек, включены первый транзистор 39 последовательно с резистором 40, а меж5

35 ду тем же узлом 30 и землей 10 — второй транзистор 41 последовательно с резистором 42.

Базово-эмиттерный переход первого транзистора 39 последовательно через резистор 43 включен параллельно резистору 31. Базовоэмиттерный переход второго транзистора 41 зашунтирован последовательно включенными первым транзистором 39 и третьим транзистором 44, а через стабилитрон 45 присоединен к датчику напряжения 20. База третьего транзистора 44 через стабилитрон 46 и резистор 47 включена на землю 10. Третьи замыкающие контакты 48 — 51 пороговых элементов 6 — 9 включены параллельно между собой и последовательно в цепь отключающей катушки фидерного автомата.

В подключенном к сети устройстве для контроля изоляции и защиты от токов утечки через сопротивление изоляции сети, ограничивающие резисторы 12, диоды 11 проходит оперативный ток, который идет через измерительные резисторы 1,2,3,4 и частично шунтируется через дополнительные диоды 29 по одной цепи через транзистор 35, резистор 36, по второй через транзистор 41, резистор 42. Базовоэмиттерные переходы транзисторов 35 и 41 включены через соответственно стабилитроны 37 и 45 в их цепях на датчик 20, напряжение на котором пропорционально сети. Параметры шунтирующих цепей выбраны так, что при симметричном снижении сопротивления изоляции сети до критической величины измерение напряжения достигает величины срабатывания порогового элемента 9, который замыкает свой нормально открытый контакт 50 в цепи отключающей катушки фидерного автомата, на измерительных резисторах 1, 2, 3 падение напряжения ниже величины срабатывания пороговых элементов 6, 7, 8, и они не функционируют, при этом величина критического сопротивления - перенесена в область отключающих однофазных утечек.

С целью повышения уставки при однофазных утечках с увеличением емкости сети, измерительные резисторы 1, 2, 3 через дополнительные диоды 29, резистор 31, стабилитрон 32, диод 33 подключены к нейтральной точке 15 емкостного асимметра 14.

При появлении однофазной утечки между нейтральной точкой 15 емкостного асимметра 14 и землей 10 появляется напряжение нулевой последовательности, под действием которого один период выпрямленного тока нулевой последовательности проходит через диод 17, стабилитрон 18, резистор 19, а второй — через измерительные резисторы 1, 2, 3, 4, дополнительные диоды 29, резистор 31, стабилитрон 32, диод 33 и нейтральную точку !5 емкостного асичметра. Величина напряжения нулевой.последовательности при одной и той же величине сопротивлеНия утечки увеличивается с уменьшением емкости сети.

Через измерительные резисторы 1, 2, 3, 4 проходит разность оперативного тока и встреч603042 но направленного выпрямленного тока нулевой последовательности.

При прохождении выпрямленного тока нулевой последовательности открывается транзистор 39,:.;. при достаточном напряжении нулевой последовательности пробивается стабилитрон 46, открывается транзистор 44 и закрывается транзистор 41, т.е. уменьшается шунтирующее действие оперативного тока и повышается чувствительность к однофазным утечкам.

При однофазной утечке, равной отключающему сопротивлению, падение напряжения на измерительных резисторах 1, 2, 3 достигает величины срабатывания одного из пороговых элементов 6, 7, 8, замыкающий контакт которого шунтирует поврежденную фазу, и один из замыкающих контактов 48, 49, 50 замыкает цепь отключающей катушки фидерного ав.. мата.

Параметры цепей выбраны так, что отключающее сопротивление при однофазных утечках пропорционально емкости сети.

Для повышения надежности отключения, чтобы при однофазной утечке срабатывал и пороговый элемент 9, подключенный к общему измерительному резистору 4, через открытый транзистор 39, резистор 40 частично шунтируются измерительные резисторы 1, 2, 3 но не шунтируется резистор 4. Пропорциональность уставок отключения однофазных утечек изменению напряжения сети выполняется блоком 34 коррекции уставок по напряжению.

Описанное устройство для контроля изоляции и зашиты от токов утечек в трехфазных сетях с изолированной нейтралью обеспечивает защиту без применения дополнительно к реле утечки компенсаторов емкости и короткозамыкателей, величину критического сопротивления переносит в область отключающих уставок однофазных утечек, что очень важно для шахтных участков сетей, эксплуатирующих в условиях повышенной влажности; уставки отключения однофазных утечек пропорциональны изменению емкости сети: уставки отключения однофазных утечек и критического сопротивления изоляции сет пропорциональны изменению напряжения сети.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты от токов утечек в трехфазной сети с изолированной нейтралью, 5

15 го

50 содержащее соединенные в узел измерительные резисторы, параллельно которым присоединены пороговые элементы, один из резисторов заземлен, а другие через диоды и ограничительные резисторы присоединены к фазам сети, емкостной асимметр, нейтральная точка которого заземлена через емкость, блок шунтирования поврежденной фазы и датчик напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности, дополнительно введены блок коррекции уставок по напряжению и блок переноса критического сопротивления в область отключающих сопротивлений однофазных утечек, выход первого блока и первый выход второго блока включены между землей и анодами дополнительных диодов, соединенных с указанными измерительными резисторами и положительным полюсом датчика напряжения, второй выход второго блока включен между узлом измерительных резисторов и анодами дополнительных диодов, вход первого блока и первый вход второго блока подключены к отрицательному полюсу датчика напряжения, второй вход второго блока — к земле, а третий— к резистору, включенному между анодами дополнительных диодов и через диод и стабилитрон нейтральной точкой указанного асимметра, которая дополнительно заземлена через последовательно соединенные диод и стабилитрон.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок коррекции уставок по напряжению выполнен на транзисторе, в цепи коллектора которого включен резистор, а в цепи базы стабилитрон.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок переноса критического сопротивления в область отключающих сопротивлений однофазных утечек выполнен на трех транзисторах, в коллекторной цепи выходного транзистора включен резистор, а его база соединена через стабилитрон с первым входом блока и с коллектором второго транзистора, база которого через резистор и стабилитрон соединена со вторым входом блока, эмиттер — с коллектором третьего транзистора и через резистор со вторым входом блока, а база третьего транзистора через резистор соединена с третьим входом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Лейбов В. М., Озерный М. И. Электрификация подземных горных работ. «Недра», 1972, с. 112.

2. LI,àïåíêî Е. Ф. Контроль изоляции в сетях до 1000 В. «Энергия», 1972, с. 95.

3. Авторское свидетельство СССР М 469182, кл. Н 02 Н 3/16, 1972.

603042

Ооставитель Т. Щсголькова

Тскрст О. Луговая Корректор 7Т. Мельниченко

Тираж 892 !!отписное

Ре(актор И. Бибер

Заказ !867, 50

П!!ИИП1! Госу (арствснного конитета (.овста,Чи i»,",!сив (Х(Р

I10 галам изобретений и открыл ий! 13035, .Чосква, Ж-35, Раушская Ilаб., д. 4, 5

1>илиал !!(!!! . Г!атенг», t. .Ужгорои, ул. !!роси ива, 4