Устройство для защиты трехфазной сети с изолированной нейтралью от утечки тока на землю
» 660144
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Со(оэ Советских
Социалистических
Республик
-Ф"
« ч;»
*в ,у
" &, т " -"" ) (Gl) До )01нитс.зьное к янт. Сои)д- у— ( (22) Зяявлс)ц) 01.04.77 (2! 2469619" 4-07 (;) ) Ч.!х,1.-" Н 02 Н 3, 1 ) С IPHCOC" «1)С!1)IСМ ЗЯЯНКИ
Государственный комитет (23) Приоритст— (53) У !Е, 6" 1.316.925 (088.8) (43) Оиуб !Нковяно 30.04.79, Бк).-.лсге и ¹ 16 (45) Л;)тя,))1) б. )!I)<0 3" н:!. о! Ся)ii)!i 03.().). 9 по делам изобретений н открытий (72) Авторы
)изобретен«ня
И. И. Коваленко и H. П. Ольховик
Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ
СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ OT УТЕЧКИ
ТОКА НА ЗЕМЛЮ
Изоорстеиис относится к электротехнике, области контроля изоляции и защиты от токов утечки в трехфазпых сетях с изолированной нейтралью и может быть использовано н горной промышленности.
Известны устройства защиты от токов утечек, например, защита по схеме трех выпрямителей типа P l(H-Í51, в которых реле постоянного тока вклк)чено между фазами сети и землей через выпрямители резисторы, ограничивающие величину тока. Выпрямленное напряжение в этих
) c)po)IcI)3am определяется величиной, рав—
)юи U, 1,17 U „3, поэтому изоляция сети находится !Н)д воздействием постоянного напряжения вьпие фазного (1).
ПО условию электробезопасности сопротивление устройств защиты от утечек тока должно быть высоким, обычно поряд1;я 50--!00 кО.Н, поэтому чу)3c))3!11cльность их имеет малое значение — в пределах
0,1 — 0,025 Ма/кО,!!.
В известном устройстве зя щиты o l утечек тока типа УЛКИ венп!ли подклю)ены к сети через трехфазный рсзисториый делитель с нулевой точкой, чем достигается снижение выпрямленного напряжения ниже фазного, но внутреннее сопротивление остается большое, так как СОгласш) трсоованиям электробезопасности
: срсз анпар;)ты защиты от утсчск ток I!c должен превышать 0,0! А. (2). !
1ри Отклон l)H)1 напряжения сети о". номинальногO отключающие сопрс)тивлси)ия устройстн защиты с большим ))ю трс нвим сопротивлсннcм изменяются нс пропорционально напряжению. При напряжении ссп! выше ))ow)II )льного появляется псрсзащвТ«1, НРИ СНИЖ Iilili Н«)и РЯЖЕНИЯ вЂ” ОТ!<ЛIОЧ«1;Ощие co)lpoT)113ëcíèII нс обеспечивают трсбусмый уровень безопасности.
Изн(.стно тя кжс « стро)!Ство, которос содержит автотрансформатор, подклн)чснный к защищаемой сети, выводы которогÎ соединены с последовательно включенным ограничиняк)шими рсзисторами и выпрямителями, сосдинснные в «звезду», выходное реле, сосдинснпос с землей. Oar!I)I Цс. Ih)o изобрстсния является новь)пlсиис надежности защиты путем созда ния уcòя! 301 01 КЛ)ОЧЯ)ОН(СГО CO))POT)III 1ЕНИ и, l)PO!i(>P Ц)!ОН Я 1)>f10) 0 )I«I)I P)I)I Для этого 13 известном устройстве, СО;!(. p i!< ÿùåì и Одкл)оч(.н ны Й 1< з«1 li() 1 ùÿ ñ ì Îé сети и соединенный в «звезду» автотрян.— 30 форматор, к выводам которого подклю) 660144 ны последовательно включенные токоограиичпвакнцие резисторы и выпрямители, со. cqttftetftI(te в «звезду», выходное реле, один вывод обмотки которого соединен с землей, и диод, дополнительно аведены диодный мост и четырехполюсник, а автотрансформатор выполнен с дополнительной вторич ой обмоткой, которая подключена к входу диодногÎ моста, к выходу которого нодсосдш(ен четырехполюсник, состоящий (гз двух параллельных ветвей, каждая из коп>рых содержит стабилитрон и рсзпсто;), причем одна ветвь четырехполюсника подключена к земле, а другая через диод, включенный в прямом направлении, — к пулевой точке выпрямителей, соединенной со вторым выводом обмотки шяходного реле. 11а чертеже представлена прппципиаль(f01(электрическая схема устройства чля защиты трехфазной сети с изолированной псйтралыо. Устройство содержит выпрямители 1, соединенные в узел 2, межд, которым и землей 8 включено реле 4. Вьшрямитсли 1 последовательно с ограничивающими резисторами 5 присоединены к сети б черс,) трехфазный автотрансформатор 7, соединенный в «звезду». На одном из сердечников трехфазного автотрансформатора 7 выполнена вторичная обмотка 8, на котоpv(0 вк,ночсH дподный:!(oct 9. Поло>НИ (с(н.ный полюс диодного моста 9 зазсмлен через стабилнтрон 10, а отрицательный полюс зазсмлсн через резистор 11. Между полол((! (с((ы1НA(H От1>ицательньIм ИОЛIОсами дподного моста 9 включены последовате l ьпо соединенные резистор 12 и стабилитрон />, узсл соединения которых 14 через согласно включенный диод 15 присоединен к положительным полюсам 2 выпрямителей . В устройстве защиты выпрямители 1 послеловательно с ограничивающими резисторами 5 присоединены к сети б (срез трехфазный автотрансформатор 7, Э(1С F t Ев, Ес вторичных отводов которого встре::но направлены фазным напряжениям сс.гн 3 ./фл, U,I,D, U,bc и каждый вентиль / н;:ходится под действием разности напря>кенпй фазы У,(,,1, У,(,)3, У,(,с и встречно направлен пых ЭДС E.t, Ев, Ес. Величина постоянно1о оперативного тока через устройство защиты от утечек определяется: f,Ä = (С/Ԅ— ЕФ„)siti м d / 3 k / ск+ / из == 1, 1 7 k - — ",-- - 1, (1) Рсх -Г / ил где R„, — сопротивление изоляции сети; R,„- - сопротивление устройства защиты от утечек тока; k -- коэффп(шс(гг !(змеисп на((ря>кения сети. В предложенном устройстве защ(п f.( оперативный ток ограничивается за сч T 5 умсш,щения разности фазного напряжения встречно направленной ЭДС автотрансформатора 7. Это позволяет умсньшн гt> внутреннее сопротивление устройства защ((ты оперативному постоянному току и not3BictfTb (увс.(витсл(.ность к изменению coI1po I HB тсния изоляции сстп. Утечкам I((. .1)p. мсн ного тока через устройство 331((1(t ( встречно направленные ЭДС автотрансформатора создан>т большое сопротивл(l5 I(f1(. и этим выполняется требуемое услов((с электробсзопасности. 11а Одном из сердечников трехфазного автотрансформатора 7 выполнена втори;— пая обмотка 8, представляющая совмест((0 20 с .(((f>T(f(мостом 9 дополнительный источник напря>кения, величина которого изменяется пропорц(н>иально антк;ншснию наIIря:кения сети от HOìèfiàëütè)ãо значения: /г./г,. U,, Е-m Г (о (14 q;. /й2 /Š— U,„ — — — — 10к (30 втOpO(t BPTBH корректирующсг() четыпсхполюспнка. Реп((H совместно уравнения (3) и (1), :.(()лу кимах корректи() мк) ((си> четь(рсхпол(осника. Ь (4.; — — 2Ь,.„,— /гЕ, (5) 11з уразнения (5) получаем, что дополнительный ток через реле 4 устройства зац(иты от корректирующего четырехполюсника при ирены(пении папряжеш(я сети уменькоэффициент (3btlli)>(;(.Ipния (((1 пряженпя мостом; г)г — — коэффицнснт Tp 30 ПрЯж !(! (Iß 13.(Opt(I I!()tt Об vlf) t к0.1 автотрансформатора, I IB этот дополнительный источник напряжения вклю (ен корректирующий четыре>н(ол(оснпк, состоящий пз \Bvx наралг(сл(,но включенных ветвей: в первой к поги>житсльному полюсу дподного моста 9 :(рпсоедпнсн стабиat(Tpo(t 10 последовательш> с резистором 11, во второй к положительному полюсу диодного моста 9 прпсос40 .11(нсн резистор !2 последовательно со стабилптроном /3, а выходные зажимы > и 14 корректируюн(его (стырсхполюснпка вкл;очсны и реле устройства защиты, Выразпз нотснциал положительного i(0,:coca диодного моста 9 через <1,, опреде(((at потенциалы выходны.(зажимов коррек :ируюшего четырехполюсника > и 14: 660144 Формула изобретения Сос-.авитель Л. Васькова Реда".-, . Н1. Чел(оканов Текрсд Л. Котова 1<;ор ск,-, С. Файн За :::! "13 512 11зд,К)) 200 Тираж 865 !!,!,i и" нос 1 .1 10 Гос ларс венного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5К35, Раушская на 6. д. 4!5 Тип. Харьк. Фил. пред. «Патент» шается и увеличивается при снижении напряжения сети. Оперативный ток 1„, устройства защиты через выпрямители 1 наоборот увеличивается с повышением напря-. ЖСНИЯ CCTII И > МЕИЬШЯЕТСЯ С СинжЕНИЕМ Е13пряжсния сети, но не пропорционально нос.-..!нему, вследствие чего отключающи(. сопротивления устройств защиты с одним только IlcTO÷íèêoì оперативного тока Нс пропорциональны изменению напряжения сети. В предложен!юм:устройстве защиты оперативный ток и дополнительный то(; проходят через реле согласно и складываются. Эти токи изменяются с отклонением напряжения сети одни прямо изменению напряжения, но не пропорционально, а вторыс — — обратно. Параметры схемы защиты выбирают таким образом, что в допустимом лиапазоне отклонения напряжения сети результирующий ток через реле защиты изменяется прямо пропорционально напри)кению сети, а следовательно, прямо пропорционально отклонению напряжения сети изменяются откл!очающие сопротивления. В предложенном устройстве контроля изо;!5!ции сети не появляется перезащита при отклонении напряжения в сети выше номинального и обеспечивается надежное (ггклк>ченис при снижении сопротивления изоляции ло критической величины и отклонения напряжения в допустимом диапазон ниже номинального напряжения, Это положитсль«ос качество предложенного устройства повышает надежность и безопасность работы ири контроле изоляции сети, что ! Гайлст широкое иримсисиис в шахтиы; i частковых сетях. Устройство лля защиты трехфазной ccTIE с изолированш>й нсйтралью от утечки ток; нн землю, содержащее IIOlt .llo iñíllûé к заи;ищасмой сети и соединенный в «звезлу> ;(ВТОТРЯНСфОР.,!ЯТОР, E(В! IIЗОЛЯМ l Олиый мост и чстырсхно iioctllti(, а авто ;: раисформатор выполнен с IOITO IIIITcibttutt 1о !) Îj)ltчиой ОомОткой, котОРЯЯ иолключс)ГЯ к входу диолного моста, к выхолу которог ) подсоединен четырсхиолюсник, c0cT05111\Itlt из двух 113 р3ллс1httbtx Б(. твс!11, еажляя из коГО!) ы х СОлср)1 ит стяг>и. итро!! Il j)c3ttcTOj>, 20 и. см 01113 ветвь чстырехполюсника подклю !сна к зсмлс, а другая через лиол, ! ) к, I iO ICI Ill bi ll Г) и р 51 10 1 н 5111 () а В, ICII I Ill, — i(ti) .Iеl30ll ТО iке вь!иj)51)IIITC,1Си, COC EIIHCIIIIOit со вторым выводом Оомотки выхолногO 25 рслс. 11сточники информации, принятые в ) ви!!мание при экспертизе: 1. Шипунов Н. В.. Злцитнос Отк.110чснис, З0 .) (.. «Энергия», 1968. 2. Лейбов P.. )1., Озерной Ч. И., Электрификация подземных горных работ, Ч., «11сдра», 1972. с. 16 6>b. 3. Авторскос сш!лстс(и ст!и> СССР X 545032, кл. Н 02 II 3 16, 1972.
