Устройство для защиты электролизной установки от наложения переменного напряжения относительно земли

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗНОЙ УСТАНОВКИ ОТ НАЛОЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАП РЯЖЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ, содержащее последовательно соединенные фильтр и пороговый элемент, выход которого заземлен, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, введен коммутатор, замыкающий контакт которого включен параллельно указанному пороговому элементу, выход фильтра подключен к электролизной установке в точке, равноотстоящей от питающих шинопроводов серии электролизеров, а выход порогового элемента подключен к входу коммутатора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтр содержит последовательно соединенные конденсатор и катушку индуктивности, настроенные в резонанс на частоту накладываемого переменного напряжения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пороговый элемент выполнен высокоомным. Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам защиты электроустановок от замыканий на землю. Известно устройство для отыскания замыкания на землю в цепях оперативного постоянного тока, содержащее измерительный и исполнительный орган. Однако указанное устройство не может быть использовано для защиты от наложения переменных напряжений, так как число параллельных цепей утечки на электролизных сериях очень велико и отыскать место замыкания указанным способом не удается. Известно также устройство для защиты электроустановок, например, гальванических ванн от замыкания на корпус. В указанном устройстве между корпусом нагревателя, питаемого переменным током и установленного в ванне, и землей подключают цепь защиты, состоящую из последовательно соединенных реле защиты и конденсатора. Основным недостатком известного устройства является невозможность осуществить надежную защиту людей от поражения смешанным током при замыканиях на землю в цепях выпрямителей, так как при наложении переменного напряжения произойдет только срабатывание реле защиты, сама же причина опасного режима не устранится. Использовать указанное реле для защитного отключения электролизной установки не представляется возможным, поскольку отключенная серия электролиза длительно сохраняет остаточную ЭДС, достигшую сотен вольт, а снятие напряжения со всех токоприемников переменного тока приведет к аварийной ситуации. Кроме того, постоянно подключенная цепь защиты заметно увеличивает емкость серии относительно земли и создает неблагоприятные условия в момент прикосновения людей, находящихся на увлажненных участках электролизного корпуса, к элементам серии. По этой же причине возможны ложные срабатывания защиты от воздействия пульсации выпрямленного тока. Целью изобретения является повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что в устройство для защиты электролизной установки от наложения переменного напряжения относительно земли, содержащее последовательно соединенные фильтр и пороговый элемент, выход которого заземлен, введен коммутатор, замыкающий контакт которого включен параллельно указанному пороговому элементу, выход фильтра подключен к электролизной установке в точке, равноотстоящей от питающих шинопроводов серии электролизеров, а выход порогового элемента подключен к входу коммутатора. Кроме того, фильтр содержит последовательно соединенные конденсатор и катушку индуктивности, настроенные в резонанс на частоту накладываемого переменного напряжения. Пороговый элемент выполнен высокоомным. На чертеже показана принципиальная схема устройства. Электролизная серия состоит из последовательно соединенных электролизеров 1. Число их в одной серии может составлять от 40 до 150 и более. Сопротивление изоляции электролизеров 1 относительно земли показано в виде резисторов 2. Электролизеры питаются от выпрямительных агрегатов 3, подключенных параллельно к питающим шинопроводам 4. Цепь защиты с заземленным первым выводом 5 состоит из замыкающего контакта 6 коммутатора и подключенного ему параллельно высокоомного порогового элемента 7. В качестве замыкающего контакта 6 коммутатора могут быть использованы как контактные аппараты (пускатели, контакторы), так и бесконтактные (триодные тиристоры, симметричные тиристоры и т.д.). Пороговый элемент 7 при малых значениях (до 20-40 В) переменной составляющей напряжения серии относительно земли имеет сопротивление не ниже 10⁵-10⁷ Ом, за счет чего практически исключается влияние устройства защиты на параметры изоляции установки по отношению к земле в нормальном режиме работы. В качестве порогового элемента могут использоваться диодные тиристоры (динисторы) или электронные устройства с большим входным сопротивлением. Общая точка замыкающего контакта 6 коммутатора и элемента 7 соединена далее с катушкой индуктивности 8 и конденсатором 9, который подключен к средней части (или вблизи ее) электролизной серии, что позволяет надежно защитить всю установку. Емкость конденсатора выбирают так, чтобы результирующее сопротивление цепи защиты в проводящем состоянии было не более 4 Ом, обеспечивающего ток короткого замыкания, достаточный для быстрого отключения неисправного оборудования переменного тока защитной аппаратурой. Дополнительное включение в цепь индуктивности 8, настроенной с емкостью фильтра в резонанс на частоту накладываемого напряжения, например 50 Гц, еще более снижает сопротивление цепи защиты при наложениях переменных напряжений и повышает надежность работы устройства. В нормальном режиме сопротивление цепи защиты велико 10⁵-10⁷ Ом и не влияет на параметры изоляции серии. Понижающий трансформатор 10, подключенный к сети переменного тока с заземленной нейтралью и используемый для нагрева электролизеров после ремонта, в результате повреждения изоляции первичной обмотки будет являться местом соединения силовой сети с электролизной серией. Для замыкания фазы одного из выпрямительных агрегатов 3 на землю переменная составляющая превышает напряжение срабатывания порогового элемента 7 и вызывает его включение, который в свою очередь включает коммутатор, в результате чего замыкается контакт 6. Сопротивление цепи защиты после этого резко снижается до единиц или долей Ом (ниже 4 Ом) и для переменной составляющей создается цепь короткого замыкания через землю, шинопровод серии, выпрямительные агрегаты и две другие фазы. При этом срабатывают защитные аппараты неисправного агрегата (напр. плавкие предохранители) и отключают его от трансформатора. Переменная составляющая на серии снижается до безопасной величины, и устройство защиты возвращается в исходное положение. Аналогично устройство работает при замыкании силовой сети переменного тока через понижающий трансформатор 10 с поврежденной межобмоточной изоляцией. Таким образом обеспечен непрерывный контроль уровня переменной составляющей на электролизной серии относительно земли и автоматически отключается неисправное оборудование переменного тока, надежно предохраняя тем самым обслуживающий персонал электролизной установки от поражения электрическим током.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗНОЙ УСТАНОВКИ ОТ НАЛОЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ, содержащее последовательно соединенные фильтр и пороговый элемент, выход которого заземлен, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, введен коммутатор, замыкающий контакт которого включен параллельно указанному пороговому элементу, выход фильтра подключен к электролизной установке в точке, равноотстоящей от питающих шинопроводов серии электролизеров, а выход порогового элемента подключен к входу коммутатора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтр содержит последовательно соединенные конденсатор и катушку индуктивности, настроенные в резонанс на частоту накладываемого переменного напряжения. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пороговый элемент выполнен высокоомным.

РИСУНКИ

Рисунок 1