Устройство для определения фазы прикосновения человека к трехфазной сети напряжением до 1000в с компенсированной нейтралью

 

Союз Севетскмк

Соцналнстнческни

Рквублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнмгельное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 1 0179 (Qf) 2713202/24-07 с присоединением заявки 1ФЗ (23) Приоритет

Н 02 Н 3/16

Государственный комнтет

СССР во делам изобретеиий в открытая

Опубликовано 30.1280, Бюллетень Ж 48

УДК 6 21. 316. . 925 (085, 8) Дага опубликования описания 30.12.80 (72) Авторы изобретени я

Ю.Д,Альгин, И,М.Осипова и Л.IÇ.Ребров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ CA bI

ПРИКОСНОВЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА .В ТРЕХФАЗНОЙ

СЕТИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000В

С КОМПЕНСИРОВАННОЙ

НЕЙТРАЛЬЮ

Изобретение относится к области автоматизации низковольтных электрических сетей и может быть использовано в устройствах сигнализации о токах утечки и для защиты человека от поражения электрическим током.

Известно устройство, у которого в качестве элемента, чувствительного к однофаэным замыканиям на земпю, используется фильтр напряжения нулевой последовательности, управляющий работой пороговых элементов, реагирующих на повышение напряжения (1).

Недостатком укаэанного устройства является низкая чувствительность, возможность ложного срабатывания на отстающей фазе при определенных значениях емкостного и активного сопротивлений сети по отношению к эемпе, когда геометрическая сумма векторов напряжений (фазного — опорного, и напряжения нулевой последовательности) на фазе прикосновения и определяющей фазе близки по своим значениям, К недостаткам указанного устройства следует также отнести инерционность пороговых элементов, определяющих их быстродействие, Наиболее близко к изобретению устройство, содержащее три детектора поврежденной фазы, включенные между эемпей и к аждой фазой сети к сравнивающие токи, пропорциональные опорному напряжению фаза-ней траль и напряжению фаза-земля пофаэно (2) .

Схема этого устройства также не исключает ложного срабатывания на отстающей фазе, т,е, не обеспечивает необходимые надежность и точность работы.

Цель изобретения — увеличение точности, быстродействия и помехсэащищенности путем измерения в каждой фазе знаков углов между напряжениями

f5 фаза-нейтраль и фаза-земля.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для определения фазы, к которой прикоснулся человек, в трехфазной сети напряже20 нием до 1000 В с компенсированной нейтралью, содержащее в каждой фазе источники напряжений фаза-нейтраль и фаза-земля, а также общий для трех фаз исполнительный орган, пополни25 тельно введены в канал каждой фазы формирователь напряжения фаза-нейт аль и формирователь напряжения фаза-земля, два логических элемента

И и один логический элемент HF, а

39 также общие для трех фаэ логический

792446

Формула из о брет ени я элемент ИЛИ и формирователь сигнала отсечки, при этом в канале каждой фазы выходы упомянутых источников напряжений фаза-нейтраль и фаза-земля подключены к входам соответствующих формирователей напряжений, первый выход формирователя напряжения фаза-нейтраль подключен к первому входу первого элемента И, к второму входу которого через. элемент НЕ подключен первый выход формирователя напряжения фаза-нейтраль, а выход первого элемента И подключен к соответствующему входу общего для трех фаэ элемента ИЛИ,вторые выходы формирователей напряжений фазанейтраль и фаза-земля подключены соответственно к первому и второму входам второго элемеята И в канале каждой фазы, выходы которых подключены к соответствукв им входам общего для трех фаз формирователя сигнала отсечки, выход которого подключен к второму входу исполнительного органа, к первому входу которого подключен выход, общего для трех фаз упомянутого логического элемента ИЛИ.

На фиг.1 представлены векторные диаграммы токов и напряжений для неразветвленной электрической сети с постоянным активным и переменным реактивным со ротивленйями. В. рассматриваемом случае именно такой является схема замещения сети с компенсированной нейтралью при расчетах токов однофаэной утечки, например в фазе A.

Если учесть, что сети с компенсированной нейтралью при автомати. ческой настройке компенсирующего дросселя на минимальный ток утечки

Хуе из-за наличия сопротивления меди рабочей обмотки компенсатора должны работать с некоторой недокомпенсацией, то угол между нап.княжениями, фаза-нуль и фаза-земля в фазе прикосновения всегда будет положительным и меньше 30 аналогичный угол в определяющей фазе будет отрицательным практически при любом значении сопротивления тела человека.

На фиг.2 приведена функциональная схема устройства определения фазы прикосновения; на фиг. 3 — диаграмма напряжений, характеризукщая работу элемент ов схемы.

Датчиками устройства являются трансформаторы 1 фаз ных напряжений относительно нейтрали и относительно земли, вторичные обмотки Которых соединены с входами соответствующих формирователей 2 положительной и отрицательной полуволн напряжений, преобразукщих синусоидальное напряжение в прямоугольное, реализующих логическую операцию И, в то время мак сигналы с выходов формирователей преобразующих фаэные напряжения относительно земли, подаются через элементы 3, реализукщие логическую операцию НЕ, на выходы элемента И

4, куда также подсоединены выходы формирователей 2, преобразующих фазные напряжения относительно нейтрали. Выходы элементов 4 соединены с входами элементов ИЛИ 5, выход которых соединен с одним из входов статического триггера б. Входы эле иентов И 7 соединены с выходами соответствующих формирователей сигналов фазных напряжений 2, а эыходй элементов 7 через формирователи 8 сигнала отсечки соединены с вторым входом сатического триггера б.

При нормальном состоянии трехфазное напряжение относительно земли точно совпадает с трехфазный напряжением относительно нейтрали (см.

20 фиг .3a,б,в). В момент t> прикосновения человека к фазе А напряжение фаза-нейтраль U получает положительное смещение относительно напряжения фаза-земпя Uyo, з в фазе прикосно2к вения и отрицательное — в двух других. Соответственно этому смещаются напряжения на выходах формирователей

2. В канале фазы прикосновения, где напряжение фаза-земля Uqь-в (см.фиг. Зд, ж) получает положительное смещение относительно напряжения фаза-нейтраль

Gp-a (см.фиг. Зг, е) благодаря выполнению над сигналами логической операции НЕТ в элементах 3 и 4 иа входе сумматора 5 появляется сигнал, пропорциональный этому смещению (см. фиг, Зз), что приводит к переключению триггера б (см.фиг. Зи) °

При восстановлении нормального состояния сети происходит обратное

40 переключение триггера 6 сигналом, образованным формирователем 8, управляющим триггером по второму входу при исчезновении сигнала по первому входу. Благодаря совершению аналогичной логической операции в каналах двух других фаз, где происходит отрицательное смещение напряжений фазаземля относительно напряжений фазанейтраль, на соответствующих входах элемента 5 сигналы равны нулю.

От использования изобретения повышается точность и быстродействие определения фазы прикосновения человека.

Устройство для определения фазы прикосновения человеха, в трехфазной сети напряжением до 1000 В с компенсированной нейтралью, содержащее в каждой фазе источники напряжения фаза-нейтраль и фаза-земля, а также общйй для трех фаэ исполнительный ор7924 6 ган, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности,быстродействия и помехозащищенности путем измерения в каждой фазе знаков углов между указанными напряжениями,в него дополнительно введены в канал каждой фазы формирователь напряжения фазанейтраль и формирователь напряжения фаза-земля, два логических элемента

И и один логический элемент НЕ, а также общие для трех фаз логический элемент ИЛИ и формирователь сигнала о отсечки, при этом в канале каждой фазы выходы упомянутых источников напряжений фаза-нейтраль и фаза-зем ля подключены к входам соответствующих формирователей напряжений, первый вы- 35 ход формирователя напряжения фазанейтраль подключен к первому входу первого элемента И, к второму входу которого через элемент НЕ подключен первый выход формирователя напряже- 2О ния фаза-нейтраль, а выход первого элемента И подключен к соответствующему входу общего для трех фаз элемента ИЛИ, вторые выходы формирователей напряжений фаза-нейтраль и фаза-земля подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента И в канале каждой фазы, выходы которых подключены к соответствующим входам общего для трех фаз формирователя сигнала отсечки, выход которого подключен к.второму входу исполнительного органа, к первому входу которого подключен выход общего для трех фаз упомянутого логического элемента ИЛИ. I

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское;свидетельство СССР

9 335763, кл. Н 02 H 3/16, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 531228, кл. Н 02 Н 3/12, 1976.

792446

Фиг. 5

Составитель В.Молчанов

Редактор Г.Морозоиà ТехредМ.Табакович Корректор В. Бутяга

Заказ 9593/58 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, .г,Ужгород, ул .Проектная, 4