Устройство для защиты от тока утечки на землю в электрической сети переменного тока

 

с т ч&

Союз Севетскнк

Соцналнстнческнк

Уаспубпнк

О П И Й-Й-"Б

ИЗОБРЕТЕНИЯ ()792450

К АВТОИ:КОМУ Сви ЕТЕЛЬСТВУ

- (61) Дополнительное н авт. санд-ву (22) Заявлено 06.0279 (21) 2721878/2 4-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Н 02 Н 3/16

Государственный комитет

СССР ио делаю изобретений и открытий

Опубликовано 30.12,80. Бюллетень No 48

Дата опубликования описания 30.12,80 (53) УДК 621. 316.

925 (088 8) (72) Авторы изобретения

A,Ñ. Машенцев и В.А. Гришин

Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ТОКА

УТЕЧКИ HA ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к устройствам для защиты электрических сетей: от токов утечки на землю.

Известно устройство для защиты от токов утечки, содержащее фильтры токов и напряжений нулевой последовательности, фазочувствительный усилитель и исполнительный орган-реле (1) .

Это устройство не обладает высоким быстродействием при токах утечки, равных или незначительно превышаю- щих уровень тока уставки, так как пороговым элементом является реле, скорость срабатывания которого за- 15 висит от величины тока в обмотке.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для защитного отключения сети при появлении токов утечки, 20 содержащее кроме трансформатора тока нулевой последовательности, усилителя и исполнительного реле логический элемент НЕ-ИЛИ, обладающий пороговым свойством f2) . Поэтому 25 в данном устройстве скорость замыкания контактов реле не зависит от величины тока утечки. Однако, в данном случае быстродействие защиты не .может быть å номинального быстро- 30 действия реле, так как в длительном режиме работы через обмотку реле должен протекать номинальный ток, обусловливающий номинальную скорость движения якоря реле при срабатывании.

Пелью изобретения является повышение быстродействия защиты от тока ут ечки.

Поставленная цель достигается, тем, что в известном устройстве, содержащем соединенные последовательно датчик тока нулевой последоват ель ности и усилитель, а т акже исполнительный орган, последний выполнен на двухобмоточном реле, одна иэ обмоток которого включена через введенный выпрямитель к упомянутому усилителю, а другая — через вновь введенные динистор и конденсатор к источнику постоянного напряжения; причем общая точка динистора и конденсатора соединена через диод с делителем напряжения, подключенным параллельно источнику постоянного напряжения.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2,3, 4 — осциллограммы тока и напряжений

792450

Ю

30 формула изобретения

Устройство состоит из датчика 1 тока нулевой последовательности, усилителя 2, мостового выпрямителя 3, исполнительного органа - двухобмоточного реле 4, динистора 5, конден" сатора 6, диода 7 и делителя 8 напряжений.

Выход датчика 1 соединен с входом усилителя 2, а выход последнего соединен с входной диагональю мостового выпрямителя 3, параллельно выходной диагонали которого включена обмотка первая двухобмоточного реле 4. Вторая обмотка реле 4 включена на постоянное напряжение через динистор 5 и конденсатор 6, общая точка которых подключена через диод 7 к делителю 8 напряжения, в качестве

Которого может использоваться потенциометр.

Работает устройство следующим .образом.

Напряжение, пропорциональное току утечки на землю в защищаемой сети, поступает с датчика -1 тока нулевой последовательности на вход усилителя 2. Усиленное напряжение выпрямляется мостовым выпрямителем

3 и прикладывается к первой обмотке двухобмоточного реле 4. Пульсирующий ток в первой обмотке (см.фиг.2) индуктирует во второй обмотке переменную ЭДС U (см. фиг.З), приложенную к катоду динистора 5.

На аноде последнего с помощью делителя 8 напряжения и диода 7 устанавливается некоторое напряжение

Ц в зависиьости от токовой уставки защиты и напряжения включения U динистора 5.

При отсутствии тока утечки или величине его, не превышающей значения тока уставки, разность потенциалов напряжения на аноде и катоде динистора 50ц"1.-U (t)1 не превышает, напряжения его включения Ц8 . Конденсатор 6 не заряжен, так как диод

7 включен встречно зарядному току.

При этом реле 4 обесточено, так как 3>< L3c где Jc - ток срабатывания, à Звал. = 0.

При достижении током утечки величины тока уставки отрицательное напряжение0 на катоде динистора

5 достигает напряжения его включения

О, и динистор 5 включается (момент на фиг. 4). При этом по второй обмотке реле 4 протекает импульсный ток заряда конденсатора 6, значительно превышающий ток срабатывания реле, вызывая ускоренное движение якоря реле 4 под действием силы электромагнитного притяжения, выражающегося суммой Р Г + где F u F-- компоненты силй от

1 lt токов в обеих обмотках. После заряда конденсатора 6 динистор 5 выключается, так как ток, определяемый в данный момент сопротивлением верхнего участка делителя

8 напряжения, ниже тока выключения динистора 5. При этом протекание тока через вторую обмотку реле 4 прекращается, однако реле обесточйвается. лишь в том случае, если ток утечки снижается до безопасного уровня, и ток в первой обмотке реле становится меньше тока отпускания 7е

3а счет отсутствия блокировки реле обеспечивается отстройка устройства защиты от помех (случайных кратковременных токов утечки) .

Предложенное устройство обладает высоким быстродействием защиты, обеспечиваемым протеканием по второй обмотке реле импульсного тока заряда Конденсатора. Проведенные испытания показали, что устройство работоспособно и надежно в работе, кроме того обеспечивается защита от токов утечки при любом их уровне.

Использование предлагаемого устройства позволит существенно повысить безопасность эксплуатации электрического оборудования, особенно в сетях с малыми токами утечки на землю. Высокое быстродействие защиты значительно сокращает время развития аварии при повреждении изоляции электрических сетей и токоприемников.

Устройство для защиты от тока утечКи на землю в электрической сети переменного тока, содержащее соединенные последовательно датчик тока нулевой последовательности и усилитель, а также исполнительный орган, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия защитй, исполнительный орган выполнен на двухобмоточном реле, одна из обмоток которого включена через введенный выпрямитель к упомянутому усилителю, а другая — к источнику постоянного напряжения через вновь введенные последовательно соединенные динистор и конденсатор, причем1общая точка последних соединена через диод с делителем напряжения, подключенным параллельно источнику постоянного яацряжени я.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 162883, кл.. Н 02 Н 3/16, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

9 433583, кл. Н 02 H 3/16,, 1971.

792450 о

U tg

Яик 9

Составитель Л. Васькова

Редактор T. Мордова Техред N.Табакович Корректор Г.Реаетннк

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