Устройство для защитного отключения электроустановки с зануляющей магистралью,подключенной к защитной магистрали распредпункта

 

ОП ИКАНИЕ

И ЗОВ РЕТВ Н.ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i!! 983873

Союз Соватскин

Социапистическин

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24, 1 1.80 (2l ) 3009016/24-07 (5l)M. Кл. с присоединением заявки М

Н 02 Н 5/12

Н 02 Н 5/10

Н 02 Н 3/14 фкударетаавй нщннтет, СССР ае делен нэобретеннй н открмтна (23) П риоритет а

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень,% 47 (Щ УДК621.3 M..925(088.8) !

Дата опубликования описания 23.12.82

L

Специапизированное проектно-конструкторское тбюро- - - =..", 1Йонецкого обпастного управления грузового автомобильного транспорта

О. Б. Кудин и Б. -Д. Кудин

I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ С ЗАНУЛЯЮЩЕЙ МАГИСТРАЛЬЮ;

ПОДКЛЮЧЕННОЙ К ЗАЩИТНОЙ МАГИСТРАЛИ

РА СПРЕЛПУ Н КТА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным дпя обеспечения безопасности обспуживаюшего персонала- при пробое изоляции иди прикосновении человека к токаведущим частям электрооборудования, пи5 таемого от трехфазной низковопьной сети переменного тоха с заземленной нейтралью.

Известно устройство, в котором с целью повышения надежности защиты,защитная жила питающего кабеля соединена непосредственно с корпусом электроустановки и защитной магистралью.

Вход первого выпрямителя и резис тор соединены последовательно и подключены между занулящей магистралью электроустановки и контропьной цепью питающего кабеля через кнопку управпения, соединенную с- корпусом электроустанов- 20 . ки. Вход второго выпрямителя подключен

- последовательно с частью резистора между контрольной цепью:питающего кабепЫ и вторичной обмотки трансформатора напряжения, а к его выходу подкпючены по» спедоватепьно соединенные вход второго релейного блока, шунтйрованный последовательно соединенными стабипитроном и диодом, и второй вход первого релейного блока, а первый вход первого репейного блока совмещен с вторым вхо-, дом этого репейного блока и подкпючен к выходу первого выпрямитепя f 1).

Недостатками устройства явпяются отсутствие защитной реакции на замыкание между защитной и контрольной жилами питающего кабеля, что депает возможным самовкпючение контактора, опасное дпя персонала электроустановки, низ- кая чувствительность контропя соппотивления защитной цепи и тока замыкания на корпус, технопогическая сложность, иэ-еа применения двухобмоточного репе, отсу1ствуюшего в номенклатуре изделий проьяяшпенности СССР.

Наиболее бпизким к изобретению по технической сущности явпяется устройство с эанулящей магистралью, подклю40

3 9838 ченной к защитной магистрали распредпункта„содержащее стабилизированный трансформатор напряжения с двухсекционной вторичной обмоткой, первичная обмотка которого через конденсатор подключена к фазному проводу и к зануляшей магистрали, а сердечник и средний отвод вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения подключены к зануляю щей ме гистрали; первая секция вт о- i> О ричной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения связано с обмоткой электромагнитного контактора через первую кнопку управления, шунтированную блок-контактом контактора, два че- 15 тярехплечих выпрямителя, исполнительные реле, контрольную и защитную жилы питающего кабеля, плавкий предохранитель(2ig о

Недостатками устройства являются от- щ сутствие защитной реакции на замыкание между защитной и контрольной питающего кабеля технологическая сложность, обусловленная применением двухобмоточных.реле, которые отсутствуют в номен-;2S клатуре изделий промышленности СССР, включение выпрямителя в защитную цепь, что снижает надежность защиты.

Е1ель изобретения — упрощение устрой1 ства, а также увеличение чувствительнос- Зо ти и удобства эксплуатации.

Зля достижения этой цели устройство для защитного отключения электроустанов- ки с зонуляющей магистралью, подключенной к защитной магистрали распредпункта, содержащее стабилизированный трансформатор напряжения с двухсекционной вторичной обмоткой, первичная обмотка которого через конденсатор подключена к фазному проводу и к зануляющей ма.гистрали, а сердечник и средний отвод вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения подключены к зануляющей магистрали; первая секция вторичной обмотки стабилированного транс- форматора напряжения связан6 с обмот кой электромагнитного кон тактора через первую кнопку управления, шунтированную блок»контактом контактора, четырехплечий выпрямитель, связанный с второй секцией вторичной обмотки стабилированного трансформатора напряжений, контрольной жилой питающего кабеля и исполнительным органом, защитную жилу питающего кабеля, замыкающий кон« такт исполнительного органа, вторую нормальнд., замкнутую кнопку управления, плавкий предохранитель, к первой секции

73 4 вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения последовательно подключены обмотка электромагнитного контактора через первую кнопку управления, шунтированную блок-контактом контактора, вторую нормально замкнутую кнопку управления и замыкающий контакт исполнительного органа, к второй секции вторичной обмотки стабилизированного трансформатора подключен плавкий предохранитель, второй вывод которого соеди нен с первым входом четырехплечего выпрямителя, а второй вход четырехпле-, чего выпрямителя через вновь введенный замыкающий контакт второй кнопки уцравления подключен к среднему отводу вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения, а выход четырехплечего выпрямителя связан с полнительным органом, выполненным в виде однообмоточного реле, причем к минусовому выходу четырехплечего выпрямителя подключен через контрольную жилу анод вновь введенного стабилитрона, а катод стабилитрона подключен к зануляюшей магистрали электроустановки, при этом защитная жила питающего кабеля включена между зануляющей магистралью распредпункта и зануляюшей магистралью электроустановки, При этом дополнительно введены первый и второй регулируемые резисторы, причем первый регулируемый резистор включен между плюсовым выходом четырехплечего выпрямителя и обмоткой однообмоточного реле, а второй регулируемый резистор вклкяен между точкой соединения второго вывода плавкого предохранителя и первым входом четырехплечего выпрямителя и средним отводом вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения.

Кроме того, дополнительно введена сигнальная лампа, подключенная через вновь введенный замыкающий контакт однообмоточного реле параллельно второму регулируемому резистору.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство 1 содержит электромагнитный контактор 2, стабилизированный трансформатор 3 напряжения, плавкий предохранитель 4, четырехплечий выпрямитель 5, одйообмоточное реле 6, стабилитрон 7, яервую 8 и вторую 9 кнопки управления, первый 10 и второй 11 регулируемые резисторы, сигнальную лампу 12 и занутяющую магистраль 13 устройства, которая является промежуточным звеном в равления контактора 2 через последовательно соединенные замыкающий контакт

8 первой кнопки управления, шунтированный замыкающим блок-контактом 19 конl тактора, размыкающий контакт 34 второй кнопка управления 9, размыкающий электрический контур, содержащий после довательно соединенные внешний вывод плюсовой выход 5 (+) выпрямителя, регулируемый резистор 10, обмотку 27 вый выход 5 (-) выпрямителя, контрольную жилу 35 питающего кабеля, анодкатодный переход стабилитрона 7, эануляющую магистраль 36 электроустановки, защитную жилу 37 питающего кабеля,эа шитную магистрапь 32 распредпункта и эануляющую магистраль 13 устройства, к которой подключен средний отвод вторичной обмотки трансформатора напряжения, Второй вход 26 выпрямителя 5 через замыкающий контакт 38 второй кнопки управления соединен с зануляюшей магистрапью 13 устройства. К второй секции вторичной обмотки трансформатора напряжения, также подключены, через плавкий предохранитель 4, регулируемый резистор 11, и через указанный предохранитель и замыкающий контакт 2 9 однообмоточного реле, сигнальная лампа 12.

Зпементы 35, 37 и 32 образуют защитную, а элементы 32, 13, 23, 24, 4, 25» 5 (+), 10, 27, 35, 7 и 36 - контрольную цепи электрического контура.

Эти цепи являются одновременно после довательными путями для контрольного тока от напряжения второй секции 23 вторичной обмотки трансформатора и параллельными путями дпя тока замыкания на корпусе.

Регулируемым резистором 10 устанавливают величину контрольного тока в электрическом контуре на пределе отпуска якоря однообмоточного реле 6. Регулируемым резистором 11 устанавливают ток на пределе сгорания плавкого предо-. хранителя 4.,Кнопка управления 8 служит дпя оперативного включения контактора 2. Кнопка 9 служит для оперативного выключения (контактом 34) контактора и включения (контактом 38) однооб- . моточного реле 6.

5 983873 6 передаче энергии от низковольтной пита-,напряжения подключена обмотка 18 уп,ющей сети 14 трехфазного тока с заземленной нейтралью, через распредпункт 18 и питающий кабель 16 к электроустановке 17. 5

Контактор 2, служащий для отключения от питающей электрической сети 14 электроустановки 17, выполнен с обмот- контакт 28 однообмоточного реле 6 и кой 18 управления и замыкающим блок- внешний выход 22 указанной секции. контактом 19. Стабилизированный транс- 1о К второй секции 23 вторичной обмотки форматор 3 напряжения, предназначенный трансформатора напряжения подключен для. питания устройства, выполнен с первичной обмоткой 20 и вторичной обмоткой со средним несимметричным отводом,, 24 указанной секции, плавкий предохраобраэуюшим ее первую секцию,21 (с 15 нитель 4, первый вход 25 выпрямителя, „внешним выводом 22, на большее напряжение) и вторую секцию 23 (с .внеш-. ним выводом 24, на меньшее напряже» .УправпениЯ исполнительноро Реле, минусоние).

Плавкий предохранитель 4 служит для размыкания цепи электрического контура, с включенной в него обмоткой управле ния однообмоточного реле 6 при возникновении тока замыкания на корпус или при.замыкании защитной и контрольной жил питающего кабеля.

Выпрямитель 5, предназначенный дпя питания обмотки управления исполнительного реле 6 в режимах двух- и однополупериодного выпрямления,соответственно 30 при взводе якоря однообмоточного реле,,в притянутое положение и выполнении им контрольных функций, имеет первый 25 и второй 26 входы и плюсовый (+) а минусовый (-) выходы. Исполнительное . реле. 6, служащее для защитного размыкания цепи обмотки 18 управления контактора, выполнено с обмоткой. 27 управления и первым 28 и вторым 29 замыкающими контактами. Стабилитрон 7 служит нелинейным усилителем тока через ппавкий предохранитель 4 под действием падения напряжения от тока замыкания на корпус Ь защитной цепи. Замыкающие контакты 30 контактора включены в цепи,: силовых жил питающего кабеля 16. Превичная обмотка стабилизированного трансформатора 3 напряжения, соединенная с фазным приводом силовой цепи через стабилизирующий конденсатор 3 1, эанулена на магистраль 13 устройства, соединенную с защитной магистралью 32 распредпункта 15. Средний отвод двухсекционной вторичной обмотки сердечник 33 трансформатора напряжения также подклю%5 чены к эануляющей магистрали устрой ства, К первой секции 21 вторичной обмотки стабилизированного трансформатора 3

9838

Устройство для зашитного отключения электроустановки в различных режимах работает спедуюшим образом.

Режим 1 оперативного подключения электроустановки % питаюшей электри- 5 ческой сети.

В исходном состоянии обмотка 27 ис полнительного реле 6 обтекается прямым . током, в положительные полуйериоды на- . пряжения вторичной обмотки 23 трансфор-10 матора 3, по первой цепи, образованной элементами 24, 4, 25, 5 (+), 10, 27, 35, 7, 36, 37, 32,:13., 23. То же в отрицательные полупериоды по второй цепи, образованной элементами 27, 5 (-) 15

5 (+), 10 и 27. При этом обратный ток электрического контура проходит по третьей цепи, образованной элементами

23, 13, 32, 37, 36, 7, 35, 5 (-), 25, 4 и 24, т,е, минуя элемент 27, Тока не достаточно для взвода якоря указанного реле в притянутое положение якоря однообмоточного реле 6. Оператор кратковременно нажимает кнопку 9 для электрического взвода в притянутое положение яко- 5 ря реле 6 по четвертой цепи, образованной элементами 24, 4, 25, 5 (+, или -), 10, 27, 5 (- или +), 26, 38, 13 и 24, при которой выпрямитель работает как двухпопупериодный. Однообмоточное реле 6 со взведенным якорем, замыкаюшим контактами 29 и 28, соответственно, включает сигнальную лампу 12 с зе-- . леным эатенитепем и подготавлива&т к работе обмотку 18 управления контакто-55 ра 2. Затем оператор кратковременно нажимает кнопку 8 управления, в результа- те замыкания контакта которой дпя об- мотки 18 управления контактора создается пятая цепь, образованная элементами ео

21, 13» 8, 34, 28 и 22, .Произво» дят оперативное включение контактора

2, который замкнувшимися контактами

30 осуществляет оперативное подключение электроустановки 17 к питающей электрической сети 14. Одновременное замыкание бпокконтакта 19 создает дпя обмотки 18 управления контактора шестую цепь, образованную элементами 21, 13э 18, 19, 34 ° 28 и 22, . 5ц

Режим 2 защитного отключения электроустановки от питаюшей электрической сети при черезмерном увеличении сопротивления защитной цепи.

Если сопротивление защитной цепи электроустановки находится в заданных пределах, соответствуюших допустимому отклонению около + 0,6 Ом, ток,протека73 8 юший по первой цепи, достаточен для удержания в притянутом положении якоря однообмоточного реле 6, Как только в результате большего увеличения сопротивления зашитной цепи, ток в первой цепи уменьшится до тока отпускания якоря однообмоточного реле, последнее разомкнувшимися контактами 29 и 28, соот-, ве,тс твенно, выключает сигнальную лампу 12 и обмотку 18 управления контактора. Последний раэмыкаюшимися контактами осушествпяет защитное отключение электроустановки 17 от питаюшей электрической сети 14.

Режим 3 защитного отключения электроустановки от питающей электрической сети при замыкании на корпус. .Контрольный ток в электрическом контуре недостаточен для сгорания плавкового предохранителя 4. Аварийный ток накладывается на контрольный в электрическом контуре распределяяс в его па-! раплельных цепях, обратно п порционально их сопротивлениям. В контрольной цепи контрольный ток геометрически суммируется с аварийным, а в эашитной вычи. тается иэ аварийного. В отрицательные полупериоды аварийного тока стабилитрон

7. представляет нулевое сопротивлениедля всех токов, мгновенные значения падения напряжения, от которых на нем равны или больше пробивного напряжения.

Так как при этом, обмотка 27 управления однообмоточного реле 6 и регулируемое сопротивление 10 закорочены диодом выпрямителя, подключенным между точками 5 (-) и 25, сопротивление контрольной цепи электрического контура резко уменьшается, а аварийный ток через нее соответственно увеличивается. Для надежного срабатывания плавкого предохранителя 4 достаточно увеличения тока через него около 0,3 А. Этому соответствует обший аварийный ток около 1 2. A.

Как только ток расплавит плавкий предохранитель 4 в цепи обмотки « 7 управления однообмоточного реле 6, последнее отпустит свой якорь. дальше происходит как описано в режиме 2, отпускание якоря однообмоточного реле и зашитное отключение контактором 2 электроустановки

17 от питаюшей электросети 14.

Режим 4 защитного отключения электроустановки от питаюшей электрической сети при замыкании между защитной и контрольной жилами питаюшего кабеля.

Как только произойдет замыкание между зашитной 37 и контрольной 35 жила« мн питающего кабеля 16, ток, протекающий

Q 98387 по седьмой цепи, образованной элементами

23, 13, 32, 37, 36, 7, 5 (-), 25, 4 и

24 расплавит предохранитель 4,в цепи -обмотки 27 управления.однообмоточного.реле 6, которое отпустит свой якорь. Ука- i 5 . эанное однообмоточное реле замыкающи-. мися контактами 29 и.28, соответственно выключает сигнальную лампу 12 и контактор 2, последний раэмыкающимися кон-. . тактами . осуществляет защитное откЛюче- >й

I ние электроустановки 17 от питающей электрической сети 14.

Режим 5 оперативного отключения электроустановки от, питакяцей электрической сети. 15

Оператор кратковременно нажимает кнопку 9 управления, контакт 34 размыкает цепь обмотки 18 управления контактора 2. Последнее раэмыкаюшимися контактами осуществляет оперативное отклю- 29 чение электроустановки 17 от пытающей электрической сети 14..

Контактор может быть выполнен с обмоткой управления на фазное или линейное напряжение питающей электрической 25, сети, а стабилизированный трансформатор . напряжения — с односекционной вторичной обмоткой.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного так как путем за- 5а шитного отключения электроустановки не только при .черезмерном увеличении сопро- тивления защитной цепи или замыкании на корпус, но и при неисправностях в цепях контроля, включая замыкания между защитной и контрольной жилами питающего кабеля, позволяет повысить безопасность обслуживающего персонала особенно если электроустановка нестаци:, I онарная имеет. кабельно-штепсельное при- g0 соединение к питающей электрической се ти и работает на открытом воздухе в пыльной токопроводяшей или влажной сре- де.

Кроме того, упрощается устройство и, как следствие, сокращаются затраты на его изготовление.

Формула изобретения

3, 10 зануляюшей магистрали, а сердечник и средний отвод вторичной обмотки стабили-. зированного трансформатора напряжения подключены к эануляющей магистрали, первая секция вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения связана с ебмоткой электромагнитного контактора через первую кнопку управце» ния, шунтированную блок-контактом контактора, . четырехплечий . выпрямитель, связанный с второй секцией вторичной об мотки стабилизированного трансформатора напряжения, контрольной жилой питающего кабеля и исполнительным органом, защитную жилу питающего кабеля, замыкающий контакт исполнительного органа, вторую нормально замкнутую кнопку уцравле ния,плавкий предохранитель,о т л и ч аю ш е е с я тем,что,сцельюупрошения устройства,к первой секции вторичной обмотки стабилизированного трансформатоl г ра напряжения .последовательно подключены .обмотка электромагнитного контактора через первую кнопку управления,шунтированную блок-контактом контактора, вторую нормально замкнутую кнопку управления и замыкающий контакт исполнительного органа, к второй секции вторичной обмотки стабилизированного трансформатора, подключен плавкий предохранитель, второй вывод которого соединен с первым входом четырехплечего выирямнтеля, а второй вход четырехплечего выпряI мителя через вновь введенный замыкающий контакт второй кнопки управления подключен к среднему отводу вторичной обмотки. стабилизированного трансформатора напряжения, а выход четырехплечего выпрямителя связан с исполнительйым органом, выполненным в виде однообмоточного реле, причем к мннусовому выходу четырех плечего выпрямителя подключен через

\ контрольную жилу анод вновь введенного стабилитрона, а катод стабилитрона подключен к зануляюшей магистрали электроустановки, прн этом защитная жила питающего кабеля включена между зануляюшей магистралью распредйункта и зануляюшей магистралью электроустановки.

1 . Устройство. для защитного отключения электроустановки с эануляющей ма-; гистралью, подключенной к защитной магистрали раслредпункта, содержащее стаS5 билизированный трансформатор напряжения с двухсекционной вторичной обмоткой, первичная обмотка которого через конденсатор подключена к фаэному проводу и к

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, дополнительно вве» дены первый и второй регулируемые резисторы, причем первый регулируемый резистор включен между плюсовым выходом четырехплечего выпрямителя и обмоткой одиообмоточного реле, а второй регулы руемый резистор включен между точкой

l l МЗ873 12 соединения второго вывода плавкого пре- раллельно второму регулируемому резисдохранителя и первым входом четырехпле- тору. чего выпрямителя и средним отводом вторичной обмотки стабилизированного транс- Источники информации, форматора напряжения. принятые во внимание при экспертизе

3, Устройство по .пп. 1 и 2, о т 1, Авторское свидетельство СССР по л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью заявке М 2724680/24-07, повышения удобства эксплуатации, допол- кл. Н 02 Н 3/14, 1979, нительно введена сигнальная лампа, под- 2. Авторское свидетельство СССР ключенная через вновь введенный.замыка-!0 М 655011, кл. Н 02 Н 5/10, юший контакт однообмоточного реле па- Н 02 Н 3/14, 1976.

Составитель Н. Чутчев

Редактор A. Шандор Техред А.Бабинец . Корректор Л. Бокшан

Заказ 9944/67 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4