УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ НА ЗЕМЛЮ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ НА ЗЕМЛЮ


RU (11) 2069434 (13) C1

(51) 6 H02H3/16 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4911804/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.02.13 
(45) Опубликовано: 1996.11.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1589347, кл. H 02 H 3/17, 1990. 2. Авторское свидетельство СССР N 834081, кл. H 02 H 3/16, 1981. 
(71) Заявитель(и): Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (UA); Днепропетровский завод шахтной автоматики (UA) 
(72) Автор(ы): Колосюк Владимир Петрович[UA]; Коптиков Виктор Павлович[UA]; Товстик Юрий Васильевич[UA]; Филоненко Валерий Алексеевич[UA]; Евдокимова Валентина Григорьевна[UA]; Васюченко Виталий Дмитриевич[UA]; Бодриенко Александр Ростиславович[UA] 
(73) Патентообладатель(и): Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (UA); Днепропетровский завод шахтной автоматики (UA) 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ НА ЗЕМЛЮ 

Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазной сети с изолированной нейтралью от токов утечки на землю, а также для предупреждения опасности поражения людей электрическим током при недопустимом снижении сопротивления изоляции. Сущность изобретения. Плавное изменение сопротивления нелинейного элемента 10, подключенного через ограничительный резистор 11 параллельно вспомогательному источнику 6 тока, позволяет при колебаниях напряжения защищаемой сети перераспределять ток в цепи органа выходного релейного элемента 7, изменяя, тем самым, в нем разность магнитных потоков и, как следствие, обеспечивая стабильность уставок срабатывания. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазной сети с изолированной нейтралью от токов утечки на землю, а также для предупреждения опасности поражения людей электрическим током при недопустимом снижении сопротивления изоляции.

Известно "Устройство для защиты трехфазной сети от токов утечки на землю", содержащее источник оперативного тока, исполнительное реле, ограничительные резисторы, соединенные в "звезду", дополнительный источник постоянного тока, пороговый элемент [1]

Недостатком данного устройства является то, что оно адаптируется только к дискретным изменениям напряжения защищаемой сети в пределах различных классов напряжений, т. к. пороговый элемент имеет релейную характеристику. Что же касается колебаний напряжения от +10 до -15% номинального в пределах одного класса, возникающих в реальной сети, то устойчивость защитных характеристик устройства зачастую не обеспечивается. Возможна также ненадежная работа устройства при кратковременных перемежающихся утечках, возникающих в защищаемой сети.

Известно "Устройство для защиты от тока утечки в трехфазной электрической сети переменного тока", определенное нами в качестве прототипа. Устройство содержит три проводимости, образующие искусственную нулевую точку сети, компенсирующий дроссель, подсоединенный между нулевой точкой и землей через разделительный конденсатор, источник оперативного тока контроля изоляции, подсоединенный между трехфазной сетью и землей через ограничительный резистор, вспомогательный источник тока и выходной релейный элемент с двумя органами, включенными встречно, один из которых подсоединен к вспомогательному источнику тока, а второй к общей точке компенсирующего дросселя и разделительного конденсатора и земле [2]

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет нестабильные защитные характеристики при колебаниях напряжения защищаемой сети и перемежающихся утечках. В результате этого происходит ложное срабатывание устройства.

Кроме того, для нормального функционирования устройства необходимо обеспечить контроль целостности элементов схемы выходной цепи, управляющей коммутационным аппаратом, а также цепей основного и дополнительного заземлителей. Причем, для аппаратов защиты от утечек тока на землю, построенных по принципу обеспечения самоконтроля, согласно ГОСТу 22929-78, должно происходить срабатывание устройства, либо увеличение уставки срабатывания при повреждении элементов схемы, в том числе, обрыве цепи заземления. Однако в условиях эксплуатации трудно определить причину срабатывания устройства, будь то возникшая утечка, отказ элементов схемы или обрыв цепи заземления. Это вызывает неоправданные простои технологического оборудования и значительные убытки потребителя.

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности защиты за счет обеспечения устойчивости работы устройства при колебаниях напряжения сети и перемежающихся утечках.

Задача решается тем, что устройство для защиты трехфазной сети от токов утечки на землю, содержащее три элемента проводимости, образующие искусственные нулевую точку сети, основной и дополнительный заземлители, питаемый от сети основной источник оперативного тока, соединенный с искусственной нулевой точкой сети и через первый ограничительный резистор с дополнительным заземлителем, последовательно соединенные компенсирующий дроссель и конденсатор, подключенные между искусственной нулевой точкой сети и основным заземлителем, питаемый от сети вспомогательный источник тока, выходной релейный элемент с первым замыкающим контактом, включенным в выходную цепь, выходной релейный элемент выполнен в виде двухобмоточного реле, первая обмотка которого подключена к вспомогательному источнику тока, а вторая обмотка параллельно конденсатору, дополнительно содержит последовательно соединенные нелинейный элемент и резистор, подключенные к вспомогательному источнику тока параллельно первой обмотке двухобмоточного реле, последовательно соединенные дополнительные элемент проводимости, первый световой индикатор и второй замыкающий контакт выходного релейного элемента, включенные между искусственной нулевой точкой сети и основным заземлителем, последовательно соединенные второй световой индикатор, зашунтированный резистором, и второй ограничительный резистор, включенные между основным и дополнительным заземлителем.

На чеpтеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит три элемента проводимости 1, образующих искусственную нулевую точку сети, компенсирующий дроссель 2, конденсатор 3, источник 4 оперативного тока, первый ограничительный резистор 5, вспомогательный источник 6 постоянного тока, выходной релейный элемент 7 с двумя встречно включенными обмотками, основной 8 и дополнительный 9 заземлители, нелинейный элемент 10, соединенный последовательно с резистором 11, дополнительный элемент проводимости 12, подключенный через второй замыкающий контакт 13 выходного релейного элемента 7 к искусственной нулевой точке сети и основному заземлителю 8, первый световой индикатор 14, зашунтированный резистором 15 и включенный последовательно со вторым ограничительным резистором 16 между основным 8 и дополнительным 9 заземлителями, второй световой индикатор 17, включенный в цепь дополнительного элемента проводимости 12 и второго замыкающего контакта 13 выходного релейного элемента 7, первый 18 замыкающий контакт которого включен в цепь управления коммутационного аппарата (на фиг. не показан). На фиг. показаны также проводимости 19 изоляции защищаемой сети.

Устройство работает следующим образом. При подключении его к находящейся под напряжением трехфазной сети посредством трех элементов проводимости I, оперативный ток Iо от источника 4 протекает по цепи: положительный полюс источника 4, первый ограничительный резистор 5, дополнительный заземлитель 9, далее он разветвляется (I01, и I02) в соответствии с величинами сопротивлений изоляции защищаемой сети 19 и сопротивления протеканию тока между основным 8 и дополнительным 9 заземлителями. Далее часть оперативного тока I01 протекает через один орган выходного релейного элемента 7, компенсирующий дроссель 2 и отрицательный полюс источника оперативного тока А. Другая часть оперативного тока I02 протекает через проводимость изоляции 19 защищаемой сети, по фазам сети, через три элемента проводимости 1, искусственную нулевую точку и отрицательный полюс источника оперативного тока 4. Вторая обмотка (орган) выходного релейного элемента 7 обтекается током от вспомогательного источника тока 6, причем часть его ответвляется в цепь с нелинейным элементом 10 и резистором 11. Величина тока, ответвляемого в эту цепь, изменяется вследствие изменения сопротивления нелинейного элемента при колебаниях напряжения в защищаемой сети и выбирается посредством резистора 11, исходя из обеспечения стабильности характеристик срабатывания устройства защиты, т. к. при этом изменяется магнитный поток, образующийся вследствие протекания тока через обмотку выходного элемента 7. При высоком сопротивлении изоляции сети и отсутствии утечки элемент 7 не срабатывает, т.к. магнитные потоки в его обмотках направлены встречно и результирующий магнитный поток незначителен. В случае возникновения в сети утечки, баланс магнитных потоков нарушается вследствие того, что оперативный ток, протекающий через обмотку элемента 7 уменьшается, а через проводимость изоляции 19 увеличивается. Поэтому результирующий магнитный поток увеличивается и вызывает срабатывание выходного релейного элемента 7, который замыкает свои контакты 13 и 18. Контакт 18, введенный в цепь управления коммутационным аппаратом, вызывает отключение последнего, и, как следствие, снятие напряжения с защищаемой сети. При возникновении в сети перемежающейся утечки, произойдет замыкание выходного контакта 13. Дополнительный элемент проводимости 12 оказывается включен параллельно возникшей утечке и проводимости изоляции сети 19. При этом результирующая проводимость относительно земли резко увеличивается и вызывает срабатывание устройства защиты. В случае отказа выходной цепи управления коммутационным аппаратом, снятие напряжения с сети не произойдет, а замкнувшийся второй контакт 13 обеспечит цепь для срабатывания светового индикатора 17. При обрыве хотя бы одной цепи заземлителей 8 и 9 происходит дешунтирование цепи светового индикатора 14, который сигнализирует об отказе. Резисторами 15 и 16 обеспечивается настройка и нормальная работа светового индикатора 14. Конденсатор 3 обеспечивает шунтирование переменной составляющей тока утечки, возникающей при появлении в сети несимметричной утечки.

Использование устройства позволяет обеспечить стабильность защитных характеристик устройств защиты при колебаниях напряжения сети и, тем самым, исключить ложные их срабатывания, повышает надежность защиты при перемежающихся утечках, а также сокращает перерывы в электроснабжении технологических токоприемников за счет сокращения времени выявления причин срабатывания защиты. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для защиты трехфазной сети от токов утечки на землю, содержащее три элемента проводимости, образующие искусственную нулевую точку сети, основной и дополнительный заземлители, питаемый от сети основной источник оперативного тока, соединенный с искусственной нулевой точкой сети и через первый ограничительный резистор с дополнительным заземлителем, последовательно соединенные компенсирующий дроссель и конденсатор, подключенные между искусственной нулевой точкой сети и основным заземлителем, питаемый от сети вспомогательный источник тока, выходной релейный элемент с первым замыкающим контактом, включенным в выходную цепь, выходной релейный элемент выполнен в виде двухобмоточного реле, первая обмотка которого подключена к вспомогательному источнику тока, вторая параллельно конденсатору, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные нелинейный элемент и резистор, подключенные к вспомогательному источнику тока параллельно первой обмотке двухобмоточного реле, последовательно соединенные дополнительный элемент проводимости, второй замыкающий контакт выходного релейного элемента и первый световой индикатор, включенные между искусственной нулевой точкой сети и основным заземлителем, последовательно соединенные второй световой индикатор, зашунтированный резистором, и второй ограничительный резистор, включенные между основным и дополнительными заземлителями.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru