RS52774B - Uređaj za zaštitu monofaznih potrošača od prenapona izazvanog prekidom nultog provodnika u niskonaponskim mrežama - Google Patents

Abstract

Uređaj za zaštitu monofaznih potrošača od prenapona izazvanog prekidom nultog provodnika u niskonaponskim mrežama, naznačen time, što je sastavijen od FID zaštitne strujne sklopke (S1) i sklopa međusobno povezanih diode (D), Zener diode (ZD) i otpornika (R), gde je na Zener diodu (ZD) sa jedne strane povezana dioda (D), a sa njene druge strane otpornik (R), što je dioda (D) sa druge strane povezana na nulti provodnik (0), a otpornik (R) na zaštitno uzemljenje (ZZ), pri čemu su dioda (D), Zener dioda (ZD) i otpornik (R) povezani na red i što je sklop međusobno povezanih diode (D), Zener diode (ZD) i otpornika (R) montiran bilo gde u instalaciji iza zaštitne strujne sklopke (S1).

Description

OBLAST TEHNIKE NA KOJU SE PRONALAZAK ODNOSI

Pronalazak pripada oblasti elektrotehnike uopšte, odnosno na zaštitna strujna kola, a odnosi se na uređaj za zaštitu potrošača od prenapona izazvanog prekidom nultog provonika u niskonaponskim mrežama.

Prema Međunarodnoj klasifikaciji patenata (MKP<9>) pronalazak se može označiti klasifikacionim simbolomH02H 3/00,gde su predviđena zaštitna strujna kola za automatsko isključivanje. Moguće je pronalazak označiti i bližim klasifikacionim simbolomH02H 3/14,kojim se označavaju zaštitna strujna kola osetljiva na prisustvo napona u delovima koji su normalno na potencijalu zemlje iii još bolje simbolomH01H 3/20,gde su predviđena zaštitna strujna kola osetljiva na prenapon.

TEHNIČKI PROBLEM

Monofazni potrošači pod faznim naponom od 220 V, koji se nalaze iza mesta prekida nultog provodnika, zbog prekida nultog provodnika, dolaze pod međufazni (linijski) napon od 380 V, koji se proširi preko drugih potrošača priključenih na distributivnu mrežu, pa je pred pronalazak postavljen zahtev, kako rešiti uređaj koji će zaštititi monofazne potrošače od prenapona izazvanog prekidom nultog provodnika u niskonaponskoj distributivnoj mreži primenom FID zaštitne strujne sklopke i sklopa međusobno povezanih diode, Zener diode i omskog otpornika, koji će sprovesti struju u zemlju i isključiti potrošače sa mreže, ukoliko dođe do prekida nultog provodnika.

STANJE TEHNIKE

Poznato je da su električni potrošači, neki manje neki više, veoma osetljivi na pramenu napona. Tako su, na pr., električne sijalice posebno osetljive na pramenu napona, pa napon na koji su priključene ne bi smeo odstupati više od 5% gore-dole, pa ukoliko je napon povećan trajnost je smanjena, a ukoliko je napon smanjen slabije je osvetljenje.

Zaštitni uređaji pod normalnim okolnostima zadovoljavaju u pogledu električnog, termičkog, hemiskog i mehaničkog naprezanja, kad ispunjavaju odredbe predviđene s tandardima. Te odredbe između ostalog obuhvataju i odredbe koje se odnose na aparate za zaštitu od prenapona u električnim

postrojenjima.

Tako su električni uzroci prekomernih naprezanja prenaponi svih vrsta, naročito kao posledica

procesa uključenjaiisključenja, kratki spojeviipražnjenje gromom.

Uobičajenae zaštitne mere kad nastupe smetnje sadržane su u automatskom prekidu struje

oštećenom mestu, isključenjem prekidača preko relejaiokidača. Poznat je tako naponski rele gde je

pobudni kalem elektromagneta priključen na napon koji se nadzireiizrađuje se kao rele za odgovarajući

napon.

Među patantnim spisima poznat je spis sa oznakom RS 50547 Bukome je opisan zaštitni uređaj

odpojavepotencijalananultom provodniku, gde je uređaj sastavljen od kontaktora, tasterauključenja i isključenja,zener diodeielektromagnetnog releja. Kadasena nultom provodnikupojavi potencijal

zener dioda aktivira elektromagnetni rele, koji svojim kontaktima prekida kolo komandnog kruga

kontaktora, pa se tako isključuje napajanje potrošača, kako neće biti oštećeni usled pojave prenapona.

Poznat jeiprekidač zazaštitumonofaznog elektromotora opisanupatentnomspisusa oznakom

RS 49676 B, koji opterećenje, dužinu rada elektromotoraismanjeni otpor izolacije pretvara u strujni

signal, što je u funkciji zaštite elektromotora. Kada je otpor između namotaja i mase smanjen potrebno

je isključiti elektromotor, a to se postiže povezivanjem primara transformatoraurednoj vezi sa

elektromotorom, dok je sekundar vezan za miliampermetar, koji je povezan sa tranzistoromirelejom

kako bi se isključio elektromotor.

U patentnom spisu sa oznakomibrojem YU 48924 B predstavljen je jedan prenaponski zaštitni

utikač sa sigurnosnim uređajemuslučaju tremičkog pregrevanja.

Električno kolo za zaštitu od prenaponaismetnji koje nastaju u gradskoj električnoj mrežiili

atmosferi opisano je u patentnom spisu sa oznakom YU 45502, a predviđeno je da štiti električne

uređajekoji suuključeniu tuelektričnu mrežu sistemomtrivaristora vezana u trougao, ukoliko nastupi prenapon u bilo kom vodu, odnosnonuli ililfazi.

Pod nazivom „Strujno kolo za zaštitu električnog motora od prekomernog opterećenjai

indikacije ispada faze,, opisano je u patentnom spisu YU 48128 B, kod koga pri ispadu jedne faze

naizmenične struje trenutno reaguju releji,kojidirektno deluju naisključenjemotora.

U patentnom spisu malog patenta 560 MP prikazan je zaštitni sklop različitih vrsta električnih

uređajaikablova od delovanja struja udara groma, primenjen u oblasti trofaznog napona,uoblasti

jednofaznog mrežnog naponaiu oblasti telekomunikacija. Novost pronalaska je u primeni induktiviteta

kao prepreke strujama groma takošto sena induktivitetuizvrši transformacijastruje.Usvakojfazi

trofaznog vodaiu nultom vodu sadržan je induktivitetigasni odvodnik prenapona.

U dokumentu sa oznakom Pub. No.: VVO/2002/009253 (International Application No.: PCT/EP/2001/007884) prikazan je sistem za zaštitu od prekomernog napona kod koga su sekundarni

navoji pretvarača povezani u zvezdu, a zvezdište pretvarača sa neutralnim vodomigde je najmanje

jedna fazapovezana na neutralnivodpreko zaštitnog uređaja, pri čemu je neutralni vod povezan

elektrodom na uzemljenje.

U nemačkom patentnom spisu sa oznakom DE 33 41 074 Al opisan je sistem za zaštitu od

prevelikog napona na strani sekundara prekidačkog mrežnog dela, kod koga je predviđentiristor,koji

kod prevelike struje na strani primara periodično blokira prekidački tiristor.

IZLAGANJE SUŠTINE PRONALASKA

Zaštitni uređaj se sastoji od diode, Zener diodeiotpornika, koji su međusobno povezani na red,

gde jesajedne strane Zener diode povezana obična dioda, a sa njene druge strane otpornik, obrazujući

tako rednu vezu.

Uređaj za zaštitu, prema pronalasku, ugrađen je iza FID zaštitne strujne sklopke, koja se već

danas obavezno ugrađujuu instalacijama.

Problem napajanja monofaznih potrošača nastupa kada dođe do prekida nultog provodnika,

pošto iza mesta njegovog prekida, on dođe pod napon neke faze, koji se proširio preko okolnih

potrošača. Tada nulti provodnik dobije napon nesimetrije od 220 V prema zemlji, a monofazni potrošači

dolaze pod međufazni (linijski) napon od 380V,zbog čega pregorevaju.

Zaštitni uređaj je preko obične diode povezan na nulti provodnik, a preko otpornika na zaštitno

uzemljenje. Obična dioda polariše Zener diodu inverzno, a otpornik ograničava struju prema zemlji, dok

je Zener dioda provede kada napon neutralnog provodnika nedopustivo poraste usled prekida.

U trenutku prekida nultog provodnika, Zener dioda propusti struju prema zemlji, pa se strujno

kolo zatvori preko zaštitnog uzemljenje u objektu, kroz zemljuipreko pogonskog uzemljenja u obližnjoj

trafostanici. Pošto zbir struja nije ravan nuli FID zaštitna strujna sklopka se isključi, pa je tako isključenai

instalacija samreže, a potrošačisu zaštićenitako štonisu izloženilinijskom naponu od 380V.

FID zaštitna strujna sklopka se ne može uključiti dok je nulti provodnik prekinut, pošto struja odlazi u zemlju preko zaštitnog uređaja, a ovo je i bila zamisao pronalazača.

Zaštitni uređaj prema pronalasku je veoma jeftin i funkcionalan, a prednost mu je i u tome što se koristi u sklopu sa postojećom FID zaštitnom strujnom sklopkom.

KRATAK OPIS SLIKA NACRTA

Pronalazak je detaljno opisan na primeru izvođenja prikazanom na nacrtu u kome:

Slika 1 predstavlja šemu spajanja, elemenata uređaja za zaštitu monofaznih potrošača od prenapona izazvanog prekidom nultog provodnika u niskonaponskim mrežama, prema pronalasku

Slika 2 predstavlja šemu veze za napajanje monofaznih potrošača sa uključenom FID zaštitnom strujnom sklopkom,neprekinutim nultim provodnikom i bez ugrađenog zaštitnog uređaja

Slika 3predstavlja šemu veze za napajanje monofaznih potrošača sa uključenom FID zaštitnom strujnom sklopkom i prekinutim nultim provodnikom

Slika 4predstavlja šemu veze za napajanje monofaznih potrošača u momentu prekida nultog provodnika sa uključenom FID zaštitnom strujnom sklopkom i ugrađenim uređajem za zaštitu prema pronalasku

Slika5 predstavlja šemu delovanja uređaja za zaštitu prema pronalasku (isključena FID zaštitna strujna sklopk)

DETALJAN OPIS PRONALASKA

Slike prikazuju uređaj za zaštitu monofaznih potrošača od prenapona izazvanog prekidom nultog provodnika u niskonaponskim mrežama, kao i njegovo delovanje.

U niskonaponskim mrežama često se dešava prekid nultog provodnika 0, a ovo se najčešće javlja na vazdušnim vodovima, pa je bilo potrebno pronaći uređaj za zaštitu potrošača od prenapona i njihovog oštećenja.

Tako izvedeni uređaj sa slike 1 se sastoji od diode D, Zener diode Zq i otpornika Ri, koji su međusobno povezani na red, gde je sa jedne strane Zener diode ZDpovezana dioda D, a sa njene druge strane otpornik Ri, obrazujući tako rednu vezu.

Uređaj za zaštitu, prema pronalasku, ugrađen je izaFIDzaštitne strujne sklopke Si, kako je

prikazano na slikama 4i5, koja se već danas obavezno ugrađuju u instalacijama.

Kada je FID zaštitna strujna sklopka Sjuključena (zatvoreni njeni kontakti a-a, b-b, c-cid), kao na

slici 2,monofazni potrošači prveidruge grupe su priključeni na fazni napon od 220 V, za koji sui

projektovani. Napon nesimetrije nultog provodnika 0 uravnotežen iz zvezdišta iznosi svega desetak volti.

Problem napajanja monofaznih potrošača nastupa kada dođe do prekida nultog provodnika 0,

prema slici 3, pošto iza mesta njegovog prekida, on dođe pod napon neke faze, koji se proširio preko

okolnih potrošača druge grupe. Tadanultiprovodnik 0 dobije napon nesimetrije od 220 V prema zemlji,

a monofazni potrošači dolaze pod međufazni (linijski) napon od 380 V, zbog čega pregorevaju.

Zaštitni uređaj je preko diode D povezan na nulti provodnik 0, a preko otpornika Rina zaštitno

uzemljenje Zz, kao na slikama 4 i5.Dioda D pola riše Zener diodu ZDinverzno, a otpornik Rj. ograničava

struju prema zemlji, dok je Zener dioda Zoprovede kada napon neutralnog provodnika 0 nedopustivo

poraste usled prekida.

U trenutku prekida nultog provodnika 0, premaslici4, Zener dioda ZDpropusti struju prema

zemlji, pa se strujno kolo zatvori preko zaštitnog uzemljenje Zzu objektu, kroz zemlju i preko pogonskog

uzemljenja ZPu obližnjoj trafostanici TF. Pošto zbir struja nije ravan nuli FID zaštitna strujna sklopka Sxse

isključi, pa je tako isključenaiinstalacija sa mreže, kako je prikazano na slici5,a potrošači su zaštićeni

tako što nisu izloženi linijskom naponu od 380V.

FIDzaštitna strujna sklopka Sxsene može uključiti dok je nulti provodnik 0 prekinut, poštostruja

odlazi u zemlju preko zaštitnog uređaja (diode D, Zener diode ZDiotpornika Ri).

Uređaj za zaštitujenajbolje ugraditi na razvodnoj tabli između šine zanultiprovodniki šineza zemlju, a možebitiintegrisan sa FID zaštitnom strujnom sklopkom Siimontiran bilo gdeu instalaciji iza

ove sklopke.

Zaštitni uređaj prema pronalasku je veoma jeftinifunkcionalan, a prednost mu jeiu tome što se

koristi u sklopu sa postojećom FID zaštitnom strujnom sklopkom Si.

Claims (1)

1. Uređaj za zaštitu monofaznih potrošača od prenapona izazvanog prekidom nultog provodnika u niskonaponskim mrežama,naznačen time,što je sastavljen od FID zaštitne strujne sklopke (Si) i sklopa međusobno povezanih diode (D), Zener diode (ZD) i otpornika (R), gde je na Zener diodu (Zo) sa jedne strane povezana dioda (D), a sa njene druge strane otpornik (R), što je dioda (D) sa druge strane povezana na nulti provodnik (0), a otpornik (R) na zaštitno uzemljenje (Zz), pri čemu su dioda (D), Zener dioda (Zo) i otpornik (R) povezani na red i što je sklop međusobno povezanih diode (D), Zener diode (ZD) i otpornika (R) montiran bilo gde u instalaciji iza zaštitne strujne sklopke (Si).