RU1823061C

RU1823061C - Device to test resistance of insulation of electric circuits

Info

Publication number: RU1823061C
Application number: SU914933078A
Authority: RU
Inventors: Виталий Серафимович Дзюбан; Олег Михайлович Воронцов; Виктор Прокопьевич Кононенко
Priority date: 1991-02-12
Filing date: 1991-02-12
Publication date: 1993-06-23

Abstract

Использование: трехфазные электрические сети с изолированной нейтралью. Сущ„ 18 23 ЧЗ-СЗ -J ность изобретени : при прикосновении человека к фазе сети напр жение нулевой последовательности , снимаемое с вторичной обмотки 25 компенсирующего дроссел 2 через RC-фильтр 26, выпр мл етс выпр мителем 27 и ток, пропорциональный выпр мленному напр жению, запирает первый диод 9. В результате напр жение на входе логического элемента 12 становитс равным напр жению высокого уровн , соответствующему логической единице, а на его выходе по вл етс напр жение низкого уровн , соответствующее логическому нулю, что в конечном итоге ведет к отпаданию кор электромагнитного реле 19, а следовательно к отключениюсети .Повышение быстродействи объ сн етс тем. что врем срабатывани устройства не зависит от параметров RC-фильтра 5 в оперативной цепи. 1 ил. U23, СО с со hO со о о 11 г-, 15 17. /гUsage: three-phase electrical network with insulated neutral. The essence of “18 23 ChZ-SZ -J invention of the invention: when a person touches the phase of the network, the zero-sequence voltage, taken from the secondary winding 25 of the compensating choke 2 through the RC filter 26, is rectified by rectifier 27 and the current is proportional to the rectified voltage voltage, the first diode 9 closes. As a result, the voltage at the input of the logic element 12 becomes equal to the high level voltage corresponding to the logical unit, and at its output, the low voltage corresponds to the logical zero, which ultimately as a result, the core of the electromagnetic relay 19 falls off, and therefore, the network is turned off. The increase in speed is explained by that. that the response time of the device is independent of the parameters of the RC filter 5 in the operational circuit. 1 ill. U23, СО с с hO со о о 11 g-, 15 17. / g

Description

Изобретение относитс к устройствам дл защиты от токов утечки в трехфазных электрических сет х с изолированной нейтралью и предназначено дл защиты от поражени людей электрическим током.The invention relates to devices for protection against leakage currents in three-phase electrical networks with insulated neutral, and is intended to protect against electric shock to people.

Цель изобретени - повышение надежности и быстродействи .The purpose of the invention is to increase reliability and speed.

На чертеже приведена принципиальна электрическа схема предложенного устройства дл контрол сопротивлени изол ции электрических цепей.The drawing shows a circuit diagram of the proposed device for monitoring the insulation resistance of electrical circuits.

Устройство дл контрол сопротивлени изол ции состоит из оперативной цепи, подключенной между клеммами, служащими дл соединени с фазами сети и землей (з) соответственно. Оперативна цепь включает в себ последовательно соединенные присоединительный дроссель 1, компенсирующий дроссель 2 и разделительный конденсатор 3, параллельно которому включены последовательно соединенные источник оперативного тока 4 и RC-фильтр 5. Устройство содержит источник эталонного тока 6, источник питани 7, исполнительный орган 8, в оперативную цепь включены два диода, первый 9 согласно, а второй 10 - встречно с источником оперативного тока 4, аноды указанных диодов 9 и 10 присоединены к общей цепи источника питани . К катоду первого диода 9 подключен через катод-анод третьего диода 11 вход первогоThe device for monitoring the insulation resistance consists of an operational circuit connected between the terminals used to connect to the mains phases and ground (h), respectively. The operational circuit includes a serially connected connecting choke 1, a compensating choke 2 and a isolation capacitor 3, in parallel with which a servo-connected current source 4 and an RC filter 5 are connected. The device contains a reference current source 6, a power source 7, an actuator 8, the operational circuit includes two diodes, the first 9 according to, and the second 10 counter to the operating current source 4, the anodes of these diodes 9 and 10 are connected to a common power source circuit. The input of the first is connected to the cathode of the first diode 9 through the cathode-anode of the third diode 11

12логического элемента НЕ, вход второго12 logical element NOT, input of the second

13логического элемента НЕ через анод-катод четвертого 14 диода соединен катодом второго диода 10, выходы первого 12 и второго 13 логических элементов НЕ подключены к входной цепи исполнительного органа 8 соответственно через резисторы 15 и 16с входом дополнительного усилител 17 и исполнительного органа 8, который выполнен в виде усилител 18 и электромагнитного реле 19, выходы указанных усилителей 17 и 18 соединены последовательно между собой и подсоединены к источнику питани . К катоду второго диода 10 подключен через первый резистор 20 источник эталонного тока 6 согласно с указанным диодом 10. а к катоду первого диода 9 через второй резистор 21 подключен источник питани 7 встречно с указанным диодом 9.13 of the logic element is NOT connected through the anode-cathode of the fourth 14 diodes to the cathode of the second diode 10, the outputs of the first 12 and second 13 logic elements are NOT connected to the input circuit of the actuator 8, respectively, through resistors 15 and 16 with the input of an additional amplifier 17 and the actuator 8, which is made in in the form of an amplifier 18 and an electromagnetic relay 19, the outputs of these amplifiers 17 and 18 are connected in series with each other and connected to a power source. The reference current source 6 is connected to the cathode of the second diode 10 through the first resistor 20, according to the indicated diode 10. and the power source 7 is connected to the cathode of the first diode 9 through the second resistor 21 in opposition to the specified diode 9.

К нулевой точке трехфазного присоединительного дроссел 1 подключен балластный резистор 22, соединенный с дополнительным заземлителем Д3.A ballast resistor 22 connected to an additional ground electrode D3 is connected to the zero point of the three-phase connecting choke 1.

Трехфазный присоединительный дроссель 1 присоединен к обмотке низшего напр жени трансформаторной подстанции 23 через автоматический выключатель 24, на нулевой и независимый расцепители которого воздействуют контакты электромагнитного реле 19.A three-phase connecting choke 1 is connected to the lower voltage winding of the transformer substation 23 through a circuit breaker 24, on the zero and independent releases of which the contacts of the electromagnetic relay 19 act.

Вторична обмотка 25 компенсирующего дроссел 2 через дополнительно введенные второй RC-фильтр 26 и выпр митель 27 соединена с первым диодом 9 оперативной цепи через соединенные последовательно стабилитрон 28 и резистор 29. причем стабилитрон 28 включен согласно, а выпр митель 27 - встречно с указанным диодом 9.The secondary winding 25 of the compensating throttle 2 through an additionally introduced second RC filter 26 and rectifier 27 is connected to the first diode 9 of the operational circuit through a zener diode 28 and a resistor 29 connected in series. Moreover, the zener diode 28 is connected in accordance with and the rectifier 27 is opposite to the specified diode 9 .

Устройство работает следующим образом . При бесконечно большом сопротивлении изол ции сети оперативный ток 0п от источника оперативного тока 4 проходит поThe device operates as follows. With an infinitely large insulation resistance of the network operating current 0p from the source of operational current 4 passes through

5 цепи: резисторы НС-фильтра 5, открытый эталонным током Эт диод 10, диод 9, земл (з), дополнительный заземлитель Д3. резистор 22, нулева точка трехфазного присоединительного дроссел 1, компенсирующий5 circuits: resistors of the NS filter 5, open with a reference current Et diode 10, diode 9, ground (s), additional ground electrode D3. resistor 22, zero point three-phase connecting choke 1, compensating

0 дроссель 2. Диод 9 открыт оперативным током и вход первого логического элемента 12 закорочен через открытый диод 9, что соответствует логическому 0 на входе первого логического элемента 12. Вход второго ло5 гического элемента 13 закорочен через открытый эталонным током 1Эт диод 10. что также соответствует логическому 0 на его входе. Тогда выходы первого 12 и второго 13 логических элементов НЕ соответствует ло0 гической 1 и токи, проход щие через резисторы 15 и 16 и эмиттер-базовые переходы дополнительного усилител 17 и усилител 18, соединенные последовательно между собой, открывают указанные усилители, что0 throttle 2. Diode 9 is open by operating current and the input of the first logic element 12 is shorted through the open diode 9, which corresponds to logic 0 at the input of the first logical element 12. The input of the second logic element 13 is shorted through the open by the reference current 1 This diode 10. which also corresponds to logical 0 at its input. Then the outputs of the first 12 and second 13 logic gates do NOT correspond to logic 1 and the currents passing through the resistors 15 and 16 and the emitter-base junctions of the additional amplifier 17 and amplifier 18 connected in series with each other open these amplifiers, which

5 ведет к срабатыванию электромагнитного реле 19. В результате нулевой расцепитель автоматического выключател 24 срабатывает и дает возможность включить указанный автоматический выключатель, а,5 leads to the operation of the electromagnetic relay 19. As a result, the zero release of the circuit breaker 24 is activated and makes it possible to turn on the specified circuit breaker, and,

0 следовательно, подать напр жени на защищаемую сеть.0 therefore, apply voltage to the protected network.

В случае снижени сопротивлени изол ции до опасной по услови м безопасности величины оперативный ток 0п достигаетIf the insulation resistance decreases to a hazardous value for safety reasons, the operating current 0p reaches

5 значени эталонного тока 1Эт, и диод 10 запираетс , а, следовательно, напр жение на входе логического элемента 13 становитс равным напр жению высокого уровн , соответствующему логической 1. а на его выхо0 де по витс напр жение низкого уровн , соответствующее логической 1, базовый ток транзистора 18 становитс равным нулю, последний закрываетс и корь электромагнитного реле 19 отпадает, разрыва цепь5, the value of the reference current is 1 Et, and the diode 10 is locked, and, therefore, the voltage at the input of the logic element 13 becomes equal to the high voltage corresponding to logical 1. and its output shows a low voltage corresponding to logical 1, the base the current of the transistor 18 becomes zero, the latter closes and the core of the electromagnetic relay 19 disappears, breaking the circuit

5 нулевого расцепител автоматического выключател 24, что ведет к отключению сети. При прикосновении человека к фазе сети напр жение нулевой последовательности , снимаемое с вторичной обмотки 25 компенсирующего дроссел 2 через RCфильтр 26 выпр мл етс выпр мителем 27 и ток пропорциональный выпр мленному напр жению запирает первый диод 9, В результате напр жение на входе логического элемента 12 становитс равным напр же- нию высокого уровн , соответствующему логической 1, а на его выходе по вл етс напр жение низкого уровн , соответствующее логическому 0, что в конечном итоге ведет к отпаданию кор электромагнитно- го реле 19, а. следовательно к отключению сети.5 zero trip of the circuit breaker 24, which leads to a blackout. When a person touches the phase of the network, the zero-sequence voltage removed from the secondary winding 25 of the compensating jumper 2 through the RC filter 26 is rectified by the rectifier 27 and the current proportional to the rectified voltage closes the first diode 9, As a result, the voltage at the input of the logic element 12 becomes equal to the high level voltage corresponding to logical 1, and at its output a low level voltage corresponding to logical 0 appears, which ultimately leads to the falling off of the electromagnetic core barely 19, and. therefore to disconnect the network.

Повышение быстродействи объ сн етс тем, что врем срабатывани устройства не зависит от параметров RC-фильтра 5 в оперативной цепи.The increase in speed is explained by the fact that the response time of the device does not depend on the parameters of the RC filter 5 in the operational circuit.

Однако, при медленном снижении сопротивлени при однофазной утечке напр жение нулевой последовательности может оказывать вли ние на сопротивление ера- батывани , причем наибольшее вли ние происходит при минимальной емкости сети, т.е. сопротивление срабатывани повышаетс при емкости сети равной нулю. Таким образом, может иметь место нежелательна зависимость сопротивлени срабатывани от емкости сети.However, with a slow decrease in resistance during a single-phase leakage, the zero-sequence voltage can affect the operating resistance, and the greatest effect occurs with a minimum network capacity, i.e. tripping resistance increases when the network capacity is zero. Thus, an undesirable dependence of the trip resistance on the network capacitance may occur.

Указанный недостаток устран етс путем выбора напр жени на вторичной обмотке 25 компенсирующего дроссел 1, параметров RC-фильтра 26, конденсатора на выходе выпр мител 27, стабилитрона 28 и резистора 29 таким образом, чтобы обеспечить достаточное быстродействие устройства (пор дка 20 мс), независимость сопротивлени срабатывани при изменении емкости сети, а также высокую устойчивость против ложных срабатываний при коммутационных операци х в сети.This drawback is eliminated by selecting the voltage on the secondary winding 25 of the compensating throttle 1, the parameters of the RC filter 26, the capacitor at the output of the rectifier 27, the zener diode 28, and the resistor 29 in such a way as to ensure sufficient speed of the device (about 20 ms), independence resistance to tripping when the network capacitance changes, as well as high stability against false alarms during switching operations in the network.

Таким образом устройство защиты от утечки тока в трехфазной сети обеспечивает повышение надежности быстродействи ,Thus, the device against current leakage in a three-phase network provides improved reliability,

Claims

The claims

Device for monitoring the insulation resistance of electrical circuits, containing the operational circuit connected

between the terminals for connecting to the mains phases and ground, respectively, and including a series-connected connecting choke, a compensating choke and an isolation capacitor, in parallel with which are connected a series-connected operating current source and a first RC filter, a reference current source, a power source, to the output of which the amplifier is connected to a coil, an executive body, the first resistor connected to the operational circuit, the second to fifth resistors, a zener diode, with the aim of increasing the power and speed, four diodes, two logic elements NOT, a second RC filter and a rectifier are introduced into it, and the compensating inductor is equipped with a secondary winding, while two diodes are included in the operational circuit, the first according to, and the second counter to the operating current source, the diode anodes are connected to the common power supply circuit, the input of the first logical element is NOT connected to the cathode of the first diode through the cathode-anode of the third diode, the input of the second logical element is NOT connected to the cathode of the second through the anode-cathode of the fourth diode the diode, the source of the reference current is connected to the cathode of the second diode through the first resistor according to the specified diode, ai the cathode of the first diode is connected to the cathode of the first diode through the second resistor, the output of the first logic element NOT connected through the third resistor to the control circuit of the amplifier, the output of the second logical element NOT through the fourth resistor - to the input of the executive body, and the secondary winding compensating throttle through a second RC filter and a rectifier connected in series to the first diode operative circuit through a zener diode and a fifth resistor connected in series, the zener diode being connected according to and the rectifier facing an indicated diode.