RU2039404C1 - Device for protective disconnection of electric installation in d c network - Google Patents
Device for protective disconnection of electric installation in d c network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2039404C1 RU2039404C1 SU4920306A RU2039404C1 RU 2039404 C1 RU2039404 C1 RU 2039404C1 SU 4920306 A SU4920306 A SU 4920306A RU 2039404 C1 RU2039404 C1 RU 2039404C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrical installation
- transformer
- network
- wire
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к защите от поражения электрическим током и предназначено для электроустановок, которые питаются от четырехпроводных сетей переменного тока и используются в напольном транспорте и в производственных помещениях. The invention relates to protection against electric shock and is intended for electrical installations that are powered by four-wire AC networks and are used in floor transport and in industrial premises.
Известны устройства для защитного отключения электроустановок при пробое их изоляции на корпус, обрыве цепи нулевого провода, при прикосновении человека к токоведущим частям электроустановки [1, 2]
При использовании этих устройств для защиты электроустановок с понижающим трансформатором и выпрямителем не обеспечивается защита при повреждении изоляции между разнопотенциальными обмотками трансформатора.Known devices for the protective shutdown of electrical installations during the breakdown of their insulation on the housing, open circuit of the neutral wire, when a person touches the live parts of the electrical installation [1, 2]
When using these devices to protect electrical installations with a step-down transformer and a rectifier, protection is not provided if insulation is damaged between the transformer windings of different potentials.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения отключения электроустановки при повреждении изоляции между разнопотенциальными обмотками ее понижающего трансформатора. The aim of the invention is to expand the functionality by providing shutdown of the electrical installation when the insulation is damaged between the different potential windings of its step-down transformer.
Это достигается тем, что устройство, которое содержит два конденсатора, соединенные с двумя фазными проводами и с нулевым проводом сети переменного тока, один конденсатор, соединенный с третьим фазным проводом и через размыкающую кнопку "стоп" с корпусом электроустановки, трансформатор тока нулевой последовательности, усилитель и защитный выключатель, дополняют резистором и двумя последовательно соединенными диодами. This is achieved by the fact that a device that contains two capacitors connected to two phase wires and to the neutral wire of the AC network, one capacitor connected to the third phase wire and through the stop button with the electrical housing, zero sequence current transformer, amplifier and a safety switch, complemented by a resistor and two series-connected diodes.
На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. The drawing shows a circuit diagram of the proposed device.
Защищаемая электроустановка получает электроэнергию по четырехпроводной сети 1 с нулевым проводом 1.1, который заземлен у источника электроэнергии, и с фазными проводами 1.2, 1.3, 1.4. Трехфазное переменное напряжение сети 1 через защитный выключатель 2 по гибкому кабелю 3 поступает к электроустановке 4. По трем фазным проводам сети 1 кабеля 3 подается электроэнергия, необходимая для работы электроустановки 4. Четвертый нулевой провод сети 1 и кабеля 3 обеспечивает защитное заземление ее корпуса. The protected electrical installation receives electricity through a four-
Защитный выключатель 2 имеет реализующие операции пуск и стоп кнопки 2.1 "Пуск" и 2.2 "Стоп" 1, магнитный пускатель 2.3 с силовыми 2.3.1, блокировочным 2.3.2 контактами и катушкой 2.3.3, трансформатор 2.4 тока нулевой последовательности, усилитель напряжения 2.5, реле 2.6 с катушкой 2.6.1 и контактом 2.6.2 и клеммы 2.7. К этим клеммам подключен гибкий кабель 3 и асимметрирующий блок 5 с конденсаторами 5.1 и 5.2. Электроустановка 4 имеет клеммы 4.1, к которым подключены фазные провода кабеля 3. Нулевой провод кабеля 3 соединен с корпусом электроустановки 4. Электроустановка 4 имеет симметрирующий блок 6 с конденсатором 6.1 и кнопкой 6.2 "Стоп" 2, реализующей операцию стоп, понижающий трансформатор 7, выпрямитель 8, резистор 9, диоды 10 и 11, блок 12 управления электродвигателем 13. Элементы 8-13 соединены между собой двухпроводными цепями 14, изолированными относительно корпуса электроустановки 4. The
Конденсаторы блоков 5 и 6 имеют одинаковую емкость, подключены к разным фазам сети 1 и обеспечивают протекание в первичных обмотках трансформатора 2.4 симметричных токов, геометрическая сумма которых равна нулю. При таком равенстве токов отсутствует напряжение на вторичной обмотке трансформатора 2.4. Трансформатор 7 является понижающим и имеет потенциально разделенные первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка подключена через клеммы 4.1 и кабель 3 к сети 1. Вторичная обмотка к выпрямителю 8, который по двухпроводным цепям 14 через блок 12 питает электродвигатель 13, являющийся электроприемником электроустановки 4. К выходу выпрямителя 8 также подключены резистор 9 и последовательно соединенные диоды 10 и 11, общая точка которых соединена с корпусом электроустановки 4. The capacitors of
Устройство защитного отключения работает в следующих режимах. The residual current device operates in the following modes.
В исходном состоянии напряжение сети 1 поступает к усилителю 2.5 выключателя 2, силовые контакты 2.3.1 пускателя 2.3 разомкнуты и на электроустановку 4 напряжение не подается. In the initial state, the voltage of the
Для оперативной подачи напряжения на электроустановку 4 нажимают кнопку "Пуск". Через замкнувшийся контакт этой кнопки, контакт кнопки "Стоп 1" и контакт 2.6.2 реле 2.6 переменное напряжение сети 1 поступает на катушку пускателя 2.3, который после этого замыкает свои силовые 2.3.1 и блокировочный 2.3.2 контакты. Замкнувшийся контакт 2.3.2 создает цепь, обеспечивающую включенное положение пускателя 2.3 при отпущенной кнопке "Пуск" и разомкнутом ее контакте. Через замкнувшиеся контакты 2.3.1 пускателя 2.3 трехфазное переменное напряжение сети 1 поступает на электроустановку 4 и в блок 5. Так как цепи электроустановки 4 и блоков 5, 6 образуют для сети 1 симметричную нагрузку, то после включения пускателя 2.3 по первичным обмоткам трансформатора 2.4 протекают токи, геометрическая сумма которых равна нулю, и отсутствует напряжение на вторичной обмотке этого трансформатора. To quickly supply voltage to the
Поданное на клеммы 4.1 электроустановки 4 трехфазное напряжение понижается трансформатором 7, который обеспечивает потенциальное разделение сети 1 и цепей электроприемника. Пониженное напряжение вторичной обмотки трансформатора 7 выпрямляется выпрямителем 8. Выпрямленное напряжение имеет показанную на схеме полярность, по двухпроводным цепям 14 поступает к электродвигателю 13 и прикладывается к резистору 9 и в его цепи протекает ток. Выпрямленное напряжение имеет обратную полярность по отношению к проводящему направлению диодов 10, 11. The three-phase voltage supplied to the terminals 4.1 of the
Оперативное снятие напряжения с электроустановки 4 осуществляется нажатием кнопок "Стоп 1" и "Стоп 2". При нажатии кнопки "Стоп 1" ее разомкнувшийся контакт снимает напряжение с катушки 2.3.3 магнитного пускателя 2.3, который размыкает свои силовые 2.3.1 и блокировочный 2.3.2 контакты. После размыкания контактов 2.3.1 снимается напряжение с электроустановки 4. Разомкнувшийся контакт 2.3.2 пускателя 2.3 препятствует его включению после замыкания цепи кнопкой "Стоп 1". Operational removal of voltage from
При нажатии кнопки "Стоп 2" в блоке 6 конденсатор 6.1 отключается от корпуса электроустановки 4 и в цепи конденсатора 6.1 ток прекращается. В результате этого нарушается симметрия токов в первичных обмотках трансформатора 2.4. При несимметрии этих токов их геометрическая сумма не равна нулю и на вторичной обмотке трансформатора 2.4 появляется напряжение, которое увеличивается усилителем 2.5. Увеличенное напряжение прикладывается к катушке 2.6.1 реле 2.6, которое срабатывает и размыкает свой контакт 2.6.2. Разомкнувшийся контакт 2.6.2 снимает напряжение с катушки 2.3.3 пускателя 2.3. Далее устройство работает в такой же последовательности, как и после нажатия кнопки "Стоп 1", и снимает напряжение с электроустановки 4. When you press the "
Устройство обеспечивает защитное отключение электроустановки 4 от сети 1 при обрыве нулевого провода кабеля 3, при касании человеком токоведущих частей электроустановки 4, при пробое изоляции между ее токоведущими частями и корпусом, при нарушении изоляции между обмотками трансформатора 7. The device provides a protective disconnection of the
Разрыв цепи нулевого провода кабеля 3 сопровождается прекращением тока в конденсаторе 6.1 блока 6. После этого нарушается симметрия токов в первичных обмотках трансформатора 2.4 и устройство отключает электроустановку 4 от питающей сети 1 в такой же последовательности, как и при нажатии кнопки "Стоп 2". An open circuit of the neutral wire of
Когда человек, находящийся под потенциалом корпуса (земли) электроустановки 4, касается ее токоведущих частей, имеющих потенциал фаз сети 1, то сопротивление человека шунтирует соответствующий конденсатор блока 5 или 6. В результате этого нарушается симметрия токов первичных обмоток трансформатора 2.4. Последующий порядок работы устройства не отличается от ранее описанного порядка отключения электроустановки 4 от кнопки "Стоп 2". После отключения электроустановки 4 снимается напряжение с человека, который коснулся ее токоведущих частей. When a person under the potential of the body (earth) of the
При появлении короткозамкнутой цепи фаза сети 1 корпус электроустановки 4 и при снижении изоляции между ее корпусом и фазами сети 1 нарушается симметрия токов первичных обмоток трансформатора 2.4 и снимается напряжение с электроустановки 4 в описанной ранее последовательности. When a short-circuited circuit appears, the phase of the
Пробой изоляции между первичной и вторичной обмотками трансформатора 7 нарушает потенциальное разделение между сетью 1 и цепями электроприемника электроустановки 4. После пробоя изоляции под действием фазного напряжения сети 1 протекает ток в таком контуре: фазный вывод не показанного на схеме источника напряжения (трансформатора на подстанции) фазный провод сети 1 силовой контакт 2.3.1 пускателя 2.3 фазный провод кабеля 3 первичная обмотка трансформатора 7 сопротивление поврежденной изоляции между обмотками трансформатора 7 диоды выпрямителя 8 диоды 10 и 11 корпус электроустановки 4 нулевые провода кабеля 3 и сети 1 нулевой вывод непоказанного на схеме источника напряжения. A breakdown of the insulation between the primary and secondary windings of the
Одна полуволна переменного тока, который протекает через поврежденную изоляцию, замыкается через диод 10, вторая через диод 11. Ток полуволны, замыкающейся через диод 10, имеет направление: вторичная обмотка трансформатора 7 проводящий ток диод анодной группы выпрямителя 8 диод 10 корпус электроустановки 4 далее элементы контура, который определен ранее. Ток полуволны, замыкающийся через диод 11, имеет направление: корпус электроустановки 4 диод 11 проводящий ток диод катодной группы выпрямителя 8 вторичная обмотка трансформатора 7 далее элементы обозначенные ранее контура. One half-wave of alternating current, which flows through the damaged insulation, closes through
Направление переменного тока, который появляется после пробоя изоляции, совпадает с проводящим направлением диодов 10, 11 и не совпадает с проводящим направлением диодов выпрямителя 8. Обязательным условием для протекания переменного тока такого направления в цепи диодов выпрямителя 8 является наличие в их цепи выпрямленного тока, амплитуда которого превышает амплитуду переменного тока. Выпрямленный ток диодов выпрямителя 8 равен при работающем (неработающем) электродвигателе 13, сумме его тока и тока резистора 9 (току этого резистора). Поэтому сопротивление резистора 9 должно иметь такую величину, при которой появившийся после пробоя изоляции переменный ток, обеспечивает надежное отключение защитного выключателя 2. The direction of the alternating current that appears after the breakdown of insulation coincides with the conductive direction of the
Цепь протекания переменного тока, который накладывается при пробое изоляции на выпрямленный ток выпрямителя 8, шунтирует конденсатор блока 5 или 6. Это приводит к нарушению симметрии токов первичных обмоток трансформатора 2.4. После этого защитный выключатель 2 отключается и снимает напряжение с трансформатора 7, обмотки которого имеют поврежденную изоляцию. The alternating current flow circuit, which is superimposed during the breakdown of insulation on the rectified current of
После оперативных и защитных отключений электроустановки 4, которые описаны, подача на нее напряжения производится нажатием кнопки "Пуск". After operational and protective shutdowns of
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4920306 RU2039404C1 (en) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | Device for protective disconnection of electric installation in d c network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4920306 RU2039404C1 (en) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | Device for protective disconnection of electric installation in d c network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2039404C1 true RU2039404C1 (en) | 1995-07-09 |
Family
ID=21565678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4920306 RU2039404C1 (en) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | Device for protective disconnection of electric installation in d c network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2039404C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168753U1 (en) * | 2016-09-05 | 2017-02-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | DEVICE FOR BALANCE PROTECTION OF HIGH VOLTAGE ELECTRICAL INSTALLATIONS |
RU2652381C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-04-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Device for balance protection combined with transverse differential protection for three-phase high-voltage electrical installations |
-
1991
- 1991-03-19 RU SU4920306 patent/RU2039404C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1390686, кл. H 02H 5/12, 1988. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 694929, кл. H 02H 3/16, 1979. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU168753U1 (en) * | 2016-09-05 | 2017-02-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | DEVICE FOR BALANCE PROTECTION OF HIGH VOLTAGE ELECTRICAL INSTALLATIONS |
RU2652381C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-04-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Device for balance protection combined with transverse differential protection for three-phase high-voltage electrical installations |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4707759A (en) | Universal fault circuit interrupter | |
US4068276A (en) | Protective system for electrical appliances | |
US4580186A (en) | Grounding and ground fault detection circuits | |
US4814641A (en) | Electric safety supply apparatus and connector device combination | |
US8975545B2 (en) | Circuit interrupter including indicator circuit | |
RU2039404C1 (en) | Device for protective disconnection of electric installation in d c network | |
RU2050659C1 (en) | Electric installation incorporating safety device for disconnecting from a.c. mains | |
CA2503933A1 (en) | Leakage current detector interrupter with continuous duty relay | |
RU2124794C1 (en) | Device for protective disconnection in ac circuit with grounded neutral | |
JP4111354B2 (en) | Breaker with built-in current detection current transformer and distribution board | |
SU744818A1 (en) | Device for protective disconnection of electric equipment in ac mains | |
RU2017299C1 (en) | Gear for protective disconnection of electric installation from a c network with three phase and one neutral wires | |
RU2091949C1 (en) | Device for protective disconnection of electric tools | |
SU943958A1 (en) | Device for protective disconnection of electric installation in solidly grounded neutral wire mains | |
SU913507A1 (en) | Device for damage protection of electric plant in network with grounded power supply source | |
US7425780B2 (en) | Safety interface system | |
RU2300165C1 (en) | Device for protecting persons against electric shock from ac distribution center | |
SU1695442A1 (en) | Electric shock safety facility | |
SU1675995A2 (en) | Device for protective disconnection of electrical installation from alternating current circuit | |
JP2023523985A (en) | Apparatus, method and power distribution system for preventing electric shock and fire during electric leakage and ground fault | |
SU922936A1 (en) | Device for protecting electric equipment from damage in network with earthed powersupply source | |
RU2016458C1 (en) | Gear for termination of ferro-resonance processes in networks with insulated neutral | |
SU686116A1 (en) | Arrangement for protective disconnection of electric equipment in ac mains | |
SU982135A1 (en) | Device for protective disconnection electric installation with earthing main line connected to protective line of distribution station | |
SU1323969A1 (en) | Protection disconnection device |