RU2286634C1 - Method and device for protection of three-phase load - Google Patents
Method and device for protection of three-phase load Download PDFInfo
- Publication number
- RU2286634C1 RU2286634C1 RU2005122977/09A RU2005122977A RU2286634C1 RU 2286634 C1 RU2286634 C1 RU 2286634C1 RU 2005122977/09 A RU2005122977/09 A RU 2005122977/09A RU 2005122977 A RU2005122977 A RU 2005122977A RU 2286634 C1 RU2286634 C1 RU 2286634C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- phase
- asymmetry
- currents
- phase currents
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, в частности к защитным способам и устройствам, и может быть использовано для защиты трехфазного силового оборудования от асимметрии токов и человека от поражения электрическим током в сетях переменного тока как с заземленной, так и с незаземленной нейтралью.The present invention relates to electrical engineering, in particular to protective methods and devices, and can be used to protect three-phase power equipment from the asymmetry of currents and humans from electric shock in AC networks with both grounded and non-grounded neutral.
Известны способ и устройство защиты нагрузки [патент RU 2069434, МПК H 02 H 3/16, 1996.11.20], преимущественно для защиты трехфазной сети от токов утечки на землю, предписывающие плавное изменение сопротивления нелинейного элемента и перераспределение тока в цепи органа релейного элемента, для чего устройство содержит нелинейный элемент, соединенный через ограничительный резистор параллельно вспомогательному источнику тока, и выходное реле, соединенное обмоткой параллельно резистору (Выделенное курсивом - признаки присущие предмету изобретения).A known method and device for protecting the load [patent RU 2069434, IPC H 02
Известен способ и устройство защиты нагрузки [патент RU 2131161, МПК H 02 H 5/00, 1999.05.27], преимущественно для защиты человека от поражения электрическим током, предписывающие отключение питающей сети при появлении на исполнительном устройстве сигнала, формирующегося за счет наведения ЭДС в теле человека электромагнитным полем, создаваемым в опасной зоне, что достигается подачей сигнала путем замыкания ЭДС на исполнительное устройство через токоведущие линии нагрузки и линии питания нагрузки в момент прикосновения человека к токоведущим линиям, находящимся под опасным напряжением (Выделенное курсивом - признаки, присущие предмету изобретения).A known method and device for protecting the load [patent RU 2131161, IPC H 02
Известны способ и устройство защиты нагрузки [патент RU 2017299, МПК H 02 H 3/16, 1994.07.30], преимущественно для защитного отключения электрических установок от сети переменного тока с трехфазными проводами и нулевым проводом, предписывающие, при нарушении симметрии токов, отключение нагрузки, для чего обеспечивается срабатывание магнитного пускателя, управляемого от трансформатора нулевой последовательности через усилитель напряжения, реле и два асимметра (Выделенное курсивом - признаки, присущие предмету изобретения).A known method and device for protecting the load [patent RU 2017299, IPC H 02
Существенным недостатком, присущим вышеуказанным способам и устройствам защиты, являются значительные аппаратурная избыточность, инерционность и ограниченная надежность в работе.A significant drawback inherent in the above methods and protection devices are significant hardware redundancy, inertia and limited reliability.
Задача изобретения - защита трехфазных симметричных нагрузок от асимметрии фазных токов, замыканий и утечек на землю, а также человека от поражения электрическим током.The objective of the invention is the protection of three-phase symmetrical loads from the asymmetry of phase currents, short circuits and earth leaks, as well as a person from electric shock.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе защиты трехфазной нагрузки осуществляют сравнение модулей мгновенных значений асимметрии фазных токов в нагрузке с ее допуском, а при выходе асимметрии фазных токов в нагрузке за поле допуска нагрузки отключают от источника трехфазной питающей цепи, а устройство для защиты трехфазной нагрузки дополнительно содержит трехфазное реле оценки степени асимметрии фазных токов, соединенное обмотками последовательно, между магнитным пускателем и нагрузкой, нормально замкнутые контакты которого последовательно соединены с обмоткой магнитного пускателя.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the method of protecting a three-phase load, the instantaneous asymmetry modules of the phase currents in the load are compared with the tolerance, and when the asymmetry of the phase currents in the load is outside the load tolerance field, they are disconnected from the source of the three-phase supply circuit, and the device for protecting the three-phase the load additionally contains a three-phase relay for assessing the degree of asymmetry of phase currents, connected in series by the windings, between the magnetic starter and the load, normally closed whose contacts are connected in series with the winding of the magnetic starter.
Для достижения технического результата в способе защиты трехфазной нагрузки от асимметрии фазных токов и человека от поражения электрическим током, включающем оценку степени асимметрии токов в нагрузке, дополнительно осуществляют сравнение модулей мгновенных значений асимметрии фазных токов в нагрузке с ее допуском, а при выходе асимметрии фазных токов в нагрузке за поле допуска нагрузку отключают от источника трехфазной питающей цепи; в устройство защиты трехфазной нагрузки от асимметрии фазных токов и человека от поражения электрическим током, содержащее магнитный пускатель, соединенный входами пофазно с источником питания, и нагрузку, дополнительно введено трехфазное реле оценки степени асимметрии фазных токов в нагрузке, соединенное входами пофазно с выходами магнитного пускателя, выходами - со входами нагрузки, а нормально замкнутые контакты реле оценки степени асимметрии фазных токов соединены последовательно с обмоткой магнитного пускателя, причем реле оценки степени асимметрии фазных токов содержит катушку из трех идентичных обмоток, в которой размещен сердечник из магнитомягкой электротехнической стали и нормально замкнутые контакты, управляемые магнитным полем сердечника.To achieve a technical result in a method of protecting a three-phase load from the asymmetry of phase currents and a person from electric shock, including assessing the degree of asymmetry of the currents in the load, they additionally compare the modules of the instantaneous values of the asymmetry of phase currents in the load with its tolerance, and when the asymmetry of phase currents in the load beyond the tolerance field, the load is disconnected from the source of the three-phase supply circuit; a device for protecting a three-phase load from the asymmetry of phase currents and a person from electric shock, containing a magnetic starter connected in phase with the power supply and a load, an additional three-phase relay for assessing the degree of asymmetry of phase currents in a load connected in phase with the outputs of a magnetic starter, outputs - with load inputs, and normally closed contacts of the relay for assessing the degree of asymmetry of phase currents are connected in series with the winding of the magnetic starter, and the relay is rated The degree of asymmetry of phase currents contains a coil of three identical windings, in which a core made of soft magnetic electrical steel and normally closed contacts controlled by the magnetic field of the core are placed.
Диаграммы токов в нагрузке, поясняющие принцип оценки степени асимметрии фазных токов в нагрузке, приведены на фиг.1, схема устройства для защиты трехфазной нагрузки от асимметрии фазных токов и человека от поражения электрическим током приведена на фиг.2, а схема реле оценки степени асимметрии фазных токов - на фиг.3.Diagrams of currents in the load explaining the principle of assessing the degree of asymmetry of phase currents in a load are shown in Fig. 1, a diagram of a device for protecting a three-phase load from asymmetry of phase currents and a person from electric shock is shown in Fig. 2, and a diagram of a relay for assessing the degree of phase asymmetry currents - figure 3.
Способ защиты трехфазной нагрузки от асимметрии фазных токов и человека от поражения электрическим током состоит в том, что, см. фиг.1, по модулю суммы векторов фазных токов оценивается степень их асимметрии а при выходе значения за поле допуска нагрузка отключается от источника питания. Такое решение обеспечивает исключение содержания нагрузки под током как при утечке тока по любой из фаз, так и при дисбалансе сопротивления любого фазного элемента, в т.ч. и, при достаточной чувствительности устройства, защиту человека от поражения электрическим током.A method of protecting a three-phase load from the asymmetry of phase currents and a person from electric shock is that, see figure 1, modulo sums of phase current vectors their degree of asymmetry is estimated and when output values per tolerance field the load is disconnected from the power source. Such a solution ensures the exclusion of the load content under current, both during current leakage in any of the phases, and with an imbalance in the resistance of any phase element, including and, with sufficient sensitivity of the device, protection of a person from electric shock.
Устройство защиты трехфазной нагрузки от асимметрии фазных токов и человека от поражения электрическим током содержит (см. фиг.2) магнитный пускатель 1, соединенный входами с источником питания, нагрузку 2 и реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов, соединенное входами (обмотками) пофазно с выходами магнитного пускателя 1, выходами (обмотками) - пофазно со входами нагрузки 2, а нормально замкнутыми контактами - последовательно с обмоткой магнитного пускателя 1. Реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов (см. фиг.3) содержит катушку 4 из трех идентичных (w1=w2=w3) обмоток, сердечник 5 из магнитомягкой электротехнической стали, размещенный в катушке 4, и нормально замкнутые контакты 6, управляемые магнитным полем сердечника 5. Входы катушки 4 (обмоток wi) пофазно соединены с выходами магнитного пускателя 1, выходы катушки 4 (обмоток wi) реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов соединены пофазно со входами нагрузки 2, а нормально замкнутые контакты 6 реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов соединены последовательно с обмоткой магнитного пускателя 1.The device for protecting a three-phase load from the asymmetry of phase currents and a person from electric shock contains (see Fig. 2) a
Устройство защиты трехфазной нагрузки от асимметрии фазных токов и человека от поражения электрическим током работает следующим образом (см. фиг.2). Нормально замкнутые контакты 6 реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов обеспечивают гальваническую связь обмотки магнитного пускателя 1, через нормально замкнутые контакты его кнопки "Стоп", с источником питания. При нажатии кнопки "Пуск" контакты пускателя 1, нормально разомкнутые, замыкаются и нагрузка 2, через магнитный пускатель 1 и реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов, соединяется с источником питания. В нагрузке 2, при симметричности ее фазных сопротивлений, протекают равные по модулю фазные токи со сдвигом по фазе на 120°, а асимметрия фазных токов не выходит за пределы поля допуска тогда напряженность магнитного поля |H| в катушке реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов недостаточна (|H|<|Hp|) для размыкания контактов реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов и обесточивания обмотки магнитного пускателя 1. При нарушении симметрии фазных токов, т.е. при в момент выхода асимметрии за поле допуска (при по причинам неравенства модулей фазных токов неравенства фазных сопротивлений нагрузки (Rфа≠Rфb≠Rфс), неравенства сопротивлений между входом фазы нагрузки 2 и корпусом нагрузки и/или землей (R1≠R2≠R3) и т.д., в катушке 4 реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов протекают несимметричные токи, напряженность магнитного поля в сердечнике 5 реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов достигает уровня |≥Hp|, достаточного для срабатывания реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов, при этом его нормально замкнутые контакты 6 размыкаются (при |H|≥|Hp|), обмотка магнитного пускателя 1 обесточивается, контакты магнитного пускателя 1 размыкаются, а нагрузка 2 автоматически отключается от питающей сети (обесточивается). Нарушение симметричности фазных токов нагрузки 2, т.е. токов, протекающих через реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов, независимо от причины, ее вызвавшей, приводит к обесточиванию нагрузки 2, а следовательно, - к ее защите, равно как и к защите питающей сети от короткого замыкания, обрыва фазы, утечки на землю, а при достаточной чувствительности реле 3 оценки степени асимметрии фазных токов - и к защите человека от поражения электрическим током.A device for protecting a three-phase load from the asymmetry of phase currents and a person from electric shock works as follows (see figure 2). Normally closed contacts 6 of the
Результаты испытаний - инерционность защитного отключения трехфазной нагрузки (с нейтралью или без таковой) не превышает 0,2 сек при модуле асимметрии фазных токов , что даже при снижении сопротивления изоляции любой из фаз на корпус обеспечивает защиту нагрузки 2 (электропривода) от асимметрии фазных токов и человека от поражения электрическим током в 30÷40 мА/сек и более, при допуске (в шахтной угледобыче) в 100÷150 мА/сек.Test results - the inertia of the three-phase load protective shutdown (with or without neutral) does not exceed 0.2 seconds with a phase current asymmetry module that even with a decrease in the insulation resistance of any phase on the case, it protects load 2 (electric drive) from the asymmetry of phase currents and a person from electric shock of 30 ÷ 40 mA / s or more, with a tolerance (in coal mining) of 100 ÷ 150 mA / s
Достоинства способа и устройства защиты трехфазной нагрузки от асимметрии фазных токов и человека от поражения электрическим током состоят в автоматическом срабатывании защиты при минимизации аппаратурной избыточности и инерционности отключения нагрузки в случае выхода асимметрии фазных токов в нагрузке за поле допуска и, как следствие, в повышении надежности в работе. Так при разнице тока в одной из фазных обмоток реле оценки степени асимметрии фазных токов на десятки миллиампер устройство с задержкой не более 0,2 сек отключает (обесточивает) нагрузку, что позволяет защитить нагрузку от перекоса фазных токов, при нарушении асимметрии сопротивления фазных обмоток нагрузки, и утечек тока на корпус оборудования, и даже при появлении тока утечки через цепь с сопротивлением в единицы и десятки тысяч Ом, а следовательно, - защитить человека от токов в десятки мА/сек, что в шахтных условиях, условиях повышенной влажности, обеспечивает защиту человека от поражения током.The advantages of the method and device for protecting the three-phase load from the asymmetry of phase currents and a person from electric shock consist in the automatic operation of the protection while minimizing the hardware redundancy and inertia of the disconnection of the load in case of asymmetry of the phase currents in the load beyond the tolerance field and, as a result, in increasing the reliability work. So, if the current difference in one of the phase windings of the relay estimates the degree of asymmetry of phase currents by tens of milliamps, the device with a delay of no more than 0.2 seconds disconnects (de-energizes) the load, which allows you to protect the load from distortion of the phase currents, if the asymmetry of the resistance of the phase windings of the load is violated, and current leaks to the equipment case, and even when a leakage current appears through a circuit with a resistance of units and tens of thousands of Ohms, and therefore, protect a person from currents of tens of mA / s, which in mine conditions, conditions increased in imperfections, protects a person from electric shock.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122977/09A RU2286634C1 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Method and device for protection of three-phase load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122977/09A RU2286634C1 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Method and device for protection of three-phase load |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2286634C1 true RU2286634C1 (en) | 2006-10-27 |
Family
ID=37438766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005122977/09A RU2286634C1 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Method and device for protection of three-phase load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2286634C1 (en) |
-
2005
- 2005-07-19 RU RU2005122977/09A patent/RU2286634C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112262511B (en) | Universal power distribution system for detecting and repairing electrical faults and construction method thereof | |
JP5230432B2 (en) | Earth leakage breaker system for three-phase power system | |
JP5466302B2 (en) | System and method for a multiphase ground fault circuit breaker | |
EP2747116A1 (en) | Three-phase ground fault circuit interrupter | |
JP2012512620A (en) | Sentinel system for IT power distribution system with floating reference conductor | |
AU2017258894A1 (en) | An electrical protection device | |
El-Sherif | Ground-fault protection: All you need to know | |
WO2016033576A2 (en) | Non-destructive short circuit testing for electrically operated circuit breakers | |
CN101926069B (en) | Control unit and residual current protection switch | |
US20110178649A1 (en) | Method for preventing electric shock by contact with connected-to-ground electric appliances and installations, and apparatus therefor | |
RU71041U1 (en) | THREE-PHASE LOAD PROTECTIVE SHUT-OFF SYSTEM | |
RU2286634C1 (en) | Method and device for protection of three-phase load | |
CN114649793A (en) | Fireproof and human body electric shock prevention protection device for three-phase four-wire system and detection method | |
RU73558U1 (en) | THREE-PHASE LOAD PROTECTION DEVICE | |
US20170222427A1 (en) | Power switching arrangement for line insulation monitoring | |
EA025470B1 (en) | Protective circuit-breaking device | |
JP2010217019A (en) | Insulation grounding monitoring device | |
CN104466942B (en) | A kind of leakage protection circuit | |
TW201914145A (en) | Three-phase low-voltage AC load power supply protection circuit capable of achieving a safe operation by preventing the load rotor from being damaged by the imbalance of the relative phase voltage in the three phases | |
RU2697870C2 (en) | Method and system of remote switching of load in measuring resistance of insulation and variant of device therefor | |
Pavan et al. | Design and Development of Single Phase Preventer for Three Phase Induction Motor using Neutral Star Clamped Method | |
TW202425028A (en) | Breaker apparatus for preventing electrical leakage during water immersion and method of performing the same wherein a relay corresponding to the power port will be switched on to supply power normally even if electric leakage is detected by a leakage detector | |
RU50347U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTIVE DOWNLOADS | |
Basar | Improvement of ground-fault relaying selectivity through the application of directional relays to high-voltage longwall mining systems | |
RU137640U1 (en) | THREE-PHASE LOAD PROTECTION DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070720 |