RU2501141C1 - Device for leakage test and shutoff protection - Google Patents
Device for leakage test and shutoff protection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2501141C1 RU2501141C1 RU2012118030/07A RU2012118030A RU2501141C1 RU 2501141 C1 RU2501141 C1 RU 2501141C1 RU 2012118030/07 A RU2012118030/07 A RU 2012118030/07A RU 2012118030 A RU2012118030 A RU 2012118030A RU 2501141 C1 RU2501141 C1 RU 2501141C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- network
- relay
- source
- series
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам контроля изоляции и защитного отключения шахтных электрических сетей.The invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for monitoring insulation and protective shutdown of mine electrical networks.
Известные устройства контроля изоляции и защитного отключения, содержащие источник постоянного измерительного тока, который формируется выпрямителем, подключенным к фазам защищаемой сети, и исполнительное реле, включенное последовательно с указанным выпрямителем между фазами сети и заземлителем. Причем все элементы устройства присоединены к фазам защищаемой сети, после главных контактов выключателя, на выключающую систему которого воздействует на исполнительное реле [1].Known devices for monitoring insulation and protective shutdown, containing a source of constant measuring current, which is formed by a rectifier connected to the phases of the protected network, and an executive relay connected in series with the specified rectifier between the phases of the network and the ground electrode. Moreover, all the elements of the device are connected to the phases of the protected network, after the main contacts of the circuit breaker, the switching system of which acts on the Executive relay [1].
Недостатком таких устройств является невозможность осуществить функцию предварительного контроля изоляции сети при отключенном выключателе.The disadvantage of such devices is the inability to carry out the function of preliminary control of the insulation of the network with the circuit breaker open.
Известны также устройства контроля изоляции и защитного отключения, содержащие источник постоянного измерительного тока, включенный до главных контактов выключателя, подающего напряжение на защищаемую сеть, фильтр присоединения указанного источника между фазами сети и землей, состоящий из разделительного конденсатора, компенсирующего и присоединительного дросселей, включенных последовательно между фазами и заземлителем, и исполнительного реле, воздействующего на отключающую систему указанного выключателя, а между разделительным конденсатором и заземлителем включена цепь из последовательно соединенных резистора и диода, зашунтированного контактами дополнительно введенного реле напряжения. С помощью указанной цепи обеспечивается искробезопасность устройства в режиме предварительного контроля изоляции. Эта цепь обеспечивает фиксацию устройства в положении срабатывания в режиме когда есть напряжение на защищаемой сети, и, в то же время, возврат устройства в режиме предварительного контроля изоляции при исчезновении опасной утечки [2].Also known are devices for monitoring insulation and protective shutdown, containing a constant current measuring source connected to the main contacts of the switch supplying voltage to the protected network, a filter for connecting the specified source between the phases of the network and ground, consisting of an isolation capacitor, compensating and connecting chokes connected in series between phases and an earthing switch, and an executive relay acting on the tripping system of the specified switch, and between the isolation a capacitor and an earthing switch include a circuit from a series-connected resistor and a diode, shunted by the contacts of an additionally introduced voltage relay. Using this circuit ensures the intrinsic safety of the device in the preliminary insulation control mode. This circuit ensures that the device is fixed in the triggered position in the mode when there is voltage on the protected network, and, at the same time, the device is returned in the preliminary insulation control mode when a dangerous leak disappears [2].
Недостатком таких устройств является невозможность обеспечить искробезопасность измерительной цепи в режиме предварительного контроля изоляции при значительном (несколько сот вольт) напряжении источника измерительного тока как это требуется для устройств защиты электрических сетей на 3 кВ и выше. Это объясняется значительными бросками тока и напряжения в измерительной цепи при замыканиях между фазами сети и землей за счет разряда через эту цепь разделительного конденсатора и компенсирующего дросселя. Недостатками таких устройств является и тот факт, что уставки его совпадают как в режиме предварительного контроля изоляции, так и в режиме, когда на сеть подано напряжение, что может приводить к включению сети с опасной утечкой и ее немедленному отключению.The disadvantage of such devices is the inability to ensure the intrinsic safety of the measuring circuit in the preliminary insulation control mode at a significant (several hundred volts) voltage of the measuring current source as required for devices for protecting electrical networks of 3 kV and above. This is explained by significant surges of current and voltage in the measuring circuit during short circuits between the phases of the network and ground due to the discharge through this circuit of an isolation capacitor and a compensating inductor. The disadvantages of such devices is the fact that its settings coincide both in the preliminary insulation control mode and in the mode when voltage is applied to the network, which can lead to the inclusion of a network with a dangerous leak and its immediate shutdown.
Задачей изобретения является повышение искробезопасности измерительной цепи устройства защитного отключения в режиме предварительного контроля изоляции электрической сети на 3 кВ и выше, и изменение уставки устройства в зависимости от режима работы.The objective of the invention is to increase the intrinsic safety of the measuring circuit of the residual current device in the preliminary control mode of insulation of the electric network by 3 kV and above, and changing the setpoint of the device depending on the operating mode.
Задача решается таким образом, что в известном устройстве контроля изоляции и защитного отключения, содержащего источник постоянного измерительного тока, включенного до главных контактов выключателя, подающего напряжение на защищаемую сеть, фильтр присоединения указанного источника между фазами сети и землей, состоящий из разделительного конденсатора и компенсирующего дросселя, обмотка переменного тока которого соединена с нулевой точкой силового трансформатора, питающего сеть, исполнительное реле и реле напряжения, которое срабатывает при наличии напряжения на фазах сети, предложен источник постоянного измерительного тока соединить с заземляющим зажимом через две параллельные цепи, в одну из которых включены последовательно первый резистор и размыкающий контакт реле напряжения, а во вторую - второй резистор, диод в направлении когда проводится измерительный ток и замыкающий контакт реле напряжения, а обмотку переменного тока компенсирующего дросселя зашунтировать дополнительным конденсатором.The problem is solved in such a way that in the known device for monitoring insulation and protective shutdown, containing a source of constant measuring current, connected to the main contacts of the circuit breaker, supplying voltage to the protected network, a filter for connecting the specified source between the phases of the network and ground, consisting of an isolation capacitor and a compensating inductor the AC winding of which is connected to the zero point of the power transformer supplying the network, an executive relay, and a voltage relay that operates When there is voltage on the phases of the network, it is proposed to connect the source of direct measuring current to the grounding clamp through two parallel circuits, one of which includes the first resistor and the NC contact of the voltage relay, and the second - the second resistor, the diode in the direction when the measurement current is conducted and the make contact of the voltage relay, and bypass the alternating current winding of the compensating inductor with an additional capacitor.
На фигуре приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Она содержит источник постоянного измерительного тока 1, включенного до главных контактов выключателя 2, который подает через силовой трансформатор 3 напряжение на защищаемую сеть, фильтр присоединения указанного источника между фазами сети и землей, состоящий из разделительного конденсатора 4 и компенсирующего дросселя 5, обмотка переменного тока которого соединена с нулевой точкой соединения вторичных обмоток силового трансформатора 3, питающего сеть, исполнительное реле 6, которое получает команду на срабатывание от узла контроля измерительного тока 7 и воздействует на отключающую систему выключателя 2, дополнительно введенные резисторы 8, 9, переключающий контакт 10 реле напряжения, диод 11 и конденсатор 12. Разделительный конденсатор 4 зашунтирован замыкающим контактом 13 реле 14, обмотка электромагнита которого подключена к источнику питания через последовательно включенные замыкающий контакт 15 реле напряжения и размыкающий контакт 16 исполнительного реле 6. В цепь контакта 13 включен дроссель 17, который снижает броски разрядного тока конденсатора 4 через замыкающий контакт 13, предотвращая его сварку, а параллельно диоду 11 включен резистор 18, обеспечивающий разряд конденсатора 4 при выключенном устройстве защиты.The figure shows a circuit diagram of the proposed device. It contains a source of direct measuring current 1, connected to the main contacts of the switch 2, which supplies voltage to the protected network through a power transformer 3, a filter for connecting the specified source between the phases of the network and ground, consisting of an isolation capacitor 4 and a compensating inductor 5, the AC winding of which connected to the zero point of the connection of the secondary windings of the power transformer 3, supplying the network, the Executive relay 6, which receives a command to operate from the control unit from the test current 7 and acts on the disconnecting system of the switch 2, the additionally introduced resistors 8, 9, the switching contact 10 of the voltage relay, the diode 11 and the capacitor 12. The isolation capacitor 4 is bridged by the closing contact 13 of the relay 14, the electromagnet winding of which is connected to the power source through series-connected the make contact 15 of the voltage relay and the make contact 16 of the executive relay 6. In the circuit of the contact 13 is a choke 17, which reduces the surge current of the capacitor 4 through the make contact step 13, preventing welding, and parallel to the diode 11, a resistor 18 is turned on, which ensures the discharge of the capacitor 4 when the protection device is turned off.
Устройство работает следующим образом. При выключенном выключателе 2 и отсутствии напряжения на защищаемой сети, реле напряжения включено, размыкающая часть его контакта 10 замкнута, а замыкающая часть разомкнута. Поэтому измерительный ток протекает по цепи: источник измерительного тока 1, резистор 8, контакт 10, земля, сопротивление изоляции сети, обмотки трансформатора 3, нейтраль, компенсирующий дроссель 5, вход узла 7 контроля измерительного тока. Если сопротивление изоляции сети достаточно высокое, а измерительный ток меньше уставки узла 7, реле 6 включено и позволяет включить выключатель 2 и подать напряжение на защищаемую сеть. Если же сопротивление изоляции сети ниже нормы, реле 6 отключается и выключатель 2 включить невозможно до устранения неисправности.The device operates as follows. When the switch 2 is off and there is no voltage on the protected network, the voltage relay is turned on, the opening part of its contact 10 is closed, and the closing part is open. Therefore, the measuring current flows through the circuit: measuring current source 1, resistor 8, terminal 10, ground, insulation resistance of the network, transformer windings 3, neutral, compensating inductor 5, input of measuring current monitoring unit 7. If the insulation resistance of the network is high enough, and the measuring current is less than the setpoint of node 7, relay 6 is turned on and allows you to turn on the switch 2 and apply voltage to the protected network. If the insulation resistance of the network is below normal, the relay 6 is turned off and the switch 2 cannot be turned on until the fault is eliminated.
При включении выключателя 2 и поданном на сеть напряжении, путь измерительного тока до заземлителя изменяется, поскольку в этом режиме реле напряжения включено, его размыкающий контакт 10 разомкнут, а замыкающий контакт замкнут. Поэтому измерительный ток течет через второй дополнительный резистор 9, диод 11, замкнутый контакт 10, землю и т.д., равно как и в рассмотренном ранее режиме. Таким образом, электрическая схема предлагаемого устройства позволяет изменять его уставку в режиме предварительного контроля изоляции в отношении уставки в режиме общесетевой защиты при поданном на сеть напряжении. Для этого изменяют соотношение сопротивлений резисторов 8 и 9. В результате есть возможность исключить режим, когда только что включенная сеть немедленно отключается устройством защиты. Наличие диода 11 и конденсатора 12 позволяет снизить броски тока, обусловленные разрядом разделительного конденсатора 4, и броски напряжения, вызванные действием э.д.с. самоиндукции в обмотке компенсирующего дросселя 5, соответственно при замыкании и размыкании цепи измерительного тока, вызванных замыканиями фаз на землю. Это позволяет обеспечить искробезопасность измерительной цепи при значительном напряжении источника измерительного тока (несколько сот вольт) как это требуется для устройств защиты сетей на 3 кВ и выше.When the switch 2 is turned on and the voltage is applied to the network, the measuring current path to the ground electrode changes, since in this mode the voltage relay is turned on, its opening contact 10 is open, and the making contact is closed. Therefore, the measuring current flows through the second additional resistor 9, diode 11, closed contact 10, ground, etc., as well as in the previously considered mode. Thus, the electrical circuit of the proposed device allows you to change its setting in the mode of preliminary control of insulation in relation to the setting in the mode of network protection when the voltage is applied to the network. For this, the ratio of the resistances of the resistors 8 and 9 is changed. As a result, it is possible to exclude the mode when the network that has just been turned on is immediately turned off by the protection device. The presence of the diode 11 and the capacitor 12 can reduce the inrush current due to the discharge of the separation capacitor 4, and the inrush caused by the action of the emf self-induction in the winding of the compensating inductor 5, respectively, when the circuit of the measuring current is closed and opened, caused by phase-to-earth faults. This makes it possible to ensure the intrinsic safety of the measuring circuit at a significant voltage of the measuring current source (several hundred volts) as required for network protection devices of 3 kV and higher.
Таким образом, решена задача обеспечения уставки устройства в режиме предварительного контроля изоляции выше уставки его при поданном напряжении на защищаемую сеть и искробезопасности измерительной цепи при необходимых для высоковольтных сетей параметрах источника измерительного тока.Thus, the task of ensuring the setpoint of the device in the preliminary control mode of isolation above its setpoint at a supplied voltage to the protected network and the intrinsic safety of the measuring circuit with the parameters of the measuring current source necessary for high-voltage networks has been solved.
В нормальном режиме при поданном на сеть напряжении контакт 15 реле напряжения включен, а контакт 16 реле 6 разомкнут. Поэтому реле 14 отключено, а его контакт 13 - разомкнут.Если в сети появится опасный ток утечки, то реле 6 отключится, а реле напряжения останется на некоторое время включенным, так как напряжение в сети поддерживается электродвигателями, переходящими в генераторный режим. В результате реле 14 сработает, его контакт 13 замкнется и ток через вход узла контроля 7 резко возрастет, при этом реле 6 блокируется в выключенном положении до снижения напряжения в сети ниже напряжения, при котором отключается реле напряжения. Это дает возможность обеспечить четкое срабатывание устройства в режиме перемежающейся утечки.In normal mode, when voltage is applied to the network, terminal 15 of the voltage relay is turned on, and terminal 16 of relay 6 is open. Therefore, the relay 14 is disconnected, and its contact 13 is open. If a dangerous leakage current appears in the network, then the relay 6 will turn off, and the voltage relay will remain on for some time, since the voltage in the network is supported by electric motors that switch to the generator mode. As a result, the relay 14 will operate, its contact 13 will close and the current through the input of the control unit 7 will increase sharply, while the relay 6 is blocked in the off position until the voltage in the network drops below the voltage at which the voltage relay is turned off. This makes it possible to ensure clear operation of the device in intermittent leakage mode.
После исчезновения напряжения в сети контакт 15 реле напряжения размыкается, реле 14 отключается, контакт 13 размыкается и устройство переходит в режим предварительного контроля изоляции.After the disappearance of voltage in the network, contact 15 of the voltage relay opens, relay 14 is turned off, contact 13 opens and the device enters the preliminary insulation control mode.
Источники информацииInformation sources
1. B.C. Дзюбан, Я.С. Рыман, А.К. Маслий. Справочник энергетика угольной шахты. М., Недра, 1983, с.229-233.1. B.C. Dziuban, Ya.S. Ryman, A.K. Masly. Handbook of coal mine energy. M., Nedra, 1983, p.229-233.
2. B.C. Дзюбан. Взрывозащищенные аппараты низкого напряжения. М., Энергоатомиздат, 1993, с.166-173.2. B.C. Juban. Explosion-proof devices of low voltage. M., Energoatomizdat, 1993, p. 166-173.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201111123A UA99235C2 (en) | 2011-09-19 | 2011-09-19 | Device for insulation control and shutoff protection |
| UAA201111123 | 2011-09-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012118030A RU2012118030A (en) | 2013-11-20 |
| RU2501141C1 true RU2501141C1 (en) | 2013-12-10 |
Family
ID=49554909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012118030/07A RU2501141C1 (en) | 2011-09-19 | 2012-05-02 | Device for leakage test and shutoff protection |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2501141C1 (en) |
| UA (1) | UA99235C2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA14848U (en) * | 2006-02-27 | 2006-05-15 | Oleksandr Mykhailov Briukhanov | Device for protection against leakage currents in mains with an insulated neutral |
| UA14850U (en) * | 2006-02-27 | 2006-05-15 | Vitalii Serafymovych Dziuban | Device for protection against leakage currents |
-
2011
- 2011-09-19 UA UAA201111123A patent/UA99235C2/en unknown
-
2012
- 2012-05-02 RU RU2012118030/07A patent/RU2501141C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA14848U (en) * | 2006-02-27 | 2006-05-15 | Oleksandr Mykhailov Briukhanov | Device for protection against leakage currents in mains with an insulated neutral |
| UA14850U (en) * | 2006-02-27 | 2006-05-15 | Vitalii Serafymovych Dziuban | Device for protection against leakage currents |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA99235C2 (en) | 2012-07-25 |
| RU2012118030A (en) | 2013-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5726047B2 (en) | Operation test apparatus and operation test method for high-voltage system protection equipment | |
| Bridger | High-resistance grounding | |
| BR102016008589A2 (en) | dc circuit breakers and method for operating a switch | |
| CN105594084B (en) | High-speed switch fault current limiter and current limiter system | |
| US10985559B2 (en) | Method and system for improved operation of power grid components in the presence of direct current (DC) | |
| US11588321B2 (en) | Low-voltage protection switch unit | |
| Vanteddu et al. | Protection design and coordination of DC distributed power systems architectures | |
| US20190372332A1 (en) | Surge protection device | |
| RU2733202C1 (en) | Device for disconnection of line with ground fault in network with insulated neutral | |
| CN110036547A (en) | Under-voltage circuit breaker equipment | |
| RU2501141C1 (en) | Device for leakage test and shutoff protection | |
| Psaras et al. | Protection study for SST-integrated LVDC networks with multiple feeders | |
| CN203911463U (en) | Single-phase earthing circuit protection device of power distribution network for arc-suppression coil-based neutral-point earthing system | |
| RU2646219C1 (en) | Device for protecting against fault to ground and controlling insulation resistance of alternating current electric plant | |
| Skibinski et al. | Part I: Application guidelines for high resistance grounding of low voltage common AC Bus and common DC BUS PWM drive systems | |
| RU2284084C2 (en) | Device for limiting parameters of electromagnetic processes in high-voltage networks | |
| RU124069U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTIVE DISCONNECTING OF ELECTRICAL INSTALLATION FROM AC NETWORK WITH THREE PHASE WIRES AND ZERO WIRE | |
| KR102628733B1 (en) | Apparatus for preventing electric shock from electric leakage and ground fault, and electric supplying system having the same | |
| RU2473158C1 (en) | Device of selective monitoring and protection against earth faults in circuit with isolated neutral | |
| RU2239269C1 (en) | Earth fault protection and ac electric power unit isolation resistance control device | |
| SU1171898A1 (en) | Device for earth leakage protection of stator of generator which is in the same unit as transformer | |
| RU1836774C (en) | Internal surge and ferroresonance process limiting arrangement for systems with compensated capacitive fault-to earth current | |
| MATEJ | METHODS OF NEUTRAL GROUNDING | |
| WO2024035250A1 (en) | Neutral tear protection device in low-voltage electrical installations | |
| JP2023523985A (en) | Apparatus, method and power distribution system for preventing electric shock and fire during electric leakage and ground fault |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150503 |