RU2791057C1

RU2791057C1 - Device for protection from arc circuits and overcurrent with serviceability control

Info

Publication number: RU2791057C1
Application number: RU2021135870A
Authority: RU
Inventors: Даурен Джамбулович Исабеков; Владимир Николаевич Горюнов; Елена Петровна Жиленко
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2023-03-02

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: device for protection from arc circuits and overcurrent with serviceability control is proposed, containing three photodiodes placed in compartments of a switchgear cell, the first, the second, and the third intermediate relays with closing and opening contacts, reed switches with closing contacts. Reed switches are placed inside control windings and, using clips, are fixed on the first bar attached to a wall of a relay cabinet of the switchgear cell. Photodiodes, thermal resistors, LEDs, and the first filament lamps are placed in a cable compartment, an assembled bus compartment, and a switch compartment. A microcontroller, time relay, intermediate relays, and indication relays are installed in a protection unit. Photodiodes, thermal resistors, LEDs, and the first filament lamps are fixed on the second bar with the possibility of its movement along slots.

EFFECT: reduction in weight and dimensional indicators and increase in the reliability.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, и может быть использовано для защиты ячеек комплектных распределительных устройств (КРУ), напряжением 6-10 кВ наружной и внутренней установок от внутренних коротких замыканий, сопровождаемых электрической дугой, а также от перегрузки по току у электроустановок, подключенных к данной ячейке КРУ.The invention relates to electrical engineering, namely to relay protection, and can be used to protect the cells of complete switchgear (KRU), voltage of 6-10 kV outdoor and indoor installations from internal short circuits, accompanied by an electric arc, as well as from overcurrent at electrical installations connected to this switchgear unit.

Известно устройство защиты от дуговых коротких замыканий ячеек КРУ [RU № 2559 817, H02H 7/00, опубл. 10.08.2015], содержащее первое и второе реле тока, подключенные к вторичным обмоткам первого и второго трансформаторов тока, которые первичными обмотками включены в рассечку фаз А и С присоединения, реле времени, которое подключено к первому и второму реле тока, выходное реле, вход которого подключен к реле времени, а выход подключен в цепь отключения выключателя, отличающееся тем, что третий трансформатор тока первичной обмоткой включен в рассечку фазы В, трансформатор тока нулевой последовательности надет на кабель, причем первый преобразователь тока в напряжение подключен в рассечку нулевого провода первого, второго и третьего трансформаторов тока, а второй преобразователь тока в напряжение подключен к вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности, при этом первый и второй фильтры высших гармоник соответственно подключены к первому и второму преобразователям тока в напряжение, усилитель подключен к второму фильтру высших гармоник, причем первый и второй выпрямители соответственно подключены к первому фильтру высших гармоники усилителю, а элемент сравнения подключен входам и к первому и второму выпрямителям, а выходом подключен к выходному реле.A known device for protection against arc short circuits of the KRU cells [RU No. 2559 817, H02H 7/00, publ. 08/10/2015], containing the first and second current relays connected to the secondary windings of the first and second current transformers, which are included by the primary windings in the dissection of phases A and C of the connection, a time relay that is connected to the first and second current relays, an output relay, an input which is connected to the time relay, and the output is connected to the switch trip circuit, characterized in that the third current transformer by the primary winding is connected to the cut of phase B, the zero-sequence current transformer is put on the cable, and the first current-to-voltage converter is connected to the cut of the neutral wire of the first, the second and third current transformers, and the second current-to-voltage converter is connected to the secondary winding of the zero-sequence current transformer, while the first and second higher harmonic filters are respectively connected to the first and second current-to-voltage converters, the amplifier is connected to the second higher harmonic filter, and the first and the second rectifier and, respectively, are connected to the first filter of higher harmonics to the amplifier, and the comparison element is connected to the inputs and to the first and second rectifiers, and the output is connected to the output relay.

Недостатками данного устройства является то, что для передачи информации о токе в фазах используются дорогостоящие, громоздкие по весогабаритным параметрам и металлоемкие трансформаторы тока, и в том числе трансформатор тока нулевой последовательности с ферромагнитными сердечниками, а также отсутствие контроля исправности самого устройства. The disadvantages of this device are that for the transmission of information about the current in the phases, expensive, bulky in terms of weight and size parameters and metal-intensive current transformers are used, including a zero-sequence current transformer with ferromagnetic cores, as well as the lack of health monitoring of the device itself.

Известно устройство защиты комплектных распределительных устройств от дуговых коротких замыканий [RU № 2020688, Н02Н3/08, опубл. 30.09.1994], содержащее измерительный трансформатор тока, первый вывод вторичной обмотки которого подключен к первому выводу обмотки реле тока прямого действия, дополнительный промежуточный трансформатор тока, первичная обмотка которого одним выводом подключена к второму выводу трансформатора тока, другим выводом через замыкающий контакт вновь введенного промежуточного реле - к второму выводу обмотки реле тока прямого действия, вторичная обмотка дополнительного промежуточного трансформатора тока нагружена на конденсатор, к выводам которого подключен выпрямительный мост к положительному и отрицательному полюсу которых подключено реле дуговой защиты, фотодатчик которого размещен в отсеках комплектного распределительного устройства, а его выходной контакт подключен к положительному полюсу выпрямительного моста и к обмотке промежуточного реле, второй вывод которой подключен к отрицательному полюсу выпрямительного моста, размыкающий контакт промежуточного реле подключен к части обмотки реле тока прямого действия. A device for protecting complete switchgear from arc short circuits is known [RU No. 2020688, H02H3/08, publ. 09/30/1994], containing a measuring current transformer, the first output of the secondary winding of which is connected to the first output of the winding of the direct-acting current relay, an additional intermediate current transformer, the primary winding of which is connected with one output to the second output of the current transformer, the other output through the normally open contact of the newly introduced intermediate relay - to the second output of the direct-acting current relay winding, the secondary winding of the additional intermediate current transformer is loaded on the capacitor, to the terminals of which a rectifier bridge is connected to the positive and negative poles of which an arc protection relay is connected, the photosensor of which is located in the compartments of the complete switchgear, and its output the contact is connected to the positive pole of the rectifier bridge and to the winding of the intermediate relay, the second terminal of which is connected to the negative pole of the rectifier bridge, the opening contact of the intermediate relay is connected to part of the relay winding direct current.

Недостатками этого устройства являются: использование металлоемких, громоздких по весогабаритным параметрам и дорогих по стоимости измерительного и промежуточного трансформаторов тока с ферромагнитными сердечниками; отсутствие контроля исправности устройства.The disadvantages of this device are: the use of metal-intensive, bulky in terms of weight and size parameters and expensive in terms of cost measuring and intermediate current transformers with ferromagnetic cores; lack of control of the health of the device.

Задачей изобретения является создание быстродействующей защиты от дуговых коротких замыканий и перегрузки по току с контролем их исправности, на основе фотодиодов, терморезисторов и герконов, реагирующих на изменение освещенности и температуры внутри отсеков ячейки КРУ.The objective of the invention is to create a high-speed protection against arc short circuits and overcurrent with monitoring of their health, based on photodiodes, thermistors and reed switches that respond to changes in illumination and temperature inside the compartments of the switchgear cell.

Согласно изобретению, в заявляемое устройство, содержащее фотодатчики, в качестве которых используются три фотодиода, первое, второе и третье промежуточные реле с замыкающими и размыкающими контактами, дополнительно введены герконы с замыкающими контактами, размещенных внутри обмоток управления и с помощью хомутов закрепленных на первой планке, которая крепится к стенке релейного шкафа ячейки КРУ, серии К-63. Первые выводы замыкающего контакта герконов подключены к полюсу «плюс» источника постоянного оперативного тока. Фотодиоды, терморезисторы, светодиоды и первые филаментные лампы размещены в кабельном отсеке, отсеке сборных шин и в отсеке выключателя. Первый вывод фотодиодов и терморезисторов подключен к источнику постоянного оперативного тока, а второй их вывод подключен к первому выводу обмоток управления герконов. Второй вывод данных обмоток управления подключен к полюсу "минус" источника постоянного оперативного тока. Ко второму выводу замыкающего контакта герконов подключены первые выводы обмоток первого по третье двухконтактного реле времени, второй вывод обмотки этих реле подключен к полюсу "минус" источника постоянного тока. К первым контактам с выдержкой времени на замыкание первого по третье двухконтактного реле времени, подключенного к полюсу "плюс" источника постоянного тока подключены первые выводы обмоток первого по третье промежуточных реле. Второй вывод обмоток данных реле подключен к полюсу "минус" источника постоянного оперативного тока. К контакту на замыкание первого по третье промежуточного реле, подключенного к полюсу «плюс» источника постоянного оперативного тока подключен первый вывод обмоток первого по третье указательного реле, ко второму выводу обмоток которых подключен первый вывод обмотки катушки отключения выключателя. Микроконтроллер полюсами «плюс» и «минус» подключен к источнику постоянного оперативного тока, к полюсу "плюс" микроконтроллера, через замкнутый контакт первого, второго и третьего промежуточного реле подключены первые выводы светодиодов и первых филаментных ламп. Микроконтроллер, реле времени (первое по третье), промежуточные (первые по третье) и указательные (первые по третье) установлены в блоке защиты. Вторые выводы светодиодов и светодиодных ламп подключены к полюсу "минус" микроконтроллера. Фотодиоды, терморезисторы, светодиоды и первые филаментные лампы закреплены на второй планке с возможностью перемещения вдоль ее прорезей. Вторые контакты с выдержкой времени на замыкание первого по третье реле времени подключены к первым выводам вторых филаментных ламп. Вторые выводы обмоток промежуточного реле и реле времени, а также вторые выводы вторых филаментных ламп подключены к полюсу «минус» источника постоянного оперативного тока.According to the invention, in the claimed device, containing photo sensors, which use three photodiodes, the first, second and third intermediate relays with make and break contacts, reed switches with make contacts are additionally introduced, placed inside the control windings and fixed on the first bar with clamps, which is attached to the wall of the relay cabinet of the KRU cell, K-63 series. The first conclusions of the closing contact of the reed switches are connected to the plus pole of the direct current source. Photodiodes, thermistors, LEDs and the first filament lamps are located in the cable compartment, the busbar compartment and the circuit breaker compartment. The first output of photodiodes and thermistors is connected to a source of direct operating current, and their second output is connected to the first output of the control windings of the reed switches. The second data output of the control windings is connected to the "minus" pole of the direct current source. The first outputs of the windings of the first to the third two-contact time relays are connected to the second output of the closing contact of the reed switches, the second output of the winding of these relays is connected to the "minus" pole of the DC source. To the first contacts with a time delay for closing the first to the third two-contact time relay connected to the "plus" pole of the DC source, the first outputs of the windings of the first to the third intermediate relays are connected. The second output of the data windings of the relay is connected to the "minus" pole of the direct current source. The first output of the windings of the first to the third indicating relays is connected to the contact for closing the first to the third intermediate relay connected to the "plus" pole of the direct current source, the first output of the winding of the circuit breaker trip coil is connected to the second output of the windings. The microcontroller with plus and minus poles is connected to a source of constant operating current, to the plus pole of the microcontroller, the first outputs of the LEDs and the first filament lamps are connected through the closed contact of the first, second and third intermediate relays. The microcontroller, time relay (first to third), intermediate (first to third) and index (first to third) are installed in the protection unit. The second conclusions of the LEDs and LED lamps are connected to the "minus" pole of the microcontroller. Photodiodes, thermistors, light-emitting diodes and the first filament lamps are fixed on the second bar with the possibility of moving along its slots. The second contacts with a time delay for closing the first to the third time relay are connected to the first terminals of the second filament lamps. The second conclusions of the windings of the intermediate relay and the time relay, as well as the second conclusions of the second filament lamps are connected to the "minus" pole of the direct current source.

На фиг.1 представлены элементы заявляемого устройства, осуществляющие: а), б) защиту от дуговых замыканий, состоящей из герконов и фотодиодов; а), в) защиту от перегрузки по току, состоящей из герконов и терморезисторов; г), д) контроль исправности схемы защиты, состоящей из светодиодов и филаментных ламп. На фиг.2 представлено расположение устройства защиты от дуговых замыканий и от перегрузки по току внутри ячейки КРУ. На фиг.3 представлена структурная схема устройства защиты от дуговых замыканий и от перегрузки по току.Figure 1 shows the elements of the proposed device, performing: a), b) protection against arc faults, consisting of reed switches and photodiodes; a), c) protection against current overload, consisting of reed switches and thermistors; d), e) monitoring the health of the protection circuit, consisting of LEDs and filament lamps. Figure 2 shows the location of the device protection against arc faults and overcurrent inside the switchgear cell. Figure 3 shows a block diagram of the device arc fault and overcurrent protection.

Заявляемое устройство выполняет защиты, как от дуговых замыканий, так и от перегрузки по току у электроустановок, подключенных к ячейке КРУ с постоянным контролем состояния исправности элементов самого устройства.The inventive device performs protection, both from arc faults and from overcurrent in electrical installations connected to the switchgear cell with constant monitoring of the health status of the elements of the device itself.

Устройство содержит герконы 1 с замыкающим контактом 2, размещенных внутри обмоток управления 3 и закрепленных на первой планке 4, крепящейся к стенке релейного шкафа 5 ячейки КРУ (фиг.1а). Первые выводы замыкающего контакта 2 герконов 1 подключены к полюсу «плюс» источника постоянного оперативного тока (ИП)6. Фотодиоды (ФД1-ФД3)7, терморезисторы (ТР1-ТР3)8 (фиг.1б,в), светодиоды (СВ1-СВ3)9 и первые филаментные лампы (ФЛ1-ФЛ3)10 (фиг.3) размещены в кабельном отсеке 11, в отсеке сборных шин 12 и в отсеке 13 выключателя (фиг.2). Первый вывод фотодиодов (ФД1-ФД3)7 и терморезисторов (ТР1-ТР3)8 подключен к ИП6, а второй их вывод подключен к первому выводу обмоток управления 3 герконов 1 (фиг.3). Второй вывод обмоток управления 3 подключен к полюсу "минус" (ИП)6. Ко второму выводу замыкающих контактов герконов 1 подключены первые выводы обмоток первого (РВ1), второго (РВ2) и третьего (РВ3) двухконтактного реле времени 14. К первому контакту с выдержкой времени на замыкание 15 (РВ1.1), второго (РВ2.1) и третьего (РВ3.1) двухконтактного реле времени 14 подключенного к полюсу "плюс" (ИП)6 подключены первые выводы обмоток первого (РП1), второго (РП2) и третьего (РП3) промежуточного реле 16, к контакту на замыкание (РП1.1, РП2.1 и РП3.1)17 первого, второго и третьего промежуточного реле 16, подключенного к полюсу «плюс» (ИП)6 подключены первые выводы обмоток первого (РУ1), второго (РУ2) и третьего (РУ3) указательного реле 18, к второму выводу обмоток которых подключен первый вывод катушки отключения выключателя (КО)19 электроустановки. Второй вывод (КО)19 подключен к полюсу «минус» (ИП)6. Микроконтроллер (МК)20 полюсом «плюс» и «минус» подключен к (ИП)6. К одному из выходов (МК)20 - полюсу "плюс", через замкнутый контакт (РП1.2, РП2.2 и РП3.2)21 первого (РП1), второго (РП2) и третьего (РП3) промежуточного реле 16 подключены первые выводы светодиодов (СВ1-СВ3)9 и первых филаментных ламп (ФЛ1-ФЛ3)10. Вторые выводы (СВ1-СВ3)9 и (ФЛ1-ФЛ3)10 подключены к полюсу "минус" (МК)20, с выдачей на них данного потенциала на постоянной основе (фиг.3). Фотодиоды 7, терморезисторы 8, светодиоды 9 и первые филаментные лампы 10 закреплены на второй планке 22 с возможностью перемещения вдоль ее прорезей (фиг.3). Вторые контакты с выдержкой времени на замыкание (РВ1.2, РВ2.2 и РВ3.2)23 двухконтактного реле времени (РВ1, РВ2 и РВ3) 14 подключены к первым выводам вторых филаментных ламп (ФЛ4)24 (фиг.4). Вторые выводы (ФЛ4)24 подключены к полюсу «минус» (ИП)6. Микроконтроллер (МК)20, реле времени (РВ1-РВ3)14, промежуточные (РП1-РП3)16, указательные (РУ1-РУ3)18, а также вторые филаментные лампы (ФЛ4)24 установлены в блоке защиты 25 (фиг.2).The device contains reed switches 1 with closing contact 2 placed inside the control windings 3 and fixed on the first bar 4 attached to the wall of the relay cabinet 5 of the switchgear cell (fig.1a). The first conclusions of the closing contact 2 of the reed switches 1 are connected to the plus pole of the direct current source (IP)6. Photodiodes (FD1-FD3)7, thermistors (TR1-TR3)8 (Fig.1b,c), LEDs (SV1-SV3)9 and the first filament lamps (FL1-FL3)10 (Fig.3) are placed in the cable compartment 11 , in the compartment of the busbars 12 and in the compartment 13 of the switch (figure 2). The first output of the photodiodes (FD1-FD3)7 and thermistors (TR1-TR3)8 is connected to IP6, and their second output is connected to the first output of the control windings 3 reed switches 1 (figure 3). The second output of the control windings 3 is connected to the minus pole (IP)6. The first terminals of the windings of the first (PB1), second (PB2) and third (PB3) two-contact time relay 14 are connected to the second output of the closing contacts of the reed switches 1. To the first contact with a closing time delay 15 (PB1.1), the second (PB2.1 ) and the third (РВ3.1) two-contact time relay 14 connected to the "plus" pole (IP)6, the first terminals of the windings of the first (RP1), second (RP2) and third (RP3) intermediate relay 16 are connected to the closing contact (RP1 .1, RP2.1 and RP3.1)17 of the first, second and third intermediate relays 16 connected to the plus pole (IP)6 the first terminals of the windings of the first (RU1), second (RU2) and third (RU3) indicating relay 18, to the second output of the windings of which the first output of the trip coil of the switch (KO) 19 of the electrical installation is connected. The second output (KO) 19 is connected to the minus pole (IP) 6. The microcontroller (MK) 20 is connected to (IP) 6 with the "plus" and "minus" poles. The first conclusions of light-emitting diodes (SV1-SV3)9 and the first filament lamps (FL1-FL3)10. The second conclusions (SV1-SV3)9 and (FL1-FL3)10 are connected to the "minus" pole (MK)20, with the issuance of this potential to them on a permanent basis (figure 3). Photodiodes 7, thermistors 8, LEDs 9 and the first filament lamps 10 are fixed on the second strap 22 with the ability to move along its slots (figure 3). The second contacts with a closing time delay (РВ1.2, РВ2.2 and РВ3.2)23 of a two-contact time relay (РВ1, РВ2 and РВ3) 14 are connected to the first terminals of the second filament lamps (FL4)24 (figure 4). The second conclusions (FL4)24 are connected to the "minus" pole (IP)6. Microcontroller (MK) 20, time relay (RV1-RV3) 14, intermediate (RP1-RP3) 16, index (RU1-RU3) 18, as well as the second filament lamps (FL4) 24 are installed in the protection unit 25 (figure 2) .

Все конструктивные элементы заявляемого устройства выполнены из облегченного и прочного пластика, типа "PLA", распечатанных на 3D принтере, кроме: герконов 1, фотодиодов 7, терморезисторов 8, светодиодов 9, первых 10 и вторых 24 филаментных ламп, первого по третье двухконтактного реле времени 14, первого по третье промежуточного реле 16 и первого по третье указательного реле 18 и микроконтроллера 20.All structural elements of the proposed device are made of lightweight and durable plastic, type "PLA", printed on a 3D printer, except for: reed switches 1, photodiodes 7, thermistors 8, LEDs 9, the first 10 and second 24 filament lamps, the first to the third two-contact time relay 14, first to third intermediate relay 16 and first to third indicator relay 18 and microcontroller 20.

Устройство работает следующим образом. При возникновении короткого замыкания через дугу в кабельном отсеке 11, в отсеке сборных шин 12, в отсеке 13 выключателя или при перегрузке по току, подключенной к ячейке КРУ электроустановки изменяется освещенность и температура внутри данных отсеков и на это изменение- вспышку света срабатывает один из фотодиодов (ФД1, ФД2 или ФД3)7 (фиг.1б), а на изменение температуры срабатывает один из терморезисторов (ТР1, ТР2 или ТР3)8 (фиг.1в). После этого сигнал с фотодиода 7 или с терморезистора 8 поступает на первый вывод обмотки управления 3 геркона 1. При этом напряжение на обмотке управления 3 оказывается достаточным для срабатывания геркона 1 и его замыкающий контакт 2 через 0,02 с. (данная выдержка времени является отстройкой от возможных кратковременных помех) срабатывая подает сигнал на первые выводы обмоток одного из трех двухконтактных первого (РВ1), второго (РВ2) или третьего (РВ3) реле времени 14 (фиг.3). Одно из этих реле отсчитав выдержку времени, равной 0,08 с. срабатывает и замыкая свой первый контакт с выдержкой времени на замыкание (РВ1.1, РВ2.1 или РВ3.1)15 подает сигнал на первые выводы обмоток первого (РП1), второго (РП2) или третьего (РП3) промежуточного реле 16. После этого промежуточное реле 16 срабатывает и своим контактом на замыкание (РП1.1, РП2.1 или РП3.1)17 посредством первого (РУ1), второго (РУ2) или третьего (РУ3) указательного реле 18 (сигнализирующие о неисправности) подает сигнал на первый вывод катушки отключения выключателя (КО)19 электроустановки. В результате чего защищаемая электроустановка отключается.The device works as follows. In the event of a short circuit through an arc in the cable compartment 11, in the busbar compartment 12, in the circuit breaker compartment 13 or in case of overcurrent connected to the switchgear unit of the electrical installation, the illumination and temperature inside these compartments change and one of the photodiodes is triggered by this change - a flash of light (FD1, FD2 or FD3) 7 (fig.1b), and one of the thermistors (TR1, TP2 or TP3)8 (fig.1c) is triggered by a change in temperature. After that, the signal from the photodiode 7 or from the thermistor 8 is fed to the first output of the control winding 3 of the reed switch 1. In this case, the voltage on the control winding 3 is sufficient to operate the reed switch 1 and its closing contact 2 after 0.02 s. (this time delay is a detuning from possible short-term interference) when triggered, it sends a signal to the first terminals of the windings of one of the three two-contact first (PB1), second (PB2) or third (PB3) time relays 14 (figure 3). One of these relays counted the time delay equal to 0.08 s. triggers and closing its first contact with a closing time delay (РВ1.1, РВ2.1 or РВ3.1) 15 sends a signal to the first terminals of the windings of the first (RP1), second (RP2) or third (RP3) intermediate relay 16. After this intermediate relay 16 is activated and with its closing contact (RP1.1, RP2.1 or RP3.1) 17 through the first (RU1), second (RU2) or third (RU3) indicator relay 18 (indicating a malfunction) sends a signal to the first output of the circuit breaker trip coil (KO) 19 of the electrical installation. As a result, the protected electrical installation is switched off.

С целью надежного функционирования устройства осуществляется непрерывный контроль его исправности. Выполняется данный контроль с использованием микроконтроллера (МК)20, осуществляющего с выдержкой времени, равной 0,06 с. (с интервалом времени 10 мин.) подачу диагностируемого сигнала (потенциал "плюс"), через замкнутый (РП1.2, РП2.2 и РП3.2) контакт 21 первого, второго и третьего промежуточного реле 16 к первым выводам светодиодов (СВ1-СВ3)9 и первых филаментных ламп (ФЛ1-ФЛ3)10. При этом потенциал "минус" с микроконтроллера (МК)20 подается на вторые выводы светодиодов 9 и первых филаментных ламп 10 постоянно. При срабатывании светодиодов 9 и первых филаментных ламп 10 возникает вспышка света и кратковременное повышение температуры, и на это срабатывают фотодиоды (ФД1-ФД3)7 и терморезисторы (ТР1-ТР3)8. После этого диагностируемый сигнал поступает в обмотку управления 3 геркона 1. Под действием индукции магнитного поля создаваемой обмоткой управления 3 замыкается контакт 2 геркона 1. Далее срабатывают двухконтактные реле времени (РВ1-РВ3)14, которые отсчитав выдержку времени, равную 0,02 с. замыкают свои вторые контакты с выдержкой времени на замыкание (РВ1.2, РВ2.2, РВ3.2)23 и подают диагностируемый сигнал на первые выводы вторых филаментных ламп (ФЛ4)24, сигнализирующие о срабатывании цепи контроля исправности, а также одновременно отсчитав выдержку времени равную 0,08 с. замыкают при этом свои первые контакты (РВ1.1, РВ2.1 и РВ3.1)15, подавая сигнал на первое, второе и третье промежуточное реле 16. Однако эти промежуточные реле 16 не успевают сработать, так как выдержка времени, равная 0,08 с. на замыкание у первых контактов (РВ1.1, РВ2.1 и РВ3.1)15 двухконтактных реле времени 14 больше, чем выдержка времени 0,02 с. на замыкание, чем у вторых контактов (РВ1.2, РВ2.2, РВ3.2)23 этих же реле времени 14.For the purpose of reliable operation of the device, continuous monitoring of its serviceability is carried out. This control is performed using a microcontroller (MK)20, which performs with a time delay of 0.06 s. (with a time interval of 10 min.) supply of a diagnosed signal (potential "plus"), through a closed (RP1.2, RP2.2 and RP3.2) contact 21 of the first, second and third intermediate relay 16 to the first outputs of the LEDs (CB1- SV3-9 and the first filament lamps (FL1-FL3)10. In this case, the "minus" potential from the microcontroller (MK)20 is constantly supplied to the second outputs of the LEDs 9 and the first filament lamps 10. When the LEDs 9 and the first filament lamps 10 are triggered, a flash of light and a short-term increase in temperature occur, and photodiodes (PD1-PD3) 7 and thermistors (TR1-TR3) 8 are triggered. After that, the diagnosed signal enters the control winding 3 of the reed switch 1. Under the influence of the magnetic field induction created by the control winding 3, contact 2 of the reed switch 1 closes. close their second contacts with a time delay for closing (PB1.2, PB2.2, PB3.2)23 and apply a diagnosable signal to the first conclusions of the second filament lamps (FL4)24, signaling the operation of the health monitoring circuit, and also simultaneously counting the shutter speed time equal to 0.08 s. at the same time, they close their first contacts (РВ1.1, РВ2.1 and РВ3.1)15, giving a signal to the first, second and third intermediate relays 16. However, these intermediate relays 16 do not have time to operate, since the time delay equal to 0, 08 p. for closing at the first contacts (РВ1.1, РВ2.1 and РВ3.1) 15 of two-contact time relays 14 more than a time delay of 0.02 s. to make than the second contacts (РВ1.2, РВ2.2, РВ3.2)23 of the same time relays 14.

Через интервал времени, равный 10 минутам, установленного на микроконтроллере (МК)20 данный контроль исправности устройства вновь возобновляется, и диагностируемый сигнал проходит по последовательности описанной выше.After a time interval equal to 10 minutes, set on the microcontroller (MK) 20, this device health check is resumed again, and the diagnosed signal goes through the sequence described above.

В случае, если какой-либо элемент устройства имеет повреждение, то на герконах 1 диагностируемый сигнал отсутствует, и вторая филаментная лампа (ФЛ4)24 не загорается, что легко обнаруживается обслуживающим персоналом.If any element of the device is damaged, then there is no diagnosable signal on the reed switches 1, and the second filament lamp (FL4) 24 does not light up, which is easily detected by the maintenance personnel.

При необходимости дуговая защита дополняется контролем тока короткого замыкания - пуском максимальной токовой защиты и снижения напряжения-пуском защиты минимального напряжения.If necessary, arc protection is supplemented by short-circuit current control - start of overcurrent protection and voltage reduction - start of undervoltage protection.

Отсутствие использования трансформаторов тока с ферромагнитными сердечниками, содержащих в своем составе дорогостоящие медь, сталь и высоковольтную изоляцию, обладающих значительными весогабаритными параметрами, а также не привязанность к интернет соединению (каналов связи- Ethernet и Wi-Fi) отвечает актуальным вопросам в релейной защите, таким как ресурсосбережение и неподверженность кибератакам, снижающая тем самым уязвимость релейной защиты, что в совокупе эти факторы позволяют использовать заявляемое устройство для осуществления защиты от дуговых замыканий и от перегрузки по току электроустановок, подключенных к ячейке КРУ с одновременным контролем исправности самого устройства. The absence of the use of current transformers with ferromagnetic cores containing expensive copper, steel and high-voltage insulation, which have significant weight and size parameters, as well as not being tied to the Internet connection (Ethernet and Wi-Fi communication channels) answers topical issues in relay protection, such as resource saving and non-susceptibility to cyber attacks, thereby reducing the vulnerability of relay protection, that together these factors make it possible to use the claimed device for protection against arc faults and overcurrent of electrical installations connected to the switchgear cell with simultaneous monitoring of the health of the device itself.

Claims

A device for protection against arc faults and overcurrent with health monitoring, containing three photo sensors, which are used as photodiodes, the first, second and third intermediate relays with make and break contacts, characterized in that reed switches are introduced into it, having make contacts with the first and second terminals placed inside the control windings fixed on the first bar attached to the wall of the relay cabinet of the switchgear cell, while the first terminals of the closing contact of the reed switches are connected to the “plus” pole of the direct current source, photodiodes, thermistors, LEDs and the first filament lamps located in the cable compartment, the busbar compartment and in the circuit breaker compartment, where the first output of photodiodes and thermistors is connected to a source of direct operating current, and the second - to the first output of the control windings of the reed switches, while the second output of the control windings is connected to the "minus" pole of the direct operating current source current, to the second output of the closing contact of the reed switches, the first outputs of the windings of the two-contact first, second and third time relays are connected, the second output of the data winding of the time relay is connected to the "minus" pole of the DC source, while the first contacts with a time delay for closing three two-contact time relays connected to the pole "plus" of the direct current source, the first outputs of the windings of three intermediate relays are connected, in which the second output of the windings is connected to the "minus" pole of the direct current source, which also has a closing contact connected to the "plus" pole of the direct current source and through which the first output of the windings of three indicating relays is connected, to the second output of the windings of which the first output of the winding of the circuit breaker trip coil is connected, the microcontroller, with the "plus" and "minus" poles connected to a source of direct operating current, while to the "plus" pole of which through a closed contact of three intermediate relays connected n the first conclusions of the LEDs and the first filament lamps, while the photodiodes, thermistors, LEDs and the first filament lamps are fixed on the second bar with the possibility of moving along its slots, second contacts are connected to the first terminals of the second filament lamps with a time delay for closing the first, second and third time relays.