RU2805681C1 - Current protection device for low-voltage three-phase electrical installation - Google Patents
Current protection device for low-voltage three-phase electrical installation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805681C1 RU2805681C1 RU2023104246A RU2023104246A RU2805681C1 RU 2805681 C1 RU2805681 C1 RU 2805681C1 RU 2023104246 A RU2023104246 A RU 2023104246A RU 2023104246 A RU2023104246 A RU 2023104246A RU 2805681 C1 RU2805681 C1 RU 2805681C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- electrical installation
- electrical
- protection device
- armature
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и предназначено для защиты низковольтных трехфазных электроустановок в сетях с короткозамкнутой нейтралью от коротких замыканий.The invention relates to electrical engineering and power engineering and is intended to protect low-voltage three-phase electrical installations in networks with a short-circuited neutral from short circuits.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению прототипом является устройство токовой защиты низковольтной трехфазной электроустановки, содержащее автоматический выключатель с дистанционным расцепителем, измерительный преобразователь тока в виде трех трансформаторов тока и реагирующий орган в виде трех токовых реле (Беркович М. А., Молчанов В. В., Семенов В. А. Основы техники релейных защит. – М.: Энергоатомиздат 1984. – 375 с).The prototype closest to the proposed technical solution is a current protection device for a low-voltage three-phase electrical installation, containing a circuit breaker with a remote release, a current measuring transducer in the form of three current transformers and a reacting element in the form of three current relays (Berkovich M. A., Molchanov V. V. , Semenov V. A. Fundamentals of relay protection technology. - M.: Energoatomizdat 1984. - 375 p.).
Наличие в токовой защите низковольтной трехфазной электроустановки трех трансформаторов тока и трех токовых реле не только значительно усложняет реализацию токовой защиты трехфазной электроустановки, но и снижает надежность ее функционирования. Кроме того, установить трансформаторы тока можно не на все электроустановки. Это ограничение вызвано габаритными размерами как трансформаторов тока, так и места их возможного размещения в электроустановке. Что соответственно приводит к ограничению области использования таких токовых защит.The presence of three current transformers and three current relays in the current protection of a low-voltage three-phase electrical installation not only significantly complicates the implementation of current protection of a three-phase electrical installation, but also reduces the reliability of its operation. In addition, it is not possible to install current transformers on all electrical installations. This limitation is caused by the overall dimensions of both current transformers and their possible placement in the electrical installation. Which accordingly leads to a limitation of the scope of use of such current protections.
Технический результат достигается за счет того, что измерительный преобразователь и реагирующий орган выполнены в виде корпуса из изолирующего материала, на котором закреплены два неподвижных контакта, расположенные параллельно четыре призматических ферромагнитных магнитопровода и вращающийся подпружиненный якорь с двумя подвижными контактами, при этом фазы токопровода этой электроустановки размещаются между магнитопроводами, якорь с воздушным зазором размещается у их торцов, а связанные с ним подвижные контакты после его поворота замыкают неподвижные контакты, которые присоединяются к электрической цепи из источника питания и катушки дистанционного расцепителя автоматического выключателя.The technical result is achieved due to the fact that the measuring transducer and the reacting body are made in the form of a housing made of insulating material, on which two fixed contacts are fixed, four prismatic ferromagnetic magnetic cores located in parallel and a rotating spring-loaded armature with two movable contacts, while the phases of the current conductor of this electrical installation are located between the magnetic cores, an armature with an air gap is placed at their ends, and the movable contacts associated with it, after its rotation, close the fixed contacts, which are connected to the electrical circuit from the power source and the remote release coil of the circuit breaker.
Техническая задача - упрощение реализации и повышение надежности функционирования устройства токовой защиты, а также расширение области ее использования.The technical task is to simplify the implementation and increase the reliability of the operation of the current protection device, as well as expand the scope of its use.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного технического решения количеством и исполнением функциональных элементов.A comparative analysis with the prototype shows that the claimed technical solution differs from the known technical solution in the number and design of functional elements.
Сравнение заявляемого технического решения с имеющимся техническим решением показывает, что эти функциональные элементы науке известны. Однако такое исполнение функциональных элементов проявляет в заявляемом техническом решении новые свойства в виде упрощения реализации токовой защиты электроустановки, повышения надежности ее функционирования, а также расширения области использования.A comparison of the proposed technical solution with the existing technical solution shows that these functional elements are known to science. However, this design of functional elements exhibits new properties in the claimed technical solution in the form of simplifying the implementation of current protection of an electrical installation, increasing the reliability of its operation, as well as expanding the scope of use.
Работа устройства токовой защиты низковольтной трехфазной электроустановки основана на том, что протекание токов по фазам токопровода питающего эту электроустановку создает магнитное поле, которое замыкается через его магнитопроводы и якорь. При этом между ними возникает электромагнитная сила, которая притягивает якорь к этим магнитопроводам. В произвольном эксплуатационном режиме работы электрической установки эта сила меньше той ее величины, при которой происходит срабатывание устройства токовой защиты электроустановки. Поэтому оно не срабатывает и электроустановка остается подключенной к источнику питания.The operation of the current protection device for a low-voltage three-phase electrical installation is based on the fact that the flow of currents through the phases of the current conductor feeding this electrical installation creates a magnetic field that is closed through its magnetic cores and the armature. In this case, an electromagnetic force arises between them, which attracts the armature to these magnetic circuits. In any operating mode of an electrical installation, this force is less than its value at which the current protection device of the electrical installation is triggered. Therefore, it does not operate and the electrical installation remains connected to the power source.
При коротком замыкании в низковольтной трехфазной электроустановке ток в фазах токопровода питающего электроустановку и эта электромагнитная сила значительно возрастет. И если ее величина превысит величину, при которой происходит срабатывание устройства токовой защиты электроустановки, то это устройство защиты сработает и отключит электроустановку от источника питания.In the event of a short circuit in a low-voltage three-phase electrical installation, the current in the phases of the conductor supplying the electrical installation and this electromagnetic force will increase significantly. And if its value exceeds the value at which the current protection device of the electrical installation is triggered, then this protection device will operate and disconnect the electrical installation from the power source.
Устройство токовой защиты трехфазной электроустановки показано на фиг.1 и фиг. 2 Оно содержит корпус 1 из диэлектрического материала, к которому с помощью восьми винтов 2 прикреплены четыре магнитопровода 3 – 6, а также контактная система 7. Неподвижная часть контактной системы 7 включает в себя неподвижные контакты 8, которые закреплены на корпусе 1. Через эти контакты катушку 9 дистанционного расцепителя автоматического выключателя 10 подключают к источнику питания в виде электрической сети.The current protection device for a three-phase electrical installation is shown in Fig. 1 and Fig. 2 It contains a housing 1 made of dielectric material, to which four magnetic cores 3 – 6 are attached using eight screws 2, as well as a contact system 7. The fixed part of the contact system 7 includes fixed contacts 8, which are fixed to the housing 1. Through these contacts coil 9 of the remote release of the circuit breaker 10 is connected to a power source in the form of an electrical network.
Подвижная часть контактной системы 7 состоит из вращающейся в подшипниках 11, корпуса 1, оси 12 и закрепленных на ней якоря 13 и подвижных контактов 14. Связь между подвижной и неподвижной частями осуществляется с помощью дисковой пружины 15, которая одним концом прикреплена к оси 12, а другим концом к корпусу 1. При этом подвижная часть контактной системы 7 относительно корпуса 1 закреплена так, чтобы между торцами магнитопроводов 3 – 6 и якорем 13 образовался воздушный зазор 16.The moving part of the contact system 7 consists of a housing 1 rotating in bearings 11, an axis 12 and an armature 13 and movable contacts 14 attached to it. The connection between the moving and stationary parts is carried out using a disk spring 15, which is attached at one end to the axis 12, and the other end to the housing 1. In this case, the movable part of the contact system 7 relative to the housing 1 is fixed so that an air gap 16 is formed between the ends of the magnetic cores 3 - 6 and the armature 13.
Установка устройства токовой защиты может осуществляться непосредственно на шины 17 - 19 фаз А, В и С токопровода. При этом закрепить устройство на шинах можно с помощью изоляции 20, выполненной их стеклоткани пропитанной лаком или эпоксидной смолой.Installation of the current protection device can be carried out directly on buses 17 - 19 of phases A, B and C of the current conductor. In this case, the device can be secured to the busbars using insulation 20, made of fiberglass impregnated with varnish or epoxy resin.
Таким образом, в процессе работы защиты на якорь 12 будут действовать две направленные навстречу силы. С одной стороны, это сила сжимающейся при повороте якоря 13 пружины 15. С другой стороны, электромагнитная сила, вызываемая протекающими по шинам 17 – 19 токами фаз А, В и С.Thus, during the operation of the protection, two forces directed towards each other will act on the anchor 12. On the one hand, this is the force of the spring 15 compressed when turning the armature 13. On the other hand, the electromagnetic force caused by the currents of phases A, B and C flowing through the buses 17 - 19.
В нормальных эксплуатационных режимах работы трехфазной электрической установки по шинам 17 – 19 фаз А, В и С ее токопровода будут протекать токи, создающие в устройстве токовой защиты намагничивающую силу, величина которой меньше противодействующей ей силы пружины 15. Поэтому якорь 13 и подвижные контакты 14 находятся в исходном положении. В этом положении неподвижные контакты 8 разомкнуты. В связи с этим, в электрической цепи питания катушки 9 дистанционного расцепителя автоматического выключателя 10 электроустановки ток будет отсутствовать. При этом автоматический выключатель 10 оставляют во включенном состоянии, а электрическую установку подключенной к электрической сети.In normal operating modes of a three-phase electrical installation, currents will flow through buses 17 - 19 of phases A, B and C of its current conductor, creating a magnetizing force in the current protection device, the magnitude of which is less than the counteracting force of the spring 15. Therefore, the armature 13 and the moving contacts 14 are located in the starting position. In this position, the fixed contacts 8 are open. In this regard, there will be no current in the electrical power circuit of the coil 9 of the remote release of the circuit breaker 10 of the electrical installation. In this case, the circuit breaker 10 is left in the on state, and the electrical installation is connected to the electrical network.
При возникновении любого вида короткого замыкания в электроустановке токи в шинах 17 – 19 фаз А, В и С ее токопровода или в некоторых из них значительно возрастают, что сопровождается увеличением намагничивающей силы воздействующей на якорь 13. И если ее величина превысит силу противодействующей ей пружины 15, то тогда якорь 13 повернется на оси 12. При этом подвижные контакты 14 замкнут неподвижные контакты 8. В связи с этим по электрической цепи питания катушки 9 дистанционного расцепителя автоматического выключателя 10 электроустановки потечет ток. В результате дистанционный расцепитель сработает и автоматический выключатель 10 отключит электрическую установку от электрической сети.When any type of short circuit occurs in an electrical installation, the currents in buses 17 - 19 of phases A, B and C of its conductor or in some of them increase significantly, which is accompanied by an increase in the magnetizing force acting on the armature 13. And if its value exceeds the force of the spring 15 counteracting it , then the armature 13 will rotate on the axis 12. In this case, the moving contacts 14 are closed by the fixed contacts 8. In this regard, current will flow through the electrical power circuit of the coil 9 of the remote release of the circuit breaker 10 of the electrical installation. As a result, the remote release will operate and the circuit breaker 10 will disconnect the electrical installation from the electrical network.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства токовой защиты низковольтной трехфазной электроустановки заключается в сокращении времени и стоимости ее реализации, а также в повышении надежности функционирования и расширении области использования.The technical and economic efficiency of the proposed current protection device for a low-voltage three-phase electrical installation lies in reducing the time and cost of its implementation, as well as increasing the reliability of operation and expanding the scope of use.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2805681C1 true RU2805681C1 (en) | 2023-10-23 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1259385A1 (en) * | 1984-08-16 | 1986-09-23 | Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Комплектного Электропривода | Device for protection of electric installations against current overload and short-circuit |
| SU1398012A1 (en) * | 1986-04-25 | 1988-05-23 | Предприятие П/Я В-2156 | Arrangement for shorting-current protection of electric network |
| US4819124A (en) * | 1987-07-23 | 1989-04-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Overcurrent detector and circuit breaker |
| RU2055434C1 (en) * | 1992-10-27 | 1996-02-27 | Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" | Current protective gear for three-phase electrical installation |
| RU149438U1 (en) * | 2014-09-15 | 2015-01-10 | Сергей Владимирович Ветлугаев | SHORT-CIRCUIT RELAY PROTECTION |
| US20160276822A1 (en) * | 2013-12-10 | 2016-09-22 | Schneider Electric Industries Sas | Short-circuiting device of an electrical installation and system for extinguishing an electrical arc that may appear in such an installation |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1259385A1 (en) * | 1984-08-16 | 1986-09-23 | Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Комплектного Электропривода | Device for protection of electric installations against current overload and short-circuit |
| SU1398012A1 (en) * | 1986-04-25 | 1988-05-23 | Предприятие П/Я В-2156 | Arrangement for shorting-current protection of electric network |
| US4819124A (en) * | 1987-07-23 | 1989-04-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Overcurrent detector and circuit breaker |
| RU2055434C1 (en) * | 1992-10-27 | 1996-02-27 | Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" | Current protective gear for three-phase electrical installation |
| US20160276822A1 (en) * | 2013-12-10 | 2016-09-22 | Schneider Electric Industries Sas | Short-circuiting device of an electrical installation and system for extinguishing an electrical arc that may appear in such an installation |
| RU149438U1 (en) * | 2014-09-15 | 2015-01-10 | Сергей Владимирович Ветлугаев | SHORT-CIRCUIT RELAY PROTECTION |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4197702B2 (en) | Vacuum insulated switchgear | |
| US5206616A (en) | Switching device for the interruption of fault currents | |
| CA2704408C (en) | Inertial catch for an automatic transfer switch power contactor | |
| KR100984306B1 (en) | Vacuum insulated switch gear | |
| US11152178B2 (en) | Disconnect switches with combined actuators and related circuit breakers and methods | |
| JP2007014086A (en) | Vacuum insulation switchgear | |
| JP2007014087A (en) | Vacuum insulation switchgear | |
| Kletsel et al. | Resource-saving protection of powerful electric motors | |
| CN209859890U (en) | Tripping mechanism of circuit breaker | |
| RU2805681C1 (en) | Current protection device for low-voltage three-phase electrical installation | |
| US9418810B2 (en) | Multiphase medium voltage vacuum contactor | |
| EP1050059B1 (en) | Instantaneous trip power transformer | |
| RU2792379C1 (en) | Device for maximum current protection of the conductor | |
| EP2509092A1 (en) | Electric switching device | |
| US9362067B2 (en) | Contact slider unit for a switching unit, in particular for a circuit breaker | |
| RU2582593C1 (en) | System for protection of magnetoelectric generator from short circuit and method of controlling system | |
| Russell et al. | AC Contactors for Aircraft | |
| RU2788993C1 (en) | Overcurrent protection device | |
| RU2707277C1 (en) | Relay on reed relays | |
| RU2529541C1 (en) | Phase-to-ground fault protection device in network with isolated neutral | |
| RU2047237C1 (en) | Automatic switch | |
| Russell et al. | Transactions section: AC contactors for aircraft | |
| EP4339988A1 (en) | Passive fault protection arrangement for a measuring voltage transformer or a power voltage transformer for use in high voltage applications | |
| RU2440638C1 (en) | Fast-acting automatic circuit breaker | |
| SU1072129A1 (en) | Interphase short-circuiting switch |