SU1534597A1 - Устройство дл однофазного защитного замыкани в трехфазных электрических сет х с изолированной нейтралью - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике электробезопастности и противопожарной технике и может быть использовано в любой отрасли промышленности, примен ющей электрические системы с изолированной нейтралью напр жением до 1000 В. Цель изобретени  - повышение быстродействи  и эксплуатационной надежности устройства, а также повышение эксплуатации. Кольцева  св зь между узлом пам ти 9 и узлом сброса 11 обеспечивает надежную работу устройства при любых значени х сопротиивлени  R поврежденной фазы, не превышающем значение R_пор, при котором напр жение неповрежденных фаз не превысит значени  опорного сигнала. В остальных случа х (R_пор ≤ R) на выходе порогового органа 5 по вл ютс  информационные сигналы, дальнейша  обработка которых селектором 7 приводит к эффективному шунтированию поврежденной фазы на земл  через низкоомный резистор 21 одним из симистров 18-20. Напр жение на резисторе 21  вл етс  информацией, на основе которой происходит защита симистров 18-20 от тока двойного замыкани  на землю посредством узла защиты симистров 16. Дл  повышени  удобства эксплуатации в устройство введен блок 14 индикации и сигнализации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике электробезопасности и противопожарной технике в электросет х с изолированной нейтралью и может быть использовано в любой отрасли промышленности , сельского хоз йства, транспорта, строительства и св зи, примен ющей электрические системы с изолированной нейтралью напр же- нием до 1000 Во

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и эксплуатационной надежности устройства, а также повышение удобства эксплуатации.

На фиг. 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - зависимости изменени  фазных напр жений при снижении сопротивлени  изол ции в одной из фаз трехфазной сети,,

Устройство содержит входной блок 1, состо щий из трехфазного полосового фильтра 2 фазных напр жений, формировател  3 абсолютных значений фаз- ных напр жений и источника 4 опорного напр жени  с низкочастотным фильтром на выходе, пороговый орган 5, фильтр 6 напр жени  нулевой последовательности , селектор 7, состо щий из узла 8 блокировки, узла пам ти 9, коммутатора 10 и узла 11 сброса, счетчик 12, переключатель 13 режимов, блок 14 индикации и сигнализации, блок 15 отключени , блок 16 защиты симисторов от двойных замыканий сети на землю, блок 17 электронных ключей, содержащий симисторы 18-20 и датчик 21 тока в цепи симисторов.

. Устройство однофазного защитного

замыкани  работает следующим образом.

В нормальном режиме работы сети ввиду, того, что уровни сигналов фазных напр жений, поступающих через по- лосовой фильтр 2 и формирователь 3 абсолютных значений входного блока 1 на информационные входы порогового органа 5, ниже уровн  напр жени , заданного источником 4 опорного напр - жени , то они не оказывают никакого воздействи  на пороговый орган 5 и селектор 7, у которого при этом  чейки узла 9 пам ти наход тс  в сброшенном, а коммутатор 10 в выключенном состо нии , и, как следствие, симисторы 18-20 закрыты, а цепью обратной св зи с выхода коммутатора 10 обеспечен свободный проход информации через

узел 8 блокировки при заторможенном положении счетчика 12.

В случае снижени  сопротивлени  изол ции R или прикосновени  человека к одной из фаз, например фазе А как видно из фиг. 2, происходит перераспределение фазных напр жений U, U в и Uc с по влением напр жени  нулевой последовательности U0. При этом, если с уменьшением сопротивлени  фазное напр жение 11д всегда уменьшаетс , а напр жение Uc в опережающей фазе С всегда возрастает, то напр жение Ue в отстающей фазе В до некоторого значени  сопротивлени  Кмии уменьшаетс , а потом увеличиваетс  и при величине сопротивлени  меньше критического значени  напр жение этой фазы превышает уровень опорного напр жени  UonH. Следовательно , пороговые элементы 5 устройства будут реагировать при снижении сопротивлени  изол ции R в одной из фаз контролируемой сети ниже пороговой величины Rn0(), так как только в этом случае напр жени  в неповрежденных фазах могут превышать опорный уровень напр жени  UonH.

Конкретные величины этих характерных сопротивлений завис т от фазных емкостей относительно земли и частоты трехфазной системы.

Если при условии Rk имеетс  один информационный сигнал от опережающей фазы С, то, когда RЈRK, имеютс  два информационных сигнала: один от опережающей фазы С, другой от отстающей фазы В, причем сигнал от фазы С проходит позднее на врем  t, максимальное значение которого t« - 1/6f.

Таким образом, информационные сигналы , характеризующие состо ние сети и вырабатываемые пороговыми элементами 5, поступают на вход селектора 7, узел 8 блокировки которого с приходом первого сигнала отстающей фазы вырабатывает импульс задержки ад длительностью tM 5 tM, который поддерживает на это врем  коммутатор 10 в выключенном состо нии, а сигнал запоминаетс  соответственной  чейкой пам ти узла 9 пам ти. После прихода сигнала с опережающей фазы одновременно с запоминанием его в  чейке пам ти этой фазы посредством кольцевой св зи через узел 11 сброса сбрасываетс   чейка пам ти отстающей фазы и после окончани  импульса задержки коммутатор 10 выдает информацию с узла пам ти дл  включени  симисто- ра 18 поврежденной фазы А, цепью обратной св зи блокирует узел 8 блокировки , который запрещает дальнейший прием информации, разрешает работу счетчика 12.

Когда R К„ , информаци  на селектор приходит только с опережающей фазы, кольцева  св зь между  чейками узла пам ти и узлом сброса в этом случае не действует и после окончани  импульса задержки последовательность и взаимодействие узлов соответствуют вышеуказанному. Включение одного из соответствующих си- мисторов 18-20 закорачивает поврежденную фазу через датчик 21 тока в цепи семистров, в качестве которого служит низкоомный резистор, на землю снижа  напр жение этой фазы, определ емое емкостными токами неповрежденных фаз до безопасной величины. i

Одновременно с закорочением поврежденной фазы начинает работать счетчик 12, который запускаетс  импульсами , сформированными из напр жени  нулевой последовательности U0, выделенного фильтром 6 напр жени  нулевой последовательности.

Блок 14 индикации и сигнализации отображает на индикаторе информацию , выводимую из узла 9 пам ти, о поврежденной фазе и выдает прерывистую- звуковую сигнализацию, определ емую счетчиком 12, дл  оповещени  факта однофазного замыкани  сети.

По истечении заданного счетчиком 12 времени импульс с его выхода через переключатель 13 режимов и узел 11 сброса сбрасывает информацию в узле 9 пам ти. В результате этого выключаетс  коммутатор 10, снимаетс  напр жение с управл ющего электрода одного из симисторов 18-20 и мощный импульс, вырабатываемый блоком 15 отключени , синхронно и принудительно выключает полупроводниковый вентиль, замыкавший поврежденную фазу на землю, в момент времени , когда ток в нем проходит через максимум. Этим исключаетс  апериодическа  составл юща  переходного процесса восстановлени  относительно- земли фазных напр жений сети, длительность которой зависит от посто

5

0

 нной времени, определ емой емкостью и сопротивлением изол ции фаз. Устройство возвращаетс  в исходное состо ние .

Если после срабатывани  устройства при снижении сопротивлени  изол ции в одной из фаз произойдет замыкание любой другой фазы на землю, то напр жение , выделенное на датчике 21 тока в цепи симисторов, поступит на вход узла 16 защиты симисторов от двойных замыканий сети на землю 16. Сигнал, снимаемый с выхода этого узла, выключает коммутатор 10, поддерживает в заблокированном состо нии узел 8 блокировки и сбрасывает в нулевое состо ние счетчик 12„ Таким образом, после прохода одной полуволны синусоидального тока короткого замыкани , замкнутый симистор выключаетс ,что, в свою очередь, исключает возможность выхода его из стро . При этом блок 14 индикации и сигнализации вместо преры- 5 вистого сигнала выдает непрерывный звуковой сигнал, одновременно индициру  первоначально поврежденную фазу. Возврат устройства в исходное состо ние возможен только путем ручного сброса через узел 11 сброса, который обеспечивает сброс информации в  чейках узла 9 пам ти и деблокирование селектора 7 через узел 16 защиты симисторов от двойных замыканий сети

на землю, 5

Claims (1)

1. Устройство дл  однофазного за- 0 щитного замыкани  в трехфазных электрических сет х с изолированной нейтралью , содержащее входной блок с клеммами дл  подключени  к трем фазам защищаемой сети, первый, второй 5 и третий выходы которого подключены к первому, второму и третьему входам порогового органа, узел блокировки, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора, первый выход которого подключен к первому входу узла блокировки, второй, третий и четвертый выходы коммутатора подключены к управл ющим входам трех симисторов, первые выводы которых подключены к клеммам дл  подключени  к трем фазам защищаемой сети, узел пам ти, к сбрасывающим входам которого подключены первый, второй и третий выходы узла сброса, и счетчик

0

0

5

импульсов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и эксплуатационной надежности устройства, в него дополнитель но введены фильтр напр жени  нулевой последовательности, переключатель режимов, блок отключени  симисторов, блок защиты симисторов от двойных замыканий сети на землю, датчик тока в цепи симисторов, а входной блок выполнен в виде трехфазного полосового фильтра, формировател  абсолютных значений фазных напр жений, источника опорного напр жени , причем первый, второй и третий входы трехфазного полосового фильтра объединены с первым, вторым и третьим входами источника опорного напр жени  соответственно и подключены к клем- мам дл  подключени  к фазным проводам защищаемой сети, первый, второй, и третий выходы трехфазного полосе- вого фильтра подключены соответственно к первому, второму и третьему входам формировател  абсолютных значений фазных напр жений и к первому, второму и третьему входам фильтра напр жени  нулевой последовательности, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, первый выход которого через переключатель режимов подключен к первому входу узла сброса, выход источника опорного напр жени  подключен к установочному

входу порогового органа, первый, вто рой и третий выходы которого подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам узла блокировки , второй, третий и четвертый

,

. 0 5 о

5

0

выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему входам узла пам ти, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам коммутатора и к второму, третьему и четвертому входам кольцевого сброса узла сброса, четвертый выход узла сброса подключен к первому входу упом нутого блока защиты симисторов к входу блока отключени  симисторов, выход которого подключен к объединенным вторым выводам симисторов, к второму входу упом нутого блока защиты симисторов и к датчику тока в цепи симисторов с клеммой дл  подключени  к заземлению, первый выход коммутатора подключен к сбрасывающему входу счетчика импульсов, а выход упом нутого блока защиты симисторов подключен к п тому входу узла блокировки и п тому входу коммутатора .

2„ Устройство по п 1, отличающеес  тем, что, с целью повышени  удобства эксплуатации, в него дополнительно введен блок индикации и сигнализации, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам упом нутого узла пам ти, второй выход упом нутого счетчика импульсов подключен к четвертому входу блока индикации и сигнализации , п тый вход которого подключен к выходу упом нутого блока защиты симисторов,,

ГМ

10

-

Редактор Г. Гербер

Составитель Т. Суриков

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Шароши

Заказ 49

Тираж 467

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг. 2

Подписное