SU966807A1 - Способ защитного отключени электрической установки при неисправности заземл ющей цепи - Google Patents

Description

Изобретение относится к средствам 'обеспечения электробезопасности потребителей электроэнергии на открытых горных работах, в шахтах и строительстве.

Известен ряд способов и устройств предназначенных для защитного отклюм чения при неисправности заземляющей цепи подвижной электроустановки, не имеющей местного заземления.

Известны системы с использованием в качестве источника оперативного ^сигнала составляющей Нулевой последовательности силового напряжения сети переменного Tokatl ]‘,с использованием 'В качестве источника оперативного тока переменной составляющей постоянного тока после выпрямления[2]^ использованием в качестве источника оперативного тока специального генератора (3}с использованием в качестве источника оперативного сигнала фазного напряжения сети с глухозаземленной нейтралыо(4].

Наиболее близким к предлагаемому является способ, реализованный в ' устройстве автоматического контроля непрерывности заземляющей сети карье- . ра, состоящий из источника оператив⁵ ного выпрямленного напряжения, па- ; раллельно которому включен шунт, при.соединенный одним зажимом к корпусу распределительного устройства, а другим - к шинопроводу, изолированному ¹⁰ от корпуса распределительного устройства. Шинопровод присоединен к центральному заземлителю,а отходящие, заземлительные магистрали - к шинопроводу. Приемник оперативного сигнала устанавливаются на каждой передвижной рабочей машине, а параллельно входу каждого приемника между корпусом рабочей машины и зазем20 ляющей жилой кабеля включен фильтр, :состоящий из батареи неполярных кон- . денсаторов.

Способ контроля исправности заземляющей цепи и защитного отключе3 , 966807 4 ния, реализованный в этом устройстве, заключается в том, что постоянное оперативное напряжение вводится в. контур, включающий шунт, шинопровод, заземляющую .магистраль,корпус_: приклю- § нательного пункта, экран кабеля, корпус передвижной рабочей машины, землю и центральный заземлитель. В результате в контуре возникает оперативный ток, сигнал которого выводит- . 10 ся посредством одного из чувствительных элементов, измеряется и контроли-. руется первым пороговым устройством.

Переменное оперативное напряжение вводится с помощью трансформатора в . 15 контур, включающий’ экранную оболочку: кабеля, заземляющую жилу кабеля, фильтр из неполярных конденсаторов, корпус потребителя электроэнергии и конденсатор фильтра приемника. Сиг- ₂о нал переменного оперативного токавыводится из этого контура с помощью второго чувствительного элемента, измеряется и контролируется вторым пороговым устройством. 25

Выходы'пороговых устройств свя- /

Заны с элементами сигнализации и могут быть соединены с цепью отключения силового выключателя, обеспечивая функцию защиты от работы обору- ₂q дования при неисправном заземлении[53»

Данный способ имеет тот же недостаток,. что и . все аналогичные способы и устройства, и заключающийся в прохождении части оперативного тока через Землю, параллельно контролируемой цепи. При этом существенное вНия+ ние на результат измерения сопротивления оказывает переходное сопротивление корпус-подвижного потребителяземля и корпус приключительного пункта-земля, что не позволяет’судить об исправности самой заземляющей цепи. Кроме того, в данном устройстве в цепь заземления подвижного потребителя включена/емкость, чем прерывается металлическая заземляющая цепь.

Цель изобретения - повышение точности и надежности защитного отключения электроустановки при неисправ-· 50 ности заземляющей цепи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу защитного отключения электрической установки при неисправности заземляющей цепи, состоящей из контуров земля-корпус ⁵⁵ приключательного пункта-экран силового кабеля-корпус подвижного потребителя-земля и земля-корпус прик пючательного,пункта-заземляющая жила силового кабеля-корпус подвижного потребителя-земля, путем ввода в каждый из контуров соответствующих оперативных ЭДС, создающих контурные .оперативные токи, измерения их величин и сравнения последних с установленными эталонными величинами и формирования сигнала отключения при умень:шении измеренных величин токов ниже соответствующих эталонных величин, _;вводимые оперативные ЭДС принимают однородными и включают их согласно между собой е соотношением величин оперативных ЭДС, пропорциональным ;соотношению сопротивлений экрана и заземляющей жилы

X - X* , - г₃ ’ где - оперативные ЭДС,вводимые соответственно в контуры экрана и заземляющей , жилы*;

£3“ сопротивления экрана и;заземляющей жилы.

На чертеже изображено устройство, реализующее предложенный способ.

Устройство содержит, корпус 1 прикА рючательного пункта, источники 2 и 3 контурных оперативных ЭДС h и , заземляющая жила и проводящий экран (вспомогательная жила) силового кабеля 4 и 5 ,корпус подвижного потребителя электроэнергии 6, элементы вывода сигналов контурных оперативных токов 7 и 8,блок сравнения сигналов и формирования отключающего воздействия 9 и автоматический выключатель силовой сети 10.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Оперативную ЭДС Ц вводят в контур¹ 'корпус 1 (земля)-проводящий экран 5 “ элемент вывода сигнала 7^jкорпус 6 (земля), а ЭДС - -контур корпус 1 (земля)-заземляющая Лил. ла 4 - элемент вывода сигнала 8 -корпус 6. В общем непрерывном металлическом контуре, состоящем из элементов 2,5,7,8,4 и 3 ЭДС и действуют последовательно и согласно, соответственно дйфференциальному методу ввода оперативных ЭДС. Под воздействием этих ЭДС возникают контурные оперативные точки i₃ и i₃, сигналы которых выделяют элементами вывода 7 и 8 , измеряют и сравнивают последние друг с другом и с ус966807 ' тановленными эталонными величинами в блоке 9. на основании чего получают сигнал состояния заземляющей цепи. При неисправном состоянии этой цепи сигнал с блока 9 вызывает защитное отключение силовой сети потребителя электроэнергии выключатёлем 10. Если при исправном состоянии заземля1ющей сети выполняется условие ⁽¹⁾ где - сопротивление проводящего экрана (вспомогательной жилы) ;

- сопротивление заземляющей жилы силового кабеля, го потенциалы общей точки источников ДДС и общей точки элементов вывода сигналов контурных токов, связанных ^соответственно с корпусами 1 и 6, одинаковы.

Вследствие этого контурные тока •а =“1з и составляющая оперативного тока/ответвляющегося в землю,равна нулю при любых значениях переходных сопротивлений корпуса 1 и 5 -земля

При увеличении сопротивления/2_э или вследствие частичных порывов или πό другим причинам соотношение(1 ) /перестает удовлетворяться, и на ос-, новании сравнения сигналов тока I_а |и 1₉ блок 9 выдает сигнал неисправности заземляющей цепи. Кроме того, сравнением каждого из сигналов опе!ративного тока с заданными эталон- ; ными величинами контролируют и та;Кие варианты неисправности, как про-: !порциональное увеличение сопротивле;нйй проводящего экрана и заземляющей жилы силового кабеля вплоть до бесконечности при их обрыве.

Таким образом,[предлагаемый спо' соб позволяет устранить влияние переходных сопротивлений''корпуса приключательного пункта и подвижного потребителя электроэнергии-земля на величины оперативных токов в контурах заземляющей цепи. В свою очередь это обеспечивает повышение надежности защитного отключения потребителя^ при, неисправностях последней.

is

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к средствам Обеспечени  электробезопасности потребителей электроэнергии на открытых горных работах, в шахтах и строительстве . Известен р д способов и устройств предназначенных дл  защитного отклю-ч мени  при неисправности заземл ющей :цепи подвижной электроустановки, не имеющей местного заземлени . , Известны системы с использованием в качестве источника оперативного ;сигнала составл ющей нулевой последовательности силового напр жени  сети переменного токаС ,с использованием ,в качестве источника оперативного тока переменной составл ющей посто нного тока после выпр млени  2Ъ использованием в качестве источника оперативного тока специального генератора 3}с использованием в качестве источника оперативного сигнала фазного напр жени  сети с глухозаземленной нейтралью 1. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ, реализованный в устройстве автоматического контрол  непрерывности заземл ющей сети карьера , состо щий из источника оперативного выпр мленного напр жени , параллельно которому включен шунт, при .соединенный одним зажимом к корпусу распределительного устройства, а другим - к шинопроводу, изолированному от корпуса распределительного устройства . Шинопровод присоединен к центральному заземлителю,а отход щие, заземлительные магистрали - к шинопроводу . Приемник оперативного сигнала устанавливаютс  на каждой передвижной рабочей машине, а параллельно входу каждого приемника межру корпусом рабочей машины и заземл ющей жилой кабел  включен фильтр, состо щий из батареи непол рных конденсаторов . Способ контрол  исправности заземл ющей цепи и защитного отключени , реализованный в этом устройстве заключаетс  в том, .что посто нное оп ративио.е напр жение вводитс  в контур , включающий шунт, шинопровод, за земл 10и.|ую. магистраль,корпус,- приключательного пункта, экран кабел , корпус передвижной рабочей машины, землю и центральный заземлитель. В результате в контуре возникает опера тивный ток, сигнал котшрого выводитс  посредством одного из чувствитель ных элементов, измер етс  и контроли руетс  первым пороговым устрой.ством. Переменное оперативное напр жение вводитс  с помощью трансформатора в контур, включающий экранную оболочку кабел , заземл ющую жилу кабел , фильтр из непол рных конденсаторов, корпус потребител  электроэнергии и конденсатор фильтра приемника. Сигнал переменного оперативного токавыводитс  из этого контура с помощью второго чувствительного элемента, измер етс  и контролируетс  вторым пороговым устройством. iВыходыпороговых yctpoйcтв св заны с элементами сигнализации и могут быть соединены с цепью отключени  силового выключател , обеспечи ва  функцию защиты от работы оборудовани  при неисправном заземлении 5J Данный способ имеет тот же недьстаток , что и.все аналогичные способы и устройства, и заключающийс  в прохождении части оперативного тока через землю, параллельно контролируемой цепи. При этом существенное в и ние на результат измерени  сопротивлени  оказывает переходное сопротивление корпус-подвижного потребител земл  и корпус приключительного пункта-земл , что не позвол ет судит об исправности самой заземл ющей цепи . Кроме того, в данном устройстве в цепь заземлени  подвижного потребител  включеначемкость, чем прерываетс  металлическа  заземл юща  цепь. Цель изобретени  - повышение точности и надежности защитного отключени  электроустановки при неисправности заземл ющей цепи. Поставленна  достигаетс  тем что согласно способу защитного отключени  электрической установки при .неисправности заземл ющей цепи, состо щей из контуров земл -корпус приключательного пункта-экран силового кабел -корпус подвижного потребител -земл  и земл -корпус прикпючательного; пункта-заземл юща  жила силового кабел  корпус подвижного потребител -земл , путем ввода в каждый из контуров соответствующих оперативных ЭДС, создающих контурные .оперативные токи, измерени  их величин и сравнени  последних с установлен™ ными эталонными величинами и формировани  сигнала отключени  при уменс шений измеренных величин токов ниже соответствующих эталонных величин, вводимые оперативные ЭДС принимают однородными и включают их согласно Между собой с соотношением величин оперативных ЭДС, пропорциональным соотношению: сопротивлений э-.срана и заземл ющей жилы . I . - - - А - i. li. , 63 - Z3 где 5, fe - оперативные ЭДС,1зводимые соответственно в контуры экрана и заземл ющей жилы.; Tlj, 3 сопротийлени  экрана :.-и.заземл ющей жилы. На чертеже изображено устройство, реализующее предложенный способ. Устройство содержит, корпус 1 прик рючательногр nyWfa, источники 2 и 3 , контурных оперативных ЭДС fe и % , заземл юща  жила и провод щий экран (вспомогательна  жила) силового кабел  и 5 Iкорпус подвижного потребител  электроэнергии 6, элементы вывода сигналов контурных оперативных TOKOB 7 и 8,блок сравнени  сигналов и формировани  отключающего воздействи  9 и автоматический выключатель силовой сети 10. Предлагаемый способ осуществл ют следующим образом. Оперативную ЭДС tj ввод т в контур корпус 1 (земл  -провод щий экран 5 элемент вывода сигнала 7 корпус 6 (земл ), а ЭДС - Pj -контур корпус 1{земл )-заземл юща  Ли . ла Ц - элемент вывода сигнала 8 -корпус 6 В общем непрерывном металли;часком контуре, состо щем из элементов 2,5,7,8,if и 3 ЭДС э и ta действуют последовательно и согласно, соответственно дифференциальному методу ввода оперативных ЭДС. Под воздействием этих ЭДС возникают контурные оверативные точки 1 и ij, сигналы которых выдел ют элементами вывода 7 и 8 , измер ют и сравнивают последние друг с другом и с ус5 тановленными эталонными величинами в блоке 9. на основации чего получают сигнал состо ни  заземл ющей цепи. При неисправном состо нии это цепи сигнал с блока 9 вызывает защи ное отключение силовой сети потреби тел  электроэнергии выключателем 10 Если при исправном состо нии заземл |Ющей сети выполн етс  условие где э - сопротивление провод щего экрана (вспомогательной жи лы); 2J - сопротивление заземл ющей жилы силового кабел  го потенциалы общей точки источников ЗДС и общей ТОМКИ элементов вывода сигналов контурных токов, св занных ;соответственно с корпусами 1 и 6, одинаковы. Вследствие этого контурные тока iff з и составл юща  оперативного тока ,Ътветвл ющегос  в землю,равна нулю при любых значени х переходных сопротивлений корпуса 1 и 5 зем/т  При увеличении сопротивлени /2э или 3 вследствие частичных порыаов :или пд другим причинам соотношение( перестает удовлетвор тьс , и на ос-новании сравнени  сигналов тока I |И I,, блок 9 выдает сигнал неисправности заземл ющей цепи. Кроме того, сравнением каждого из сигналов оперативного тока с заданными эталон-ными величинами контролируют и та:Кие вариант неисправности, как про порциональное увеличение сопротивле;нйй провод щего экрана и заземл ющей жилы силового кабел  вплоть до бесконечности при их обрыве. Таким образом, -предлагаемый способ позвол ет устранить вли ние пе-i реходных сопротивлений корпуса приключательного пункта и подвижного ребител  электроэнергии-земл  на величины оперативных токов в контура заземл ющей цепи. В серю очередь это обеспечивает повышение надежности защитного отключени  потребител ,при,неисправност х последней. 07 Формула изобретени  Способ защитного отключени  электрической установки при неисправности заземл ющей цепи, состо щей из контуров земл -корпус приключательного пункта-экран силового кабел корпус подвижного потребител -земл  и земл -корпус приключательного : пункта-заземл юща  жила силового кабел -корпус подвижного потребител -; земл , путем ввода в каждый из контуров соответствующих оперативных ЭДС создающих кон.турные оперативные токи, измерени  величин токов и сравнени  последних с установленными эталонными величинами, и формиро- вани  сигнала отключени  при умень-; шении измеренных величин токов ниже соответствующих эталонных величин, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности.и надежности защитного отключени , вводи- : мые оперативные ЭДе принимают однородными и включают их согласно между собой, с соотношением величин оПе- ; ративных ЭДС, пропорциональным со- ; отношению сопротивлений экрана и за-т земл ющей жилы ег ъ где 6э оперативные ЭДС,вводимые соответственно в контуры экрана и заземл ющей жилы; сопротивлени  экрана и заземл ющей жилы Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 R 27/20, 1972.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 376732, кл. G 01 R 27/20, 1971.
3. 3. Авторское свидетельство СССР №Л51021, кл. G 01 R127/20, 1971. i. Патент ФРГ tf, 2533299, b.i Н 02 Н 5Л2, 1977. 5- Тонкошкур л. С. и др. Устройство автоматического контрол  непрерывности заземл ющей сети карьера. - , Промышленна  энергетика, 1976,iN .