УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к защите однофазных электроустановок напряжением до 1000 В от аварийных режимов, которые могут вызвать электропоражения людей и животных, а также пожары от коротких замыканий.

Известно устройство защитного отключения (С.И.Коструба. Электробезопасность на фермах. - М.: Агропромиздат, 1990, стр.31, рис.10). Данное устройство выбрано в качестве аналога. Известное устройство содержит дифференциальный трансформатор, ко вторичной обмотке которого подключен чувствительный орган (реле), воздействующий на защитный аппарат. Через окно выполненного в виде тора сердечника трансформатора проходят нулевой и три фазных провода, которые являются первичной обмоткой дифференциального трансформатора тока. Недостатком известного устройства является невозможность срабатывания при обрывах и падении на землю проводов воздушной линии электропередачи.

В качестве прототипа выбрано устройство защитного отключения (патент RU 2273936 С1), содержащее дифференциальный трансформатор тока, ко вторичной обмотке которого подключено реле, воздействующее на автоматический выключатель, причем через окно сердечника дифференциального трансформатора проходят служащие первичной обмоткой фазные провода линии электропередачи, первые два последовательно соединенных конденсатора подключены одними своими выводами к фазным проводам линии до дифференциального трансформатора и вторые два последовательно соединенных конденсатора присоединены одними выводами к фазным проводам в конце линии.

Недостатком прототипа является длительное время отключения удаленных коротких замыканий между проводами на линии электропередачи, которые отключаются тепловым расцепителем автоматического выключателя, и сложность исполнения устройства с большим количеством конденсаторов в эксплуатации.

Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в ускорении отключения удаленных коротких замыканий между проводами на линии электропередачи и упрощении схемы устройства защитного отключения.

Предлагается устройство защитного отключения, включающее в себя дифференциальный трансформатор тока, через окно сердечника которого проходят два провода линии электропередачи, а ко вторичной обмотке подключено реле, воздействующее на автоматический выключатель. К двум проводам линии электропередачи до дифференциального трансформатора присоединены первые два последовательно соединенных конденсатора одними своими выводами; вторые два последовательно соединенных конденсатора присоединены одними выводами к двум проводам в конце линии электропередачи. Общая точка двух первых конденсаторов соединена с первым заземляющим устройством, а в конце линии электропередачи введено второе заземляющее устройство, к которому присоединена общая точка вторых двух последовательно соединенных конденсаторов. В схему предлагаемого устройства защитного отключения введена вторичная обмотка однофазного трансформатора, а два провода линии электропередачи должны иметь разное сопротивление.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является ускоренное отключение коротких замыканий между проводами на линии электропередачи и простота исполнения устройства с небольшим числом элементов.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства защитного отключения.

Предлагаемое устройство защитного отключения содержит дифференциальный трансформатор тока 1, ко вторичной обмотке которого 3 подключено реле 4, выход которого соединен с автоматическим выключателем 5. К выводам вторичной обмотки понижающего трансформатора 10 подключены последовательно соединенные первые два конденсатора 6, общая точка которых 13 подключена к первому заземляющему устройству 12. От автоматического выключателя 5 два провода 2 линии электропередачи проходят через окно дифференциального трансформатора тока 1, эти провода имеют разные сопротивления. В конце линии электропередачи в точках 9 подключены вторые два последовательно соединенных конденсатора, общая точка которых 15 соединена со вторым заземляющим устройством 14.

Работает предложенное устройство следующим образом. При включении трансформатора 10 и автоматического выключателя 5 по проводам 2 протекают равные по величине токи нагрузки 16. В начале линии под действием напряжения вторичной обмотки трансформатора протекает ток через равные по величине конденсаторы 6. На каждом из них падает половина подведенного напряжения. Ток нагрузки в проводах с разным сопротивлением вызывает разное падение напряжения, поэтому между точками 9 напряжение, подведенное к конденсаторам 8, будет несколько меньше, чем напряжение, подведенное к конденсаторам 6. На каждом конденсаторе 8 будет половина подведенного напряжения. Сопротивления проводов 2 различны по величине, на каждом из них будут разные падения напряжения. Под действием разности падений напряжения в проводах 2 между общими точками 13 и 15 конденсаторов 6 и 8 будет протекать незначительный ток, на который дифференциальный трансформатор не реагирует.

При обрыве одного из проводов 2 через один из конденсаторов 8 и заземляющие устройства 12 и 14 протекает ток, который замыкается помимо окна дифференциального трансформатора 1, на его выходе срабатывает реле 4 и отключает автоматический выключатель 5.

При повреждении изоляции любого из проводов 2 происходит соединение провода с землей, через место повреждения изоляции и через один из конденсаторов протекает ток, который замыкается помимо окна дифференциального трансформатора 1, на его выходе срабатывает реле 4 и отключает автоматический выключатель 5.

При коротком замыкании между проводами 2, на каждом из них падение напряжения увеличится, увеличится и разность падений напряжения, под действием этой разности падений напряжений через конденсаторы 8, заземляющие устройства 12 и 14 и конденсаторы 6 будет протекать ток, который замыкается помимо окна дифференциального трансформатора 1, на его выходе срабатывает реле 4 и отключает автоматический выключатель 5.

Таким образом, предлагаемое устройство реагирует на все виды повреждений на двухпроводной линии электропередачи; короткие замыкания устройством отключаются ускоренно по сравнению с прототипом.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в обеспечении защиты людей и животных при обрывах проводов воздушной линии электропередачи и при коротких замыканиях между проводами. Устройство содержит дифференциальный трансформатор тока, реле, воздействующее на автоматический выключатель, причем через окно сердечника дифференциального трансформатора проходят два провода разных сопротивлений воздушной линии электропередачи, к которым подключены два конденсатора в начале линии, соединенные с первым заземляющим устройством, и два конденсатора в конце линии, соединенные со вторым заземляющим устройством. 1 ил.

Устройство защитного отключения, содержащее дифференциальный трансформатор тока, через окно сердечника которого проходят служащие первичной обмоткой два провода линии электропередачи, а ко вторичной обмотке подключено реле, воздействующее на автоматический выключатель; - первые два последовательно соединенных конденсатора присоединены одними своими выводами к двум проводам линии электропередачи до дифференциального трансформатора; - вторые два последовательно соединенных конденсатора присоединены одними выводами к двум проводам в конце линии электропередачи, отличающееся тем, что в схему введена вторичная обмотка однофазного трансформатора, к которой подключены упомянутые два провода линии электропередачи, соединенная через пробивной предохранитель с первым заземляющим устройством, к которому подключена общая точка двух первых конденсаторов, а в конце линии электропередачи введено второе заземляющее устройство, к которому присоединена общая точка вторых двух последовательно соединенных конденсаторов, причем сопротивление одного провода больше сопротивления второго провода линии электропередачи.