ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ДЛЯ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2017 года по МПК H02H3/08 H01H51/28 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано в качестве измерительного органа для токовых защит электродвигателей от коротких замыканий.

Известен измерительный орган для токовой защиты [SU 1573498 А1, МПК 5 Н02Н 3/08, Н01Н 51/28, 83/20, опубл. 23.06.1990], содержащий геркон, закрепленный на изоляционной планке, которая расположена на стойке с возможностью поворота, а стойка установлена на стенке. Держатель выполнен с выступом на одной из поверхностей. Изоляционная планка выполнена в виде диска из немагнитного материала, на котором нанесена шкала указателя поворота. На стенке выполнено два сквозных паза. Стрелка указателя поворота и фиксатор закреплены на держателе. Стойка и держатель размещены по разные стороны стенки и стянуты друг с другом. Выступ держателя введен в один из сквозных пазов, а диск введен в другой сквозной паз.

Недостатком этого измерительного органа является ограниченная область использования.

Известен измерительный орган для токовой защиты [SU 1767568 А1, МПК 5 Н01Н 51/28, Н02Н 3/08, опубл. 07.10.1992], выбранный в качестве прототипа, содержащий геркон, блок крепления, блок регулировки и магнитопровод, выполненный в виде корпуса с крышкой. Блок крепления выполнен в виде двух винторычажных механизмов, расположенных симметрично по обе стороны корпуса, жестко закрепленных между собой и шарнирно соединенных с корпусом. Каждый из механизмов содержит микрометрический винт с центральным буртиком, подвижные направляющие звенья и рычажную скобу, которые кинематически связаны между собой. Блок регулировки выполнен в виде дополнительного микрометрического винта с центральным буртиком, двух металлических втулок, установленных с возможностью перемещения, держателя и двух упругих элементов, установленных на выводах геркона. Дополнительный микрометрический винт с центральным буртиком, металлические втулки и держатель кинематически связаны между собой, а упругие элементы кинематически связаны с держателем.

Недостатком этого измерительного органа является отсутствие возможности использования дифференциальной защиты и защиты от обрыва фазы на электродвигателях малой мощности, так как его блок крепления громоздкий и в нем нельзя использовать обмотки управления герконов.

Задачей изобретения является расширение арсенала технических средств аналогичного назначения.

Предложенный измерительный орган для токовых защит электродвигателя так же, как и прототипе, содержит первый геркон, блок крепления, блок регулировки.

Согласно изобретению блок крепления выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, на дне которого вблизи первой боковой грани закреплены блок регулировки, первая и вторая клеммные колодки. Вблизи другой боковой грани, противоположной первой, закреплены третья и четвертая клеммные колодки. На дне блока крепления в его центре закреплены четыре прямоугольных корпуса, в каждом их которых расположен геркон: соответственно первый, второй, третий и четвертый. При этом первый геркон снабжен четырьмя обмотками управления, а второй третий и четвертый герконы - одной обмоткой управления. Первая и вторая обмотки управления первого геркона концами подключены к первой клеммной колодке. Третья и четвертая обмотки управления первого геркона первыми концами подключены к третьей клеммной колодке, а вторыми концами - к первым концам обмоток управления третьего и четвертого герконов соответственно. Первый конец обмотки управления второго геркона подключен к третьей клеммной колодке. Обмотки управления второго, третьего и четвертого герконов вторыми концами подключены к четвертой клеммной колодке. Первый, второй, третий и четвертый герконы своими контактами подключены к входам блока регулировки. Выходы блока регулировки подключены к второй клеммной колодке. В первой боковой грани и на дне блока крепления вблизи клеммных колодок проделаны отверстия, через которые к первой клеммной колодке подключены концы обмоток фаз А и В электродвигателя со стороны нулевых выводов, к второй клеммной колодке подключены провода, соединяющие блок регулировки с источником оперативного тока и катушкой отключения выключателя электродвигателя, к третьей клеммной колодке подключены концы обмоток фаз А, В, С электродвигателя со стороны питания, к четвертой клеммной колодке подключен кабель, питающий электродвигатель. По углам блока крепления проделаны отверстия для его крепления к клеммной коробке электродвигателя.

Предложенное изобретение позволяет выполнять дифференциальную защиту и защиту от обрыва фазы электродвигателей малой мощности, а используя прототип, возможно построение только максимальной токовой защиты. Кроме того, устройство имеет небольшие размеры, его удобно прикреплять к клеммной коробке электродвигателя.

На фиг. 1 изображен измерительный орган, вид сверху.

На фиг. 2 изображено крепление измерительного органа на электродвигателе, вид спереди.

Измерительный орган для токовых защит электродвигателя содержит блок крепления 1, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда из немагнитного материала. На дне блока крепления 1 вблизи первой боковой грани 2 закреплены блок регулировки 3 (БР), первая 4 и вторая 5 клеммные колодки. Вблизи второй боковой грани 6, противоположной первой 2, закреплены третья 7 и четвертая 8 клеммные колодки. На дне блока крепления 1 в его центре закреплены четыре прямоугольных корпуса 9, внутри которых расположены соответственно первый геркон 10 с первой 11, второй 12, третьей 13 и четвертой 14 обмотками управления, второй геркон 15 с обмоткой управления 16, третий геркон 17 с обмоткой управления 18 и четвертый геркон 19 с обмоткой управления 20. Первая 11 и вторая 12 обмотки управления первого геркона 10 концами подключены к первой клеммной колодке 4. Третья 13 и четвертая 14 обмотки управления первого геркона 10 первыми концами подключены к третьей клеммной колодке 7, а вторыми концами - к первым концам обмоток управления 18 и 20 соответственно третьего 17 и четвертого 19 герконов. Первый конец обмотки управления 16 второго геркона 15 подключен к третьей клеммной колодке 7. Обмотки управления 16, 18, 20 соответственно второго 15, третьего 17 и четвертого 19 герконов вторыми концами подключены к четвертой клеммной колодке 8. Первый 10, второй 15, третий 17 и четвертый 19 герконы своими контактами подключены к входам блока регулировки 3 (БР). Выходы блока регулировки 3 (БР) подключены к второй клеммной колодке 5. В первой боковой грани 2 и на дне блока крепления 1 вблизи клеммных колодок 4, 5, 7, 8 проделаны отверстия, через которые к первой клеммной колодке 4 подключены концы обмоток фаз А и В электродвигателя 21 со стороны нулевых выводов, к второй клеммной колодке 5 подключены провода, соединяющие блок регулировки 3 (БР) с источником оперативного тока и катушкой отключения выключателя электродвигателя 21, к третьей клеммной колодке 7 подключены концы обмоток фаз А, В, С электродвигателя 21 со стороны питания, к четвертой клеммной колодке 8 подключен кабель, питающий электродвигатель 21. По углам блока крепления 1 проделаны отверстия для его крепления под крышкой 22 к клеммной коробке 23 электродвигателя 21.

В качестве герконов 10, 15, 17, 19 с обмотками управления 11, 16, 18, 20 могут быть использованы герконовые реле типа РГК-49, в качестве обмоток 12, 13, 14 могут быть использованы обмотки управления герконовых реле РГК-49. В качестве клеммных колодок 4, 5, 7, 8 - клеммные колодки типа ТС-3004. Блок крепления 1 выполнен из немагнитного материала, а прямоугольные корпусы 9 выполнены из алюминия. Блок регулировки 3 (БР) может быть выполнен на микроконтроллере серии 51 производителя amtel AT89S53 и миниатюрном промежуточном реле фирмы Finder.

Измерительный орган для токовых защит электродвигателя работает следующим образом. Для установки измерительного органа для токовых защит электродвигателя с клеммной коробки 23 электродвигателя 21 снимают крышку 22, на ее место монтируют блок крепления 1. К первой клеммной колодке 4 подключают концы обмоток фаз А и В электродвигателя 21 со стороны нулевых выводов. К второй клеммной колодке 5 подключают провода, соединяющие блок регулировки 3 (БР) с источником оперативного тока и катушкой отключения выключателя электродвигателя 21. К третьей клеммной колодке 7 подключают концы обмоток фаз А, В, С электродвигателя 21 со стороны питания. К четвертой клеммной колодке 8 подключают кабель, питающий электродвигатель 21. Крышка 22 крепится на клеммной коробке 23 поверх блока крепления 1 с помощью болтов, пропущенных через отверстия в блоке крепления 1.

В режиме нагрузки, холостого хода и пуска электродвигателя 21 токи в обмотках первого геркона 10 одинаковы и результирующее магнитное поле вызвано только небалансом, от которого первый геркон 10 отстроен, и он не срабатывает. Контакты второго 15, третьего 17 и четвертого 19 герконов замыкаются, так как герконы настроены на срабатывание при токе в фазе электродвигателя 0,5 от тока холостого хода. Поэтому от них на вход блока регулировки поступают сигналы. Защита не срабатывает.

При междуфазном коротком замыкании внутри электродвигателя 21, например между фазами А и С, ток в первой 11 и второй 12 обмотках управления первого геркона 10 становится значительно больше, чем в третьей 13 и четвертой 14 обмотках управления соответственно. Действующая на первый геркон 10 разность магнитных потоков, созданных управляющими обмотками, превосходит уставку срабатывания, и первый геркон 10 замыкает контакты, подавая сигнал на входы блока регулировки, который выдает сигнал на отключение выключателя электродвигателя.

При обрыве одной из фаз электродвигателя 21, например фазы В, ток в обмотке управления третьего геркона 17 равен нулю. Поэтому магнитный поток, действующий на третий геркон 17, также равен нулю, и он перестает срабатывать. В результате на одном из входов блока регулировки отсутствует сигнал, и он срабатывает, подавая сигнал на отключение выключателя электродвигателя.

При повреждениях в других фазах устройство работает аналогично.

Использование – в области электротехники. Технический результат - осуществление дифференциальной защиты и защиты от обрыва фаз электродвигателя малой мощности. Согласно изобретению измерительный орган для токовых защит электродвигателей содержит блок крепления, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, на дне которого вблизи первой боковой грани закреплены блок регулировки, первая и вторая клеммные колодки. Вблизи другой боковой грани, противоположной первой, закреплены третья и четвертая клеммные колодки. На дне блока крепления в его центре закреплены четыре прямоугольных корпуса, в каждом их которых расположен геркон: соответственно первый, второй, третий и четвертый. При этом первый геркон снабжен четырьмя обмотками управления, а второй третий и четвертый герконы - одной обмоткой управления. Первая и вторая обмотки управления первого геркона концами подключены к первой клеммной колодке. Третья и четвертая обмотки управления первого геркона первыми концами подключены к третьей клеммной колодке, а вторыми концами - к первым концам обмоток управления третьего и четвертого герконов соответственно. Первый конец обмотки управления второго геркона подключен к третьей клеммной колодке. Обмотки управления второго, третьего и четвертого герконов вторыми концами подключены к четвертой клеммной колодке. Первый, второй, третий и четвертый герконы своими контактами подключены к входам блока регулировки. Выходы блока регулировки подключены к второй клеммной колодке. В первой боковой грани и на дне блока крепления вблизи клеммных колодок проделаны отверстия, через которые к первой клеммной колодке подключены концы обмоток фаз А и В электродвигателя со стороны нулевых выводов, ко второй клеммной колодке подключены провода, соединяющие блок регулировки с источником оперативного тока и катушкой отключения выключателя электродвигателя, к третьей клеммной колодке подключены концы обмоток фаз А, В, С электродвигателя со стороны питания, к четвертой клеммной колодке подключен кабель, питающий электродвигатель. По углам блока крепления проделаны отверстия для его крепления к клеммной коробке электродвигателя. 2 ил.

Измерительный орган для токовых защит электродвигателя, содержащий первый геркон, блок крепления, блок регулировки, отличающийся тем, что блок крепления выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, на дне которого вблизи первой боковой грани закреплены блок регулировки, первая и вторая клеммные колодки, а вблизи другой боковой грани, противоположной первой, закреплены третья и четвертая клеммные колодки, на дне блока крепления в его центре закреплены четыре прямоугольных корпуса, в каждом их которых расположен геркон: соответственно первый, второй, третий и четвертый, причем первый геркон снабжен четырьмя обмотками управления, а второй третий и четвертый герконы - одной обмоткой управления, первая и вторая обмотки управления первого геркона концами подключены к первой клеммной колодке, третья и четвертая обмотки управления первого геркона первыми концами подключены к третьей клеммной колодке, а вторыми концами - к первым концам обмоток управления третьего и четвертого герконов соответственно, первый конец обмотки управления второго геркона подключен к третьей клеммной колодке, причем обмотки управления второго, третьего и четвертого герконов вторыми концами подключены к четвертой клеммной колодке, первый, второй, третий и четвертый герконы своими контактами подключены к входам блока регулировки, а выходы блока регулировки подключены к второй клеммной колодке, в первой боковой грани и на дне блока крепления вблизи клеммных колодок проделаны отверстия, через которые к первой клеммной колодке подключены концы обмоток фаз А и В электродвигателя со стороны нулевых выводов, ко второй клеммной колодке подключены провода, соединяющие блок регулировки с источником оперативного тока и катушкой отключения выключателя электродвигателя, к третьей клеммной колодке подключены концы обмоток фаз А, В, С электродвигателя со стороны питания, к четвертой клеммной колодке подключен кабель, питающий электродвигатель, при этом по углам блока крепления проделаны отверстия для его крепления к клеммной коробке электродвигателя.