Устройство для защитного отключения электроустановки переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H02H3/14 

Изобритение относится к эпекгротехтше, а именно к устройствам для защиты чеповека от поражени} эттектрическим током на передвижных (iiepeHOCOT.ix) элек троустановках переменного тока с использованием напряжения корпуса относительно земпи. Известно устройство дпя защитного отключения эпектроустановок переменного тока с испопьзованием напряжения корпуса относительно земли, содер 5шщее аппарат защитного отключения, отключающий элемент которого подсоединен к сети через контакт реагирующего органа, подключенного одним выводом к корпусу, и заземпитель 1J, Недостатком известного устройства является отсутствие унификации устройства для обеспечения его работы в четырехпроводных и трехпроводных сетях трехфазного и двухпроводных сетях однофазного переменного тока.В устройстве отсутствуе автоматическое переключение ряда эпементов( отключающего элемента аппарата защитного отключения,трансформатора и т.д.) на соответствующий номинал напряжения в зависимости от типа сети, что не позволяет унифицированно использовать устройство защитного отключения дпя работы с электроустановками различного типа, Наибогюе близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защитного отклк ения электроустановки переменного тока, основанное на конгропе напряжения корпуса относительно земли, содержащее аппарат защитного отключения, состоящий из коммутацион№ х устройств трек первых проводов и нулевого провода сети, отключающий элемент которого подсоединен к сети через контакт реагирующего органа, состоящего из поспедовательно соединенных реле и резистора с малым темпер 1турным ковфг|;1ициентом сопротивления, педключенноГо первым концом к корпусу, заземпитель, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети, вторичная обмотка своим первым выводом соединена с заземш-ттепем через размыкающий контакт двулпозиционной кнопки и с вторым концом реагирующего органа, а др;)ггим выходом - через замыкающий контакт двухпозиционной кнопки с заземлителемГй Недостатком является то, что все элементы устройства присоединены к сети между кситактами аппарата защитного откпючд мя и защищаемой эпектроустаковкой, что не позволяет унифицированно использовать это устройство для работы с электроустановками с различными вицами питающей сети из-за отсутствия автоматического переключения элементов устройства.иа соответствующую сеть с соотвегствуюгцим .номинальным напряжением. Цепь изобретения - расширение области применения путем обеспечения работы устройства в однофазных сетях переменно гхэ тока. Поставленная цепь достигается тем, что в устройстве для защитного отключения электроустановки переменного тока, содержащем независимый расцепите пь, обмотка которого одним выводом подключена через замыкающий контакт реагирующьгХ) к одному линейному проводу сети, к которому подключены такэке один вывод контактора нулевого провода сети и первый вывод первичной обмотки трансформатора напряжения, между выводом вторичной обмотки которого и корпусом защищаемой электроустановки включен реагирующий орган, к вторичной обмотке трансформатора подключен через двухпозииконную кнопку Проверка заземлитель, а такисе замыкающий контакт контактора вкг1кменнь й в цепь нулевого провода, второй вывод обмотки независимого расцепителя подключен к замыкающему контакту контактора нулевого провода сети, а также через вновь введенный перекгаочающий контакт контактора подключен к нулевому проводу сети и к другому линейному проводу, при этом вывод контактора через вновь введенный блок-«контакт независимого расцепителя присоединен к нулевому проводу сети. Введение бпок-контакта независимого расцепителя, перекп5оча1ощего контакта контактора нулевого провода сети и указанное соединение элементов устройства защитного отключения обеспечивает автоматическое переключение элементов на соответствующий номинал напряи ения в зависимости от типа сети. Номинал напряжения элементов устройства выбирается равным фазному при подключении к трехфазной четьгрехпроводной сети с выведенной нейтралью. При подключении к указанной сети устройство обеспечивает автоматическое переключение обмотки независимого расыепитепя, первичной обмотки трансформатора и лампы световой сигнализации на фазное напряжение сети за счет подачи поспеднего на контактор нулевого провода сети при замыкании контактов независимого расцепителя. При этом производится коммутация ввода сети на вывод устройства защитного откпк чения через замыкающие контакты кочтактора нулевого провода сети. Анапогичная ситуация позникает при поакпючени йервого и нулевого провода ввода устройства к двухпроводной сети переменного тока с напряжением равным фазному. При подключении трех первых проводов ввода устройства защитного отключения к трехпроводной сети, с линейным напряжением, равным фазному в первом рассмотренном случае, контактор нулевого провода сети находится в обесточенном состоянии и обмотка независимого расцепителя, первичная обмотка трансформатора и лампа световой сигнализации подключены к напряжению сети, равному номинальному напряжению элементов устройства, через размыкающий контакт контактора нулевого провода сети. При этом не производится коммутация ввода нулевого провода сети на вывод устройства защитного отключения. Указанная существенная отличительная совокупность, признаков, сбес печивает унифицированное применение предлагаемого устройства защитного отключения в трехфазных четырехпроводных и трехпроврдных, а также в авухпровод,ных сетях переменного тока с любым режимом нейтрали. f На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Сеть подключается к проводам 1-4 ввода устройства 5 защитного отключения, выполненного в виде блока, устанавливаемого на вводе б, защищаемой электроустановки 7. Устройство защитного отключения состоит из независимого раоцепитепя 8 трех проводов сети, содержащего силовые контакты 9-11, вновь введенный блок-контакт 12 и отключающую обмотку независимого расцепителя 13, а также контактора 14 нулевого провода сети, содержащего контак 15 и вновь введенный переключающий контакт 16. Реагирующий орган состоит из последовательно соединенных реле с выпрямителем 17 и резистора 18с низким температурным коэффициентом сопротивления. Замыкающий контакт 19 реагирующего органа сЛ)Ит в цепи обмотки независимого расцепителя 13. В цепи реагирующего органа стоит двухпозиционная кнопка 20, обеспечивающая при проверке всей цепи защитного отключения последовательное подключение вторичной обмотки трансформатора 21 к цепи реагирующего органа. Реагирующий орган подключен первым концом к корпусу 22, а другим концом через размыкающий контакт двухпозиционной кнопки 2О или через трансформатор 21 и замыкающий контакт двух позиционной кнопки 20 - к заземпитепю 23. Корпус устройства 5 защитного отключения связан с корпусом .защищаемой электроустановки 7 металлической связью 24. Заземлитесь 25 корпуса электроустановки устанавливается непосредственно у электроустановки 7, а рабочий заземлите пь 23 реагирующего органа устанавливается вне зоны растекания токов от заземлителя корпуса 25 (т.е. на расстоянии не менее 2О м). Один конец контактора 14 нулевого провода сети, трансформатора 21, обмотки независимого расцепителя 13 и лампы 26 световой сигнализации работы устройства защитного отключения соединен с першзтм проводом сети между контактом 9 независимого расцепления 8 и защищабмой электроустановкой 7. Другой конец кон- тактора 14 нулевого провода.сети через вновь введенный бпок-контакт 12 независимого расцепителя 8 подключен к кулевому проводу сети. Другой конец обмот ки независимого расцепителя 13, трансформатора 21, сигнальной памгы 26 и вывода нулевого провода сети соединен с вновь введенным переключающим коктактом 16 контактора 14 и через его размыкающий контакт с вторым или третьим проводом сети между силовыми кон- тактами 10 или 11 независимого расцепитепя 8 и защищаемой электроустановкой 7, а через его замыкающий контакт 16 с нулевым проводом ввода сети 4. Выюд нулевого провода, переключающего контакта 16 соединен с выводом 6 устройства защитного отключения через замыкающий контакт 15 .контактора 14, что обеспечивает коммутацию нулевого провода при подключении к сетям различного типа. Предлагаемое унифицированное устройство защитного отключения может быть применено для работы в четырехпроводных сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 380 В, в трехпроводных трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 Вив двухпроводных однофазных сетях частотой 50 Гц и напряжением 22ОВ. При соответствующем выборе элементов устройство может работать в четырехпроводных трехфазных сетях переменного тока частотой 4ОО Ги, напряжением 2О8 В, трехпроводных rpexфaз Dыx сетях переменного тока частотой 400 Гц и напртжетде 115 В, двухпроводных однофазных сетях переменного тока частотой 4ОО Гц и напряжением 115 В. Для первого случая целесообразно испопьзовать неэависик« 1й расцепитепь 8 (например, типа А-37ООП на номинальное напряжение 220 Е в совокупности с репе ипи контактором 14 с катушкой на 220 В, одним эамг ткающи 15 и одним перекпк шющим контактом 16. Первичная обмотка трансформатора 21 (например, серии ТПП) и сигнальная пампа 26 также должны иметь но ганальное напряжение 22О В. Измерительная цепь реагирующего органа 17, 18, 22, 24, 25, 23, 2О допжш быть расчитана на прохождение тока величиной около 2 мА. Реагирующий орган должен иметь общую величину сопротивления в пределак 6-7 кОМ, причем основное падение im пряжения а указанной измерительной цеп должно приходиться на резистор (напри мер, типа О-5-35) величиной сопротивления кОм, мощностью 15-20 Вт с малым температ р о 1м коэффициентом со- противления (ТКС ±5ОО ). Величина сопротивления катушки реле 17 (например, типа РЭС-5У) должна лежать в пределах соответственно 2-1 кС)м для сбеспечешш напряжения срабатывания устройства защитного отключения в пределах допусттч№ х норм (24 ± 10%) при температуре окружающеговоздуха от + до .. 50°С и изменении сопротивления растеканию заземлителей 25 и 23 в пределах от 7 Ом до 1,2 кОм, Устрюйство работает следующим образом. Четырехпроводная сеть трехфазкого пе ременного тока ч.астотой 50 Гц, напряжением 380 В. Фазные провода подключаются к проводам 1-3, а нулевой npoBoq к проводу 4 ввода устройства 5 защитного отключения. При включении независимого расиепителя 8 замыкаются его силовые контакты 9-11 и блок-контакт 12. Фазное напряжение 22О В подается через блок-контакт 12 на ICOHTHKтор 14 нупЕВого провода сети, подключенного между фазным проводом 1 и нулевым проводом 4. Контактор 14 за мыкает свои контакты 15 и 16 и пода ет фазное шпряжение 220 В между про водом 1 а 4 на трансформатор 21, сит напькую пакшу 26, замыкающий контакт 19 шагирукущего органа, подготавливая обмотку ж.зависимого расцепителя 13 к аварийному откшочению контролируемой установки от сети. Одновременно комму тируется нулевой провод сети с контакта 4 ввода через замыкающие контакты 16 и 15 контактора 14 на вывод 5 устройства защитного отключения. При этом на вторичную обмотку трансформатора подается напряжение дли проверки работоспособности устройства 5 защитного отключения. Лампа 26 сигнализирует о р аботе устройства 5„ Двухпроводная сеть однофазного переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В. Напряжение сети подключается к проводу 1 и 4 ввода устройства 5 защитного отключения. Работа устройства аналогична рассмотренной. Трехпроводная сеть трехфазного переменного тока частотой 5О Гц, напряжением 220 В. Напряжение сети подается на контакты 1-3 ввода устройства 5 защитного отключения. .При включении независимого расцепителя 8 замыкаются его силовые контакты 9-11 и блок-контакт 12. Контактор 14 находится в обесточенном состоянии. Напряжение между проводами 1 и 3 подается через размыкающий контакт 16 ко тактора 14 на трансформатор 21, сигнальную лампу 26, вывод четвертого провода сети с пвреключакадего. контакта 16, замыкающий контакт 19 реагирующего органа подготавливает обмотку независимого расцепителя 13 к аварийному отключению контролируемой установки от сетИо При этом вывод четвертого провода с с контакта 16 не коммутируется на вывод устройства 5 защитного отключения. Одновременно на вторичную обмотку трансформатора 21 подается напряжение для . проверки работоспособности устройства 5 защитного отключения. Лампа сигнализирует о работе устройства 5. Нормальный режим. Работа устройства характеризуется отсутствием напряжения между корпусом защищаемой электроустановки 7 и заземлитепем 23. Перед каждым выключением электрозащитного тключения, включая присоединение к корипусу 22 реагирующего органа, сопротивление рабочего заземлителя 23 и заземпитепя 25 корпуса электроустановки 7, оединение 24 корпусов электроустановки и защитного отключающего устройства , цепей питания обмотки независимого асцепителя 13, сигнальной лампы 26, а акже проверку работоспособности заитного отключающего устройства 5 в епом при появлении опасного напряжешм ежду корпусом электроустановки 7 или стройства 5 относительно точки нулевого потенииапя эемпи. Указанный контропь цепей и проверка работоспособности устройства производится путем нажатия на квопку 20, преоваритепьно включив независимый расцепитепь. При этом вторичная обмотка траноформатора 21 включается в разрыв провоца, соединяющего реагиру юший орган с его рабочим заземлитепем 23. Тем самым имитируется подача опасного напряжения между корпусом защишаемой электроустановки 24 и нулевым потенциалом землителя 23. В случае иоправности указанных аепей и устройства 5 защитного отключения в целом, а также удовлетворительных сопротивлений растеканию заземлителей 23 и 25, реагирующий орган срабатывает, замыкая замыкающий контакт 19 в цепи питания обмотки независимого расцепителя 13, отключая его, тем самым обесточивается контактор 14. При этом обесточиваются все элементы схемы устройства защитного отключения и защищаемой электроустановки. Лампа 26 сигнализации работы гаснет. Отказ в срабатывании устройства указывает на

необходимость удобрения грунта вокруг заземлителей для снижения величины их сопротивления растеканию до допустимой или на необходимость устранения неисправности в цепях устройства.

Аварийный режим. Аналогично работает устройство при появлении опасного напряжения между корпусом электроустановки И нулевым потенциалом земли, в котором расположен рабочий заземпитель 23. В этом случае цепь реагирующего органа соединяется с рабочим заземлителём 23 через размыкающий контакт двухпозниион ной кнопки 20.

Применение предлагаемого устройства обеспечит надежную защиту лкэдей от по ражения электрическим током, высокую степень унификации 1фи работе в трехфазных четырехпроводных, трехпроводных, а также в двухпроводных сетях переменного тока с лкэбым режимом нейтрали. Схема устройства можег быть применена в любых сетях переменного тока, частотой 50 Гц или 400 Гц.

/ J

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОЮ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее независимый расцепитепь обмотка которого одним выводом подключена через замыкающий контакт реагирующего органа к одному miHeиному проводу сети, к которому подключены также один вывод контактора нулевого провода сети и первый вывод первичной обмотки трансформатора напряжения, между выводом вторичной обмотки которого и корпусом защищаемой электроустановки включен реагирующий орган, к вторичной обмотке трансформатора подключен через двухпозиционную кнопку Проверка заземлитель, а также замь1кающий контакт контактора, вклк ченный в цепь нулевого провода, отличающееся тем, что, с цепью расщирения области применения путем обеспечения работы в однофазных сетях переменного тока, второй вывод обмотки независимого расцепите ля подключен к замыкающему контакту контактора ну левого провода сети, а также через вновь введенный переключающий контакт контактора подключен Е нулевому проводу Ш сети и к другому линейному проводу,при этом вывод контактора через вновь введенный блок-контакт независимого расцепитепя присоединен к нулевому проводу сети.

г

5

го

--О О-