Способ защиты электрической сети от утечки тока на землю Советский патент 1985 года по МПК H02H3/17 H02H5/12 

1

Изобретение относится к электротехнике , а именно к средствам контроля состояния изоляции и защитного отключения, и может быть использован преимущественно в электрических сетя переменного тока напряжением до 1140 В с изолированной нейтралью.

Цель изобретения - повышение элекробезопасности путем достоверности контроля изоляции электрической сети

На фиг, 1 приведена структурная схема устройства контроля- состояния изоляции и защитного отключения, посредством которого осуществляется предлагаемый способ; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит источники постоянного оперативного тока разной полярности 1 и 2, присоединительные фильтры 3 и 4, коммутирующий блок 5, формирующий блок 6, выполненный в виде активного фильтра первой гармоники :и выпрямляющего устройства, пороговый элемент 7,- селектор импульсо 8, выполненный в виде дифференцирующего звена и нуль-органа.

Дифференцирующее звено предназначено для контроля скорости нарастания оперативного тока, а нуль-орган служит для сравнения действительной скорости нарастания оперативного тока с предельно допустимой, задаваемой уставкой, Пороговьй элемент ограничивает нижний предел активного сопротивления изоляции сети относительно земли. Источники оперативного тока разной полярности, коммути-. рующее и формирующее устройство предназначены для формирования напряжения пропорционального величине активного сопротивления изоляции.

Способ основан на свойстве электроизоляционных материалов, работающих на переменном напряжении, и заключается в том, что активное сопротивление изоляции меньше омического, т.е, сопротивления постоянному току из-за появления активного сопротивления току абсорбции, величина кото- .рого определяется различными видами релаксационных поляризаций и которое на схеме замещения, электроизоляционного материала включено параллельно омическому.

Устройство работает следующим образом.

Посредством коммутирующего устройства через присоединительные

920132

фильтры к сети попеременно подключаются с частотой равной или близкой к частоте тока питающей сети источники оперативного постоянного тока 5 разной полярности. На выходе коммутирующего устройства формируется переменное напряжение, пропорциональ-

- ное полному току утечки.

-t/I

i U( G) ,

где и - напряжение источника опера- :

тивного тока; S - начальная проводимость;

G - омическая проводимость;

Г - постоянная времени. На фиг. 2 приведена временная диаграмма напряжения на выходе коммутирующего устройства,

Напряжение, образованное коммутирующим устройством, преобразовывается формирующим устройством в постоянное напряжение, которое по величине пропорционально значению активног.о сопротивления изоляции электрической сети. Из переменного напряжения частоты f отфильтровывается первая гармоника.

После преобразования синусоидаль-

ного напряжения с амплитудой в постоянное на выходе формирующего устройства получается постоянный сигнал, величина которого пропорциональна текущему значению активной прово-

димости изоляции электрической сети.

При прикосновении к сети человека через него протекает небольшой по величине оперативный ток и переменный ток сети, величина которого

обусловлена напряжением сети, сопротивлением ее изоляции относительно земли и быстро уменьшающимся начальным сопротивлением тела человека. Скорости нарастания оперативного и

переменного токов, протекающих через человека, одинаковы, поскольку они вызваны и определяются одной причиной - уменьшением электрического сопротивления человека. Вслед-

ствие этого на выходе дифференцирующего звена, включенного в цепь one- .ративного тока, появится прямоугольный импульс напряжения, поскольку скорость нарастания оперативного

тока постоянна. Величина этого импульса пропорциональна скорости нарастания оперативного тока и, следовательно, перемен,ному току сети.

протекающему через человека, а его длительность будет определяться общим временем срабатывания аппарата защиты от утечки и отключения сети. С выхода дифференцирующего звена импульс напряжения подается на вход нуль-органа, который сравнивает его параметры с заданными и при их превышении подает команду на отключение сети.

1920134

В /случае возникновения утечки, вызванной повреждением изоляции се«ти, когда общее сопротивление изоля ции сети относительно земли меньше. 5 предельно допустимого, иа выходе дифференцирующего звена появится импульс напряжения ,которыйпо форме и вели чине отличается от импульса, вызванного прикосновбнием ксети человека и,слбдо10 вательно,не вызовет отключение сети.

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ОТ УТЕЧКИ ТОКА НА ЗЕМЛЮ, основанный на наложении оперативного тока, измерении по абсолютной величине, преобразовании и сравнении его с первой эталонной величиной и формировании отключающего сигнала в случае превышения его над первой эталонной величиной, а также дополнительном измерении скорости нарастания оперативного тока, преобразовании ее в электрический сигнал, сравнении полученного сигнала со второй эталонной величиной и формировании дополнитель ного отключающего сигнала в случае превьшения полученного сигнала над второй эталонной величиной, отличающийся тем, что, с целью повышения электробезопасности, путем достоверности контроля сопротивления изоляции электрической сети, в качев стве оперативного тока используют импульсы разной полярности с частотой защищаемой сети, выделяют nepBjno гармонику, преобразуют,в постоянный элек трический сигнал, после чего производят указанные .-.сравнения. СО ISD