Устройство для защиты от замыканий на землю в трехфазной сети с изолированной нейтралью Советский патент 1987 года по МПК H02H3/16 

Изобретение относится к устройствам для защиты от замыканий на землю в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью и может быть использовано преимущественно во взрыво-безопасных аппаратах для защиты шахтных электрических сетей.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг. 1 дана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма токов на входе измерительного органа, пропорциональных напряжению смещения нейтрали.

Устройство содержит пер1зый, второй и третий конденсаторы, которые объединены и подключены через три параллельно соединенные цепи к земле, первый резистор 2. Одна из цепей состоит из шунтирующего конденсатора 3, а две другие образуют дифференцирующие RC-цепи, выполненные соответственно на втором резисторе 4 и четвертом конденсаторе 5, третьем резисторе 6 и пятом конденсаторе 7. При этом точки соединения резистора 4 и конденсатора 5, резистора б и конденсатора 7 подключены к входной диагонали выпрямительного моста 8. Выходная диагональ выпрямительного моста 8 через резистор 2 подключена к входу измерительного блока 9, выполненного на транзисторном усилителе 10. Вход транзисторного усилителя 10 зашунтирован база-коллекторным переходом дополнительного транзистора 11, база-эмиттерный переход которого через регулируемый резистор 12 присоединен к источнику питания, выполненного на конденсаторе 13, который через диод 14 подключен к обмотке питающего трансформатора 15. При этом к обмотке трансформатора 15 через диод 16 присоединен конденсатор 17, который через резистор 18 и конденсатор 19 подключен к эмиттер-коллекторному переходу транзисторного усилителя 10. Параллельно конденсатору подключен вход тиристора 20, к выходу которого присоединен исполнительный орган 21, воздействующий на выключатель 22.

Устройство работает следующим образом.,

При отсутствии замыкания на землю потенциалы между искусственной нулевой точкой и землей практически равны. Поэтому контролируемый ток lo, который определяется напряжением несимметрии фаз сети, при этом мал и замыкается через база-коллекторный переход транзистора 11, который шунтирует вход транзисторного усилителя 10. Через база-эмиттерный переход транзистора 11 протекает ток 1эт, который регулируется резистором 12 и определяет уставку срабатывания устройства.

При отсутствии повреждения в сети транзистор 10 закрыт. На управляющем электро0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

де тиристора 20 сигнал отсутствует. Через исполнительный орган 21 ток не протекает.

При возникновении замыкания на землю между нулевой точкой и землей появляется напряжение смещения нейтрали. В результате этого через база-коллекторный переход транзистора 11 протекает ток 1о. Этот ток, вследствие того, что входные цепи устройства выполнены дифференцирующими, является производной напряжения смещения нейтрали U. При превышении мгновенного значения тока 1о амплитудного значения эталонного тока 1ат, разностный ток между 1о и 1эт, протекая через вход транзисторного усилителя 10, откроет последний. В результате этого открывается тиристор 20, вход которого подключен к коллектору усилителя 10, и замыкает цепь исполнительного органа 21. Исполнительный орган 21 срабатывает и с помощью быстродействующего выключателя 22 производит отключение контролируемой сети.

Для исключения ложных срабатываний при неодновременном замыкании контактов коммутационных аппаратов введен конденсатор 3, который шунтирует вход устройства при появлении кратковременных импульсов помехи и повышает устойчивость к ложным срабатываниям.

Так как устройство реагирует на изменение тока 1,, который пропорционален производной и. время, при котором при возникновении однофазной утечки мгновенное значение U меньше уставки срабатывания и изменяется в сторону нулевого значения, а затем достигает порога срабатывания, существенно снижается по сравнению с известным устройством (tj iti). Т. е. быстродействие устройства достигается за счет уменьшения времени срабатывания при возникновении замыкания на землю в момент, когда мгновенное значение напряжения смещения нейтрали находится в окрестности нулевого значения.

Формула изобретения

Устройство для защиты от замыканий на землю в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее первый, второй и третий конденсаторы, первые выводы которых служат для подключения к фазным проводам сети, а вторые выводы объединены и связаны с землей, выпрямительный мост, плюсовой зажим которого подключен к первому входу измерительного блока, а минусовый подключен к первому вводу первого резистора, шунтирующий конденсатор, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены четвертый и пятый конденсаторы, второй и третий резисторы, при этом точка объединения первых трех конденсаторов подключена к земле через три параллельные цепочки, первая

из которых состоит из шунтирующего конденсатора, вторая - из последовательно соединенных второго резистора и четвертого конденсатора, а третья - из пятого конденсатора и третьего резистора, причем точки соединения вновь введенных резисторов и конденсаторов подключены к входной диагонали выпрямительного моста, а второй ввод первого резистора подключен к второму входу измерительного блока.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от замыканий на землю шахтных электрических сетей. Целью изобретения является повышение быстродействия. При возникновении замыкания на землю .между нулевой точкой и землей появляется напряжение смещения нейтрали. Ток, протекающий через база- коллекторный переход транзистора 11, является производной напряжения смещения нейтрали При превыщении этим током эталонного тока разностный ток, протекая через вход транзисторного усилителя 10, открывает последний. В результате этого открывается тиристор 20, вход которого подключен к коллектору усилителя 10, и замыкается цепь исполнительного органа 21. Исполнительный орган 21 срабатывает и с помощью быстродействующего выключателя 22 производит отключение контролируемой сети. Для исключения ложных срабатываний ,при неодновременном замыкании тактов коммутационных аппаратов введен конденсатор 3, который шунтирует вход устройства при появлении кратковременных импульсов помехи и повыщает устойчивость ложным срабатываниям. 2 ил. а сл с со о со О1 фиг. 1

1эт

Фиг. 2