Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с изолированной нейтралью Советский патент 1988 года по МПК H02H5/12 

со со i;o

СХ) СП

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты человека от поражения электрическим током при нарушении высоко- вольтной изоляции фазы сети с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является повьше- ние надежности работы.

На фиг. 1 представлена функциональ мая схема устройства; на фиг. 2 и 3 - электрическая принципиальная схема устройства.

Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с иэолированной нейтралью содержит датчики 1-3 приращения фазного тока, представляющие собой трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены в соответствующие фазы сети с иэолированной нейтралью, вьтрямители 4-6, собранные по двухполупериодной мостовой схеме со сглаживающим конденсатором, входы которых соединены со вторичными обмотками трансформаторрв тока 1 и 3, причем величина емкости сглаживающих конденсаторов должна выбираться из условия 95% сглаживания выпрямленного сигнала, дифференцирующие звенья 7-9, входы которых соедине ны с выходами выпрямителей 4-6 соответствующих фаз, причем величина емкости конденсаторов дифференцирующих звеньев должна быть в 3-4 раза

меньше емкости сглаживающих конденса35

торов, шесть операционных усилителей (компараторов) 10-15, объединенных попарно по прямым входам, подключенным соответственно к выходам дифференцирующих звеньев 7-9, причем ин- 0 версные входы пары операционных усилителей 10 и 11 подключены к выходам звеньев 9 и 8 соответственно, инверсные входы пары операционных усилителей 12 и 13 подключены к выходам звеньев 45 7 и 9 соответственно, а инверсные входы пары операционных усилителей 14 и 15 подключены к выходам звеньев 7 и 8 соответственно, шесть одновиб- раторов 16-21 с задержкой выходного импульса, представляющих собой каждый две последовательно соединенные время- задаю1цие RC-цепи, между которыми включен инвертор, причем параллельно сопротивлению R каждой RC-цепи включен диод в направлении, противоположном , току заряда конденсатора, входы которых подключены к выходам соответствующих операционных усилителей 10-15,

55

е

5 0 5 о

5

0 5 5

три элемента 2И 22-24, входы которыч подключены к выходам соответствующих одновибраторов 16-21, три элемента ЗИ 25-27, первые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов 2И 22-24, а вторые и третьи входы - соответственно к выходам операционных усилителей 10-15; три элемента 28-30 коммутации, осуществляющие замыкание поврежденной фазы на землю, входы которых соединены с выходами соответствующих элементов ЗИ 25-27.

Устройство работает следующим образом.

В момент to,, однофазного замыкания на землю (033), например, фазы А резко увеличиваются амплитуды фазных токов линии, причем , л 1( (1). Датчики 1-3 реагируют на это увеличением выходных сигналов в соотношении &U,U,j, uU,MJ,. Напряжения сигналов на выходах выпрямителей 4-6 также увеличиваются, причем , (на фиг. 2 и 3 U, Uj,Ug - напряжения на конденсаторах , , . соответственно). Увеличение напряжений выходных сигналов выпрямителей 4-6 вызывает появление сигналов на выходах дифференцирующих звеньев 7-9, причем напряжения сигналов находятся в соотношении , , (на фиг. 2 и 3 напряжения U, Ug, и, - напряжения на резисторах RA соответственно). Сигналы, сформированные звеньями 7-9 поступают на соответствующие входы операционных усилителей (компараторов) 10-15, которые осуществляют их сравнение. Операционный усилитель (СУ) в этой схеме работает следующим образом:

при на выходе ОУ будет

при , на выходе ОУ будет О, где и. - напряжение сигнала на прямом

входе ОУ;

и - напряжение сигнала на инверсном входе ОУ.

В момент tojj 033 фазы А согласно (I) сигналы 1 появятся на выходах ОУ 10 и 11, на выходах ОУ 12 и 14 будут О, на выходе ОУ 13 - либо 1, либо О, на выходе ОУ 15 лнбо О, либо 1, в зависимости от соотношения величин напряжений Ug, U. С выходов ОУ 10 и 11 сигналы 1 поступают на второй и третий входы элемента ЗИ 25 и на входы одновибраторов (ОВ) 16 и 17, которые имеют устг йчнж1е соел

тояние на выходе О и временно неус- тпйчипое I. После задержки Г, на шлходах ОВ 16 и 17 ПОЯРЯТСЯ единичные сигналы с длительностью Т . Задержка появления г, и ограничение длительности Cj выходного сигнала необходимы для обеспечения помехоустойчивости. С выходов ОВ 16 и 17 единичные сигня39

399850

из входов которых соединен с выходом соответствующего элемента временной задержки, выходы которых подключены к входам соответствующих элементов коммутации с выводами для подключения между фазными проводами сети и землей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности па

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты человека нри нарушении изоляции сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повышение надежное ти работы. При появлении однофазного замыкания на землю резко увеличиваются «чмплитуды фазных токов, причем это изменение больше на поврежденной фазе. Приращения фазных токов сравниваются между собой на оггерационных усилителях 10-15. После прохождения сигналов через одновибраторы 16-21, где они задерживаются и ограничиваются по длительности для обеспечения гтомехоустойчивости, они поступают на элементы 2И 22-24 и ЗИ 25-27. Таким образом, только в канале поврежденной фазы одновремер{но соберутся 1 на входах элемента ЗИ, который срабатывает и выдает сигнал на соответствующий коммутирующий элемент, тем самым закорачивается поврежденная фаза на контур заземления подстанции. Это устройство обладает высокой надежностью работы в условиях существенной несимметрии нагрузки сети и значительном удельном сопротивлении земли. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. S (Л

лы поступают на первый и второй входы ю боты, оно снабжено шестью оперлционэлемента 2И 22 и с его выхода на первый вход э,гтомента ЗИ 25. Тогда в момент t + с, на всех трех входах соответствующего фазе А элемента ЗИ 25 соберутся I. На втором входе элемен та ЗИ 26, соответствующего фазе В, и на втором входе элемента ЗИ 27, соответствующего фазе С, в этом случае постоянно будут О. Следовательно, в момент tp - Т, только на выходе элемента ЗИ 25 появится 1, на выходах элементов ЗИ 26 и 27 будут О. С выхода элемента ЗИ 25 1 поступает на вход элемента 28 коммутации фазы А, который срабатьшает и закорачи- 25 соответственно первого и второго укавает поврежденную фазу А на контур заземления подстанции, при этом элементы коммутации 29 и 30 не срабатывают. Таким образом, при замыкании на землю фазы А устройство надежно срабатывает, в случае естественной нсимметрии напряжений (токов) в сети устройство не срабатывает, так как в этом случае не вьтолняется условие (1). При замыкании на землю других фаз -устройство работает аналогично. Предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью работы в условиях существенной несимметрии нагрузки сети и значительном удельном сопротивлении эемли, следовательно, оно повьшает электробезопасность людей.

Формула изобретения

полнен в виде последовательно соединенных двух одновибраторов и элемента 2 И, входы одновибраторов подключены к выходам соответствующих опера1. Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с изолированной нейтралью, содержащее датчики приращения контроля- п Ционньс: усилителей, а выход элемента руемого параметра в каждом фазном про- 2И соединен с первым входом соответ- проводе, логические элементы ЗИ, один

ствующего элемента ЗИ.

ными усилителями, объединенными попарно по ггрямым входам, подключенным к выходам соответствующих датчиков приргицения контролируемого параметра, причем инверсные входы первой фазы операционных усилителей подключены к выходам соответственно второго и третьего указанных датчиков приращения, инверсные входы второй пары операционных усилителей подключены к выходам соответственно первого и второго указанных датчиков приращения, а инверсные входы третьей пары операционных усилителей подключены к выходам

занных датчиков приращения, причем выходы каждой пары операционных усилителей подключены к двум другим входам соответствующих логических элементов ЗИ и к входам соответствующих элементов временной задержки, при этом датчики приращения контролируемого параметра выполнены в виде датчиков приращения фазного тока.

2, Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что каждый из датчиков приращения контролируемого параметра выполнен в виде последовательно соединенных трансформатора тока, выпрямителя, сглаживающего конденсатора и дифференцирующего эвена.

30

3, Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что каждьй g из элементов временной задержки выполнен в виде последовательно соединенных двух одновибраторов и элемента 2 И, входы одновибраторов подключены к выходам соответствующих операЦионньс: усилителей, а выход элемента 2И соединен с первым входом соответ-

Ционньс: усилителей, а в 2И соединен с первым вх

ствующего элемента ЗИ.

A & С

ij L;

QiQQ

0uz,Z

W