Устройство для защиты от токов утечки на землю в электрической сети Советский патент 1990 года по МПК H02H3/17 

сд

со о

о

Изобретение относится к устройствам защиты от токов утечки в электрических сетях с изолированной нейтралью, в том числе с тиристорными преобразователями. Целью изобретения является повышение надежности и помехоустойчивости устройства. При наличии сопротивления утечки 15 создается цепь для прохождения оперативного тока - генератор оперативного напряжения, сопротивление утечки 15 и нагрузочный резистор 9. Через электронный ключ 8, открывающийся синхронно с включением первого усилителя 4, через второй усилитель 10 напряжение с резистора 9 подается на вход интегратора 11. В связи с тем, что ключ 8 и усилитель 4 коммутируются синхронно, среднее значение напряжения на выходе интегратора положительно. Это напряжение характеризует ток утечки и, если оно больше порогового значения, срабатывают релейный элемент 13 и блок индикации 12. Применение устройства позволяет контролировать возникновение токов утечки в электрических сетях с тиристорными преобразователями. 1 ил.

sega

75

Изобретение относится к устройствам защиты от токов утечки в электрических сетях с изолированной нейтралью, в тем числе с тиристорными преобразователями.

Цель изобретения - повышение надежности и помехоустойчивости устройства.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для защиты от токов утечки на землю.

Устройство содержит емкостный фильтр присоединения из конденсаторов 1, подключенных к проводам сети переменного напряжения, конденсаторов 2, подключенных к полюсам сети выпрямленного напряжения, ог- раничите тьные резисторы 3, первый усилитель 4, формирователь 5 прямоугольных импульсов, триггер 6, блок 7 гальванической развязки, электронный ключ 8, нагрузочный резистор 9, второй усилитель 10, интегратор 11, блок 12 индикации и выходной релейный элемент 13.

Конденсаторы 1 подключены к фазам А, В, С сети, конденсаторы 2 - к выходным полюсам управляемого выпрямителя 14.

Резисторы 3 ограничивают ток, проходящий через конденсаторы присоединения между источниками сетевого и выпрямленного напряжений. Резисторы 15 являются эквивалентом сопротивления утечки на землю.

Формирователь 5 прямоугольных импульсов, триггер 6, блок 7 гальванических развязок и первый усилитель 4 образуют генератор оперативного напряжения частотой 25 Гц. Ключ 8 служит для подключения нагрузочного резистора 9 к входу интегратора через второй усилитель 10, назначение которого - усиление сигнала тока утечки, ослабленное введением в измерительную цепь ограничительных резисторов 3.

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения питания и напряжения 50 Гц на вход схемы блок 5 формирует прямоугольные импульсы с частотой следования 50 Гц. Эти импульсы подаются на счетный вход триггера 6, на выходе которого формируются импульсы с частотой 25 Гц, жестко связанные с сетью.. Через блок 7 гальванической развязки эти импульсы подаются на первый усилитель 4, с выхода которого через ограничительные резисторы 3 и конденсаторы 1 и 2 присоединения накладываются на выводы сети. При наличии сопротивления утечки 15 создается цепь для прохождения оперативного тока: генератор оперативного напряжения (4,5,7,9) резистор 15 утечки и нагрузочный резистор 9.

Через электронный ключ 8, открывающийся синхронно с включением первого усилителя 4, через второй усилитель 10 напряжение с резистора 9 подается на вход интегратора 11. В связи с тем, что ключ 8 и источник оперативного тока коммутируются синхронно, среднее значение напряжения на выходе интегратора положительно при совпадении частот коммутации ключа 8

и усилителя 4. Это напряжение харйкте- ризует ток утечки на землю. Если оно превышает заданное пороговое напряженне, устанавливаемое выходным релейнырл элемен- том 13, последний срабатывает и отключает источник сетевого напряжения. Параллельно это напряжение подается на блок 12 индикации.

Если на нагрузочном резисторе 9 присутствуют сигналы помех, создаваемых сетевым 0 напряжением частотой 50 Гц, или выпрямленным напряжением с частотой, кратной чао- тоте сети, то на вход интегратора поступает равное число положительных к отрицательных полуволн напряжения. В результате на- пряжение на интеграторе от действия помех за время измерения равно нулю.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет контролировать возникновение токов утечки в электрических сетях с тиристорными преобразовате- 0 лями. В отличие от известного предлагаемое устройство позволяет повысить надежность и помехоустойчивость средств защиты. Устройство для защиты от токов утечки на землю в электрической сеги может быть выполнено с использованием известных зле- 5 ментов. В качестве .формирователя может быть использован нуль-орган, например, на основе операционного усилителя Также на основе операционных усилителей могут быть выполнены второй усилитель и интегратор. В качестве триггера можно использовать любой триггер в интегральном исполнении со счетным входом, электронный ключ может быть собран на интегральном переключателе, например, типа K56iKT3. Первый усилитель может быть собран на транзисторах.

35

Формула изобретения

Устройство для защиты от токов утечки на землю в электрической сети, содержащее емкостный фильтр присоединения, первые

0 выводы конденсаторов которого подключены к клеммам для подключения к фазам сети переменного и выпрямленного напряжения, последовательно соединенные блок гальванической развязки и первый усилитель, формирователь прямоугольных импульсов, пос5 ледовательно соединенные интегратор и выходной релейный элемент, электронный ключ, соединенный первым входом с первым выводом нагрузочного резистора и с клеммой для подключения к земле, второй вывод нагрузочного резистора соединен с общим

0 проводом, к которому подключены также вторые входы электронного ключа, интегратора и первого усилителя, отличающееся тем, что, с целью поБыщения надежности и помехоустойчивости, в него дополнительно введены триггер, второй усилитель, два ограни5 чительных резистора и блок индикации, причем вход формирователя прямоугольных импульсов присоединен к клеммам для подключения к фазам сети, а выход - к счет515980156

ному входу триггера, выход которого соеди-которого подключен к блоку индикации, втонен с входом блока гальванической развяз-рой вход второго усилителя соединен с обки и управляющим входом электронногощим проводом, выход первого усилите,яя

ключа, выход которого через второй усиливчерез ограничительные резисторы подключен

тель соедине н с входом интегратора, выходк вторым выводам конденсаторов.