Устройство для защиты от токов утечки в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью Советский патент 1974 года по МПК H02H3/16 

1

Изобретение относится к устройствам для защиты от токов утечки в трехфазных сетях с изолированной нейтралью.

Известное устройство, содержащее трехфазный дроссель, подключенный к сети, последовательно с которым включены компенсирующий и нулевой дроссели, источник оперативного напряжения и транзисторное реле, выполненное по схеме двухкаскадного усилителя, недостаточно надежно при обрыве заземляющих проводов или увеличении переходных сопротивлений в местах их присоединения.

В предложенном устройстве, с целью повыщения надежности, эмиттер транзистора первого каскада усилителя и положительный полюс источника оперативпого напряжения подключены непосредственно к месту присоединения заземляющих проводов к корпусу передвижной трансформаторной подстанции.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство 1 подключено к щинам 2 передвижной трансформаторной подстанции 3, первичная обмотка трансформатора 4 которой присоединена к воздушной линии электропередачи 5 через разъединитель 6, а вторичная обмотка - через автоматический выключатель 7 - к щинам 2, к которым через автоматические выключатели 8 подключаются

также кабели низковольтных потребителей 9. Контроль изоляции осуществляется путем наложения выпрямленного напряжения на сеть, находящуюся под рабочим напряжением, а в качестве источника электрической энергии для цепи защиты используется напряжение контролируемой сети, снимаемое со вторичной обмотки трехфазного дросселятрансформатора 10.

С целью повышения отключающих сопротивлепий устройства 1 при прикосновении человека за счет использования переходных процессов в оперативную цепь введен П-образный четырехполюсник 11.

Источник оперативного напряжения (выпрямитель 12) с помощью П-образного четырехполюсника 11 присоединен с одной стороны через вход транзисторного реле 13 к заземляющим проводам, а с другой через килоомметр 14, параллельно которому, включена кнопка измерения 15, нулевой 16 и компенсирующий 17 дроссели - к нулевой точке трехфазного дросселя-трансформатора 10, служащего ячейкой связи с контролируемой сетью, причем общая точка дросселей 16 и 17 присоединена к земле через конденсатор 18.

Один из стержней трехфазного дросселя 10 выполняет роль трансформатора для питания оперативной цепи (выпрямитель 12) и транзисторного pevie 13 (выпрямитель 19).

Транзисторное реле 13 вынолнено по схеме двухкаскадного усилителя с непосредственной связью, в котором в коллекторную и эмиттерную цепи второго транзистора 20 соответственно включены катушка реле 21, зашунтированная конденсатором 22, и диод 23, на который подано смещение от коллекторного напряжения через резистор 24.

В транзисторном реле 13 эмиттер первого транзистора 25 и положительный полюс выпрямителя 19 присоединяются непосредственно к заземляющим проводам с высокой и низкой стороны передвижной трансформаторной подстанции 3.

Цепь проверки работы устройства состоит из сопротивления 26 и контактов кнопки 27, воздействие на которую позволяет одновременно проверить исправность устройства и непрерывность цепи заземления.

При таком присоединении устройства 1 к заземляющей сети ток от положительного полюса выпрямителя 19 (точка А) к эмиттеру транзистора 25 (точка Б) будет протекать через места присоединения заземляющих проводов и корпус подстанции 3. Падение напряжения, создаваемое этим током между точками А и Б, непрерывно сравнивается с опорным напряжением на диоде 23. Если величина падения нанряженйя между точками А и Б меньще величины опорного напряжения, то к переходу база - эмиттер транзистора 20 нриложено запирающее напряжение, и катущка реле 21 поэтому полностью обесточена. Когда падение напряжения между точками А и Б становится больще опорного напряжения, то к переходу база - эмиттер транзистора 20 прикладывается отпирающее напряжение. В результате транзистор 20 переходит в насыщенное состояние и катушка реле 21 оказывается практически под полным напряжением выпрямителя 19. Реле 21 срабатывает и замыканием контакта 28 отключает автоматический выключатель 7.

Таким образом, изобретение позволяет осуществить не только автоматический контроль связи его схемы с заземляющей сетью, но и непрерывно контролировать величину переходных сопротивлений в местах присоединения заземляющих проводов к корпусу подстанции.

Предлагаемое устройство контролирует изоляцию следующим образом.

При нормальном состоянии заземляющей сети между точками А и Б падение напряжения на этом участке меньше онорного напряжения на диоде 23, и транзистор 20 надежно заперт. Поскольку через переход база - эмиттер транзистора 25 протекает отпирающий ток, определяемый величиной резистора 29, то этот транзистор находится в насыщенном состоянии, а оперативный ток, создаваемый выпрямителем 12, имеет возможность проходить по этому переходу в непроводящем направлении. Когда в результате снижения сопротивления изоляции сети величина оперативного тока, проходящего через переход база - эмиттер транзистора 25, становится больше отпирающего тока, транзисторы 25 и 20 скачкообразно изменяют свое состояние. Реле 21 срабатывает и отключает автоматический выключатель 7.

При медленном снижении величины сопротивления изоляции в онеративной цепи свободной составляющей тока не возникает, устройство срабатывает при сопротивлении 1 ком и ниже. При прикосновении человека к

токоведущей части за счет возникновения в оперативной цепи свободной составляющей оперативного тока устройство будет срабатывать при более высоких сопротивлениях.

Предмет изобретения

Устройство для защиты от токов утечки в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью с передвижными трансформаторными подстанциями, содержащее трехфазный дроссель, подключенный к сети, последовательно с которым включены компенсирующий и нулевой дроссели, источник оперативного напряжения и транзисторное реле,

выполненное по схеме двухкаскадного усилителя с непосредственной связью, в коллекторную и эмиттерную цени второго транзистора которого соответственно включены катушка реле, зашунтированиая конденсатором, и

диод, соединенный с источником коллекторного напряжения через резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты, эмиттер транзистора первого каскада усилителя и положительный полюс

источника оперативного напряжения подключены непосредственно к месту присоединения заземляющих проводов к корпусу передвижной трансформаторной подстанции.