Способ защиты электрической сети от утечки тока на землю Советский патент 1979 года по МПК H02H3/16 

1. Изобретение относится к электротехнике, точнее к средствам электробезопасности, и предназначено для защиты человека от поражения электричес ким током, преимущественно в сетях переменного тока напряжением до( И40 В, изолированных от земли. Известны способы защиты от утечек в электрических переменного тока,изолированных от земли,основанные на их отключении при ассимметрий напряжений относительно земли, обусловленной повреждением одной из фаз или прикосновением к сети человека 1. Наиболее близким по технической сущности является способ защиты от утечек, основанный на отключении сети при снижении сопротивления её изоляции относительно земли до предельной величины, контролируемой пороговым элементом 2 , По изве.стному спобу на сеть переменного тока накладывают оперативный постоянный ток, величину которого контролируют пороговым элементом, и отключают сеть при повыяении оперативного тока до предельной величины. При этом предельную величину оперативного тока выбирают такой, которая соответствует предель.но допустимой величине сопротивления изоляции сети, огранй;чивающей длительный неотключаемый ток через человека при его прикосновении к сети величиной 30 мА. Основной недостаток известного способа защиты в том, что сеть отключают при снижении сопротивления изоляции независимо от TOTbV какими причинами оно вызвано прикосновением человека, увеличением ее прбтяжённости и количества токоприемников , бтзрением изоляции или другими причинами. Хотя, снижение сопротивления изоляции сети вследствие прикосновений человека более редкое событие, чем вызванное увеличением ее протяженности, количества токоприемников и другими причинами, по известному способу уставки отключающих сопротивлений аппаратов защиты от утечек выбирают по величине длительного неотключаёмого тока кпя человека равной 30 мА, При такой величине уставок аппараты защиты в сетях большой протяженности и с большим числом токоприемников, в которых сопротивление изоляции соизмеримо с величиной уставки, довольно часто отключают сеть, что влечет простои технологического оборудования.

675512 Недостаток усугубля 1ет9Ятём, чТо повышение электробезопасности эксплуа тации сетей требует снижения величины длительного неотключаемого тока через человека, а это возможно лишь за счет . увеличения отключающего сопротивления изоляции сети относительно земли. Последнее влечет дополнительные затраты на поддержание более высокото Уровня сопротивления изоляции сетей относительно земли. Цель изобретения - сокращение числа необоснованных отключений сети ,и ; вызванных ими простоев технологическо -р5 б бор да ШйгИ-пЪёШёниё Srti Kttsoбезопасности эксплуатации сетей. Это достигается тем, что в известном способе Зсициты электрической сети от утечки тока на землю, основанном на наложении оперативного тока с частотой, от частоты тока сети, измерении, преобразовании и сравнении его с первой эталонной величиной и ф 8рЙф -&гйии сигнала в ёлучае превышения его над первой эталонной величиной, дополнительно производят изме- рёйиё скорости нарастания оперативного тока, преобразование его в электрический сигнал, сравнение получен.но го сигнала со второй эталонной величи ной и формирование дополнительного -. ; от кЛйч ёййце то си гн ал а в ел у ч ае пре вышения полученного сигнала над второй эталонной величиной. Способ основан на известном свойст ве Организма человека, заключающемся в том, что электрический ток, протекающий через человека, нарастает во времени. Причем скорость, его HapaiCTaния пропорциональна начальной вёлйчйНё тока, а длительность этого процесса составляет не менее 0,4 с. Предлагаемый способ позволяет снизить величину отключаклиего сопротивле ния изоляции сети,, так как обеспечивает различение снижения сопрот иёлё ния изоляции сетипри прйкЬсновёнйй Чеяо ека от, снижений сопротивления изоляции сети по другим причинам, что достигается путем контроля скорости нарастания оперативного тока (в отличие отконтроля величины оперативного тока по известному способу); На чертеже дана принципиальная схе ма устройства защиты от утечек, с помощью которого осуществляется способ. Оно. содержит устройство, источник Г опёратйвнбгЬ пОствяннотго тЬкЖ, вклю ченный между сетью и землей через при соединительный фильтр 2 . и пороговый элемент 3. Устройство снабжено селектором 4 импульсов выполненньа в виде дафферейцирумаего звейа, и нуль-органа. Дифференцирующее звено предназиаче но для контроля скорости нарастания бйёратййнЬгО тока, а иуль-орган служит для сравнения действит етьирйЬкорОСти нарастания оперативного тока с предельно допустигюй, задаваемой уставкой. Пороговый элемент . ограничивает нижний предел сопротивления изоляции и сети относительно земли. Последний выбирают по допустимой величине кратковременного тока для человека, обусловленной максимальным временем пребывания его под напряжением. Устройство работает следующим образом. . Величина оперативного тока определяется сопротивлением изоляции сети относительно земли R, R, R5.,H соПрОТйвлеН1Гёй утечки (в частном случае сопротивлением человека Rj ), При симметричном снижении общего сопротивления изоляции сети относительно земли до предельно допустимого оперативный ток возрастает до величины уставки порогового элемента, который подает команду на отключение сети. В случае возникновения утечки отключение сети производится только тогда, когда она вызвана прикосновением к сети человека и представляет для него непосредственную опасность. Случаи .возникновения утечек,вызванные снижением сопротивления изоляции сети (из-зи ее повреждения, отсыревания и других причин), не вызываквдих непосредственной опасности для человека, отключения не производят. В этом случае ограничиваются подачей предупредительного сигнала о . наступившем некотором снижении уровня безопасности, который может быть восстановлен в ближайшую ремонтную смену. Распознавание причины, вызвавшей. снижение сопротивления изоляции, достигается исходя из того, что скорость нарастания тока через возникшую утечку оказывается неодинаковой и зависит от того, явилась ли она результатом прикосновения человека к сети или поврёждёййя изоляции сети. Так, ток через утечку, созданную повреждеHfHe-M изоляции, достигает установившегося значения практически мгновенно. В отличие от этого ток через прикоснувшегося человека нарастает во времени с определенной скоростью, которая в каждом конкретном случае постоЯНГйа и зависит от его. начальной величины. Кактпоказали исследования, донустимьш кратковременным -т.окам для человека соответствуют скорости его йарастания от 1 до 200 мА/с, что обеспечивает воз можность срабатывания защиты. С целью повышения электробезопасности, величина длительного неотклю чаемого тока через человека может быть снижена путем настройки нуль-органа селектора импульсов 4 предлагаемого устройства на минимальные значения контролируемой скорости нарастания оперативного тока, которые принимают в диапазоне от 1 до 10 мА/с, что