1
Изобретение относится к защитным отключающим устройствам, предназначенным для защиты от поражения электрическим током обслуживающего персонала передвижных объектов (поход- 5 ных лабораторий, мастерских и др.) , питающихся от трехфазной сети переменного тока с изолированной или заземленной нейтралью в случае появления напряжения на корпусе объекта из-О за повреждения изоляции проводов или случайном прикосновении к токоведущим частям внутри объекта.
Известные защитные отключающие устройства, применяемые на передвиж 15 ных объектах осуществляют отключение объекта от сети при появлении на его корпусе (метсшлических частях) напряжения относительно земли сверх допустимого, т.е. осуществляют защиту от 20 поргикений током стоящего на земле человека при его прикосновении к объекту.
Примером такого защитного отключающего устройства может служить 25 устройство для защиты от токов утечек в трехфазных сетях с изолированной нейтралью в котором применен узел, состоящий из конденсатора, па.раллельно которому подключены соеди- 30
ненные последовательно регулируемое активное сопротивление и стабилитрон, присоединенный к защищаемой сети через выпрямитель и вторичную обмотку трехфазного дросселя. Однако это устройство обладает существенными недостатками.
Данное устройство может работать только в сетях с изолированной нейтралью. Кроме того, с ним невозможно работать при параллельном включении потребителей.
Эти недостатки устранены в устройстве защитного отключения по напряжению относительно земли, в котором между корпусом защищаемого оборудования и землей включено защитное реле напряжения, которое соединено с землей через заземлитель. При появлении на корпусе защищаемого оборудования напряжения, превьшающего допустимое, реле напряжения срабатывает и выдает сигнал на отключение автоматического выключателя.
Это устройство заидитного отключения при применении его на передвижных объектах, смонтированных в кузовах, имеет существенный недостаток, выраженный в том, что не обеспечивает защиты работающего внутри кузова персо я ал а от поражения эле1стркчсс;:1 М током при значительных утечках, i-i до статочно большом сопротивлении грун та. Кроме того, значительным неудоб ством является наличие заземлителя, который необходимо перед началом раб ты объекта забить в и обеспечи необходимое сопротивление. Указанный недостаток устранег з более совершенном устройстве защитно го отключения, построенном по схеме на токе нулевой последовательности. Это устройство состоит из трансбсрма тора тока нулевой последователь5-юсти рторичная обмотка которого подключе на к входу усилителя, нагрузкой которого является отключающая обмсггка автоматического вьпслючателя, При однофазных замыканиях,несимметричных утечках, прикосновении чел века к фазному проводу появляется ток нулевой последовательности, при этом вторичная обмотка трансформатора тока нулевой последовательности Дает сигнал на усилитель, а при вели чине тока нулевой последовательности равной току уставки, происходит отключение. Однако и это устройство в некоторых случаях не обеспечивает защиту от порал ения электрическим током персонала работающего внутри Объекта (кузова). Одним из таких случаев является утечка одной Фазы на корпус при питании объекта от источника с изолированной нейтралью. Если утечка одной фазы на корпус и прикосновение человека к другой фазе произошли с какой-либо одно стороны трансформатора тока нулевой последовательности, то устройство не Сработает, так как в зтом случае не воявляется ток нулевой последователь ности . Целью настоящего изобретения является устранение перечисленных недостатков , а -1менно повышение надбЖности функционирования устройстг а. Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, сюдер жаг4е ;е установленный на стороне потребителя трансформатор тока нулевой последовательности, ко вторичной обмотке которого подключен вход усилителя, выход которого соединен с отключающей обмоткой автоматического выключателя, а клеммг: питания подсое динены к двух фазам на стороне по:сребителя, корпус которого изолирован, вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к фазам сети на стороне источника, а во вторичную обмотку включен выпрямитель, и резиеторы, дополнено тремя реле, при этом вход вы-прямителя, включенного последовател но со вторичной обмоткой вспомогател ного трансформатора присоединен к входу усилителя, отрицательный полюс выпрямителя соединен через резисторы соединенные в звезду, с фазами сети на стороне источника, положительный полюс выпрямителя соединен с корпусом потребителя через последовательно сеединенные обмотку первого и размыкающий контакт второго реле, обмотка второго реле подсоединена к фазам сети на стороне источника через параллельно соединенные заг/ыкагещие контакты первого и второго реле, а параллельно обмотке первого реле подключен замыкающий контакт третьего реле, обмотка которого подключена к клеммам питания усилителя. Схема предлагаемого устройства приведена на черте;же. Устройство состоит из трансформатора тока нулевой последовательности 1, усилителя 2 с входными клеммами 3, выходныг-ли клеммами 4 и клеммами питания 5, автоматического выключателя б с отключающей обмоткой 7, вспомагательного трансформатора 8, выпрямителя 9, резисторов .10,11 и 12, первого реле 13 с обмоткой 14 и замыкающим контактом 15, второго реле 16 с обмоткой 17, замыкающим контактом 18 и размыкаю1дим контактом 19, третьего реле 20 с обмоткой 21 и замыкающим контактом На чертеже также показаны корпус 23потребителя электрознергии, сопротивление 24 утечки фазы А, источник 25 электрической энергии с фазами А,В,С,О, заземленная нейтраль 26. Заземление показано пунктиром (оно может отсутствовать). Нагрузка, соединенная внутри корпуса 23 с фазами А,В,С,О на стороне потребителя (слева) не показана. Подготовка к работе защитно-отклю-чающегося устройства заключается в следующим. При подаче напряжения от источника 26 на потребитель при отключенной нагрузке, на выходе трансформатора 8 появляется напряжение, которое через вторичную обмотку трансформатора тока нулевой последовательности 1 и входное сопротивление усилителя 2 подается на выпрямитель 9 . Выпрямленное напряжение подается от отрицательного полюса выпрямителя 9 через резисторы 10,11 и 12 к фазам А,В,С сети, а от положительного полюса через размыкающий контакт 19 второго реле 16 и обмотк-у 14 первого реле 13 на корпус 23 потребителя. В случае, если источник имеет заземленную нейтраль, то появится ток выпрямителя 9, который пойдет от плюса выпрямителя 9 через pa3ivbJKaющий контакт 19 второго реле 16, обмотку 14 первого реле 13, участок земли, заземленную нейтраль 26 источника 25, фазы А,В,С источника 25 и сети к потребителю, резисторы 10,11 и 12 к отрицательному полюсу выпрямителя 9. Этот ток вызовет срабатывани первого реле 13, которое зa лкaюш.им контактом 15 замкнет цепь питания обмотки 17 второго реле 16.
Второе реле 16 сработает и разглыкающим контактом 19 отключит первое реле 13 от выпрямителя 9, а замыкающим контактом. 18 самоблокируется.
При включении автоматического выключателя 6 подается питание на клеммы 5 усилителя 2 и обмотку 21 третьего реле 20, которое своим замыкающим контактом 22 шунтирует обмотку 14 первого реле 13.
Защитно-отключающее устройство работает следующим образом.
При прикосновении человека, например, к фазе А или появлении утечки в фазе А ток пойдет от фазы А через тело человека (или сопротивление 24 утечки фазы А), корпус 23 потребителя, участок земли, заземленную нейтраль 26 источника. Это вызывает появление тока нулевой последовательности, при котором сигнап со вторичной обмотки трансформатора тока нулевой последовательности 1 подается на входные клеммы 3 усилителя 2, которые выдают сигнал на отключающую обмотку 7 автоматического выключателя б , и при этом происходит отключение автоматического выключателя б.
В случае питания потребителя электроэнергии от источника с изолированной нейтралью при подаче напряжения от источника на потребитель ток выпрямителя 9 недостаточен для срабатывания первого реле 13. Это реле останется подключенным к положительному полюсу выпрямителя 9. При включении автоматического выключателя б сработает третье реле 20 и своим замыкающим контактом 22 шунтирует обмотку 14 первого реле 13. Одновременно подается питание на клеммы 5 усил теля 2.
В этом случае при прикосновении человека, например, к фазе А (или появлении утечки в фазе А) появится ток выпрямителя 9, который пойдет от плюса выпрямителя 9 через замыкающий контакт 22 третьего реле 20, корпус 23 потребителя, тело человека (или сопротивление 24 утечки фазы А) , участок фазы Л, резистор 10 к .минусу выпрямителя.
Увеличение тока выпрямителя 9 вызывает увеличение тока во вторичной обмотке трансформатора 8. Этот ток проходит через входные клеммы 3
усилителя 2. Усилитель 2 выдает сиг--кал на отключающую обмотку 7 автоматического выключателя б, чтО вызывает отключение автоматического выключателя.
Защитно-отключающее устройство обладает значительным пpeи,щecтвoм перед наиболее ccвepшeнны и из известных. Оно производит отключение практически во всех случаях прикосновения человека к фазе сети или появлени1т любых утечек. Кроме этого, для данного устройства не требуется заземлителя на стороне потребления (стороне нагрузки), что значительно упрощает эксплуатацию. При подготовке
5 походной лаборатории (мастерской) к работе заземляющий штырь может не забиваться.
Формула изобретения
0
Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока, содержащее установленный на стороне потребителя трансформатор тока нулевой последовательности, ко
5 вторичной обмотке которого подключен вход усилителя, выход которого соединен с отключающей обмоткой автоматического выключателя, а клеммы питания присоединены к двум фазам сети
0 на стороне потребителя, корпус которого изолирован, вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к фазам сети на стороне источника, а во вторичную -
5 включен выпрямитель, и резисторы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования устройства, оно дополнено тремя реле, при этом вход выпpя Ителя, включенного последовательно со вторичной обмоткой вспомогательного трансформатора, присоединен ко входу усилителя, отрицательный полюс выпрямителя связан через резисторы,соединенные в звезду, с сети на стороне источника, положительный полюс выпрямителя связан с корпусом потребителя через последователь но соединенные обмотку первого реле и размыкающий контакт второго реле,
0 обмотка второго реле подсоединена к фазам сети на стороне источника через параллельно соединенные замыкающие контакты первого и второго реле, а параллельно обмотке первого
5 реле подключен замыкающий контакт третьего реле, обмотка которого подключена к клеммам питания усилителя.
