Устройство для обнаружения и замыкания поврежденной фазы сети на землю Советский патент 1980 года по МПК H02H3/16 

ми выпрямителями токов, пропорциональных напряжениям фаз сети относительно земли.

Другим недостатком этого устройства является возможность кратковременного соединения с землей неповрежденной фазы сети, что снижает уровень электробезопасности благодаря тому, что сопротивление утечки вместо фазного оказывается подключенным к линейному напряжению сети.Этот режим возможен при возникновении утечки и разбросе времени срабатывания реле, подключенных к различным фазам.

Целью изобретения является повышение электробезопасности в сети высокого напряжения путем увеличения быстродейтсвия и снижения вероятности соединения с землей неповрежденной фазы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обнарулсения и замыкания поврежденной фазы сети на землю, содержащее источник выпрямленного опорного напряжения, подключенный переменной стороной к сети, к выходу которого присоединены первые входы блоков Сравнения по числу фаз, вторые EIXOды которых через выпрямительные мосты связаны с cooтвeтcтвyiO и и фазами и землей, выходы блоков сравнения подключены к обмоткам реле, контакты которых соединены в звезду с лучами, образованныгДИ из последовательно соединенных замыкающего контакта собственной фазы и разглыкающего контакта опережающей фазы, и вспомогательный источник напряжения, дополнительно введены три коммутационных элемента, катушки которых подключены через лучи указанной звезды к источнику вспомогательного напряжения, а замыкающие контакты включены соответственно между зе:ллей и той фазой, которой принадлежит размыкающий контакт реле в указанном луче, при этом блоки сравнения выполнены безинерционными, а источник выпрямленного опорного напряжения выполнен на трансформаа-оре с трехфазным двухгюлупериодным выпрямителем.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - векторная диаграмма напряжений.

Устройство для трехфазной сети содержит источник выпрямленного опорного напряжения 1, выполненный в виде трехфазного двухполупериодного выпрямителя, переменная сторона которого посредством трансформатора 2 включена на линейное напряжениесети, блоки сравнения 3,4,5, выполненные безинерционными, три комм тационных элемента 6,7 и 8, замыкающие контакты 9,10f11 которых включены между фазами сети 12,13 и 14 и землей, реле 15,16,17, контакты которых 18-23 соединены в звезду и подключены к источнику вспомогатель ного напряжения 24. Входы блоков сравнения 3,4,5 связаны с сетью через выпрямителя 25,26 и 27.

Как видно из скемы, в блоках сравнения 3,4,5 сравниваются выпрямленные напряжения, пропорциональные на пряжениям фаза-земля с опорным напряжением. Указанные блоки сравнения реагируют на увеличение напряжения неповрежденных фаз сети относительно земли. Благодаря тому, что источник опорного напряжения выполнен по трехфазной двухполупериодной схеме выпрямления и посредством трансформатора подключен к сети, кривая выходного напряжения по форме близка к поcTOHHHOiMV, а его значение оказывается пропорциональным напряжению сети и изменяется синхронно с ним. Синхронно с изменением напряжения фазаземля изменяется и сравниваемое напряжение. Таким образом, в настоящем устройстве сравнивается практически постоянный ток с пульсирующим.

Из схемы также видно, что заг-1ьгкающие контакты 9,10,11 коммутационных элементов включены ме)нду фазами сети и зe.lлeй, а последовательно с их катушками включен луч звезды, содержащий последовательно соединенные замыкающие и разг икающие контакты 18-23 реле 15-17 различных фаз. Особенность настоящего предложения состоит в том, что относительно фазы подключения контактов ко.лутационных элементов последовательно с его катушкой включен разглыкающий контакт того реле, которое подключено к той же фазе сети, что и контакты коммутационного элемента.

Схема работает следующим образом.

При отсутствии повреждения фазы относительно земли катушки коммутационных элементов обесточены, а их контакты 9,10,11 разомкнуты. Замыка оадие контакты реле 19,21,23 при этом разомкнуты, а размыкающие 18,20,22 - замкнуты, поскольку максимальные значения выпрямленных напряжений, пропорциональных напряжениям фаз сети относительно земли выбраны меньшими опорного напряжения, вследствие чего состояние реле 15,16 и 17 может характеризоваться как обесточенное (не сработало).

При возникновении утечки на замлю, в качестве которой может оказаться человек, прикоснувшийся к фазе сети (например, к фазе 14), напряжение этой фазы относительно земли, как видно из векторной диаграммы фиг.2, снижается, а напряжение двух других - увеличивается. Вследствие этого напряжение фазы 14 относительно земли снижается, а напряжения фаз 13 и 12 увеличиваются. При определенной величине сопротивления утечки напряжения фаз 13 и 12 увеличива ются настолько, что их максимальные значения превышают опорное.-Это ока зывается достаточно для того, чтобы блоки сравнения 4 и 5 выработали по ложительные сигналы, чем включили свои реле 16 и 17, замыкающие и размыкающие контакты которых, переключаясь в противоположное состояни подключают к источнику вспомогатель ного напрях ения 24 только катушку того коммутационного элемента, размыкающие контакты которого подключе ны к поврежденной фазе сети, т.е. элемента б. Благодаря такому построению схеNBd уровень электробезопасности сети обеспечиваемый настоящим изобретением оказывается выше уровня электр безопасности сети, обеспечиваемого известными. Данное устройство может быть использовано как в сетях до 1000 В, так и в сетях более 1000 В. Формула изобретения Устройство для обнаружения и замыкания поврежденной фазы сети на землю, содержащее источник выпрямленного опорного напряжения, подключенный переменной стороной к сети, к выходу которого подсоединены первые входы блоков сравнения по числу фаз, вторые входы которых чеТ9 ггч 23 J Ш Ш (il рез выпрямительные мосты связаны с соответствующими фазами и землей, выходы блоков сравнения подключены к обмоткам реле, контакты которых соединены в звезду с лучами, образованными из последовательно соединенных зaNыкaющeгo контакта собственной фазы и размыкакщего контакта опережающей фазы, и вспомогательный источник напряжения, отлич ающ е е с я тем, что, с целью повышения злектробезопасности в сетях высокого напряжения путем увеличения быстродейтсвия и снижения вероятности соединения с землей неповре/кденной фазы, в него дополнительно введены три коммутационных элемента к источнику вспомогательного напряжения, а замыкающие контакты включены соответственно между землей и той фазой, которой принадлежит размыкающий контакт реле в указанном луче, при этом блоки сравнения выполнены безинерционными, а источник выпрямленного опорного напряжения выполнен на трансформаторе с трехфазным двухполупериодным выпрямителем. Источники информации, притяные во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 335763, кл. Н 02 Н 3/16, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР J 469182, кл. Н 02 Н 3/16, 1972.