Устройство для защиты распределительного щита от электрической дуги короткого замыкания Советский патент 1980 года по МПК H02H7/22 

Изобретение относится к релейной защите и противоаварийной автоматике и может быть использовано для выявления дуговых коротких замыканий (к.з.) в распределительных щитах электроэнергетических систем (ЭЭС) переменного и постоянного тока, в частности судовых. Известны устройства защиты распределительных щитов от электрической дуги к.з., содержащие фотодатчики, схему ИЛИ и выходной орган 1. Недостатком известных устройств является низкая селективность, обусловленная их ложными срабатываниями от излучения электрических дуг, образующихся между контактами установленных внутри защищаемого распределительного щита выключателей,, при отключении внешних коротких замыканий (электрических дуг отключений). Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее датчик отклонения напряжения, одновибратор, фотодатчик, логическую схему И и выходной орган 2. Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности и недостаточно высокая селективность. Первый из них обусловлен тем, что устройство не позволяет выявлять дуговые к.з., образующиеся из металлических коротких замыканий, когда время tn перехода последних в дуговые превышает время to пребывания одновибратора в сработанном состоянии ( мс). Второй недостаток связан с тем, что время с момента понижения напряжения в сети до появления импульсов светового излучения электрических дуг отключения быстродействующих автоматических выключателей (например В-3770 Б)соизмеримо с величиной ta, поэтому устройство будет допускать ложную работу при отключении внешних коротких замыканий. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение селективности работы. Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее датчик напряжения, к выходу которого подключен вход одновибратора, фотодатчик, подключенный к первому входу логического элемента И, выход которого соединен выходным органом, снабжено логическим элементом НЕ, включенным между выходом одновибратора и вторым входом логического элемента И.

Функциональная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит датчик напряжения 1, к выходу которого подключен одновибратор 2, логическую схему НЕ 3, фотодатчик 4, логическую схему И 5, которая подключена к выходному органу 6. Принцип действия устройства основан на контроле мощности теплового излучения электрической дуги и величины напряжения сети в определенный момент времени.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (электрическая дуга отсутствует, сигнал на выходе фотодатчика 4 соответствует нулю) сигналы на выходе датчика напряжения 1 и одновибратора 2 соответствуют логической единице (одновибратор находится в сработанном состоянии), на выходе логической схемы НЕ 3 и логической схемы И 5 сигналы соответствуют логическому нулю, выходной орган 6 включен. При возникновении внутри распределительного щита электрической дуги к.з. происходит резкое снижение напряжения сети и появляется мощное световое излучение.

В результате этого на выходе датчика напряжения 1 появляется сигнал, соответствующий логическому нулю, но на выходе одновибратора 2 сигнал сразу измениться не может и будет соответствовать логической единице в течение времени, равном максимальному времени восстановления напряжения сети в случае отключения внещнего к.з. быстродействующим выключателем распределительного щита. Поэтому будет устранена возможность ложного срабатывания устройства в случае появления светового излучения до момента полного восстановления напряжения в сети. При отключении внешнего к.з. медленнодействующим выключателем распределительного щита мощность светового излучения появляется всегда после полного восстановления напряжения в сети, и, таким образом, устройство ложно срабатывать не будет. Устройство сработает, если на выходе фотодатчика 4 и логической схемы НЕ сигналы будут соответствовать логической единице, то есть когда на выходе одновибратора сигнал будет соответствовать логическому нулю, что возможно лишь в том случае, если датчик напряжения 1 будет фиксировать пониженное напряжение сети, то есть в случае металлического к.з..

переходящего в дуговое внутри распределительного щита. При отключении внешнего по отношению к данному распределительному щиту короткого замыкания с помощью выключателя, расположенного внутри щита,

появлению мощного светового излучения электрической дуги отключения предшествует повышение напряжения сети, поэтому датчик напряжения 1 и одновибратор 2 мгновенно перейдут в состояние логической единицы, а на выходе логической схемы 3 сигнал будет соответствовать логическому нулю также, как и на выходе логической схемы 5. Выходной орган 6 в этом случае не сработает, и устройство в целом не сработает. Срабатывание данного устройства обеспечивается практически при любом времени перехода металлического к.з. в дуговое, поскольку выходные сигналы датчика 1 и одновибратора 2 будут в этом случае соответствовать логическому нулю. Устройство не срабатывает при отключении внешних коротких замыканий с помощью как обычных, так и быстродействующих выключателей, то есть обладает более высокой по сравнению с известными устройствами селективностью.

Таким образом, предлагаемое устройство действительно обладает более широкими функциональными возможностями и более высокой селективностью по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Устройство для защиты распределительного щита от электрической дуги короткого замыкания, содержащее датчик напряжения, к выходу которого подключен вход одновибратора, фотодатчик, подключенный к первому входу логического элемента И, выход которого соединен с выходным органом, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повыщения селективности работы, оно снабжено логическим элементом НЕ, включенным между выходом одновибратора и вторым входом логического элемента И.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 1126011, 21с 68/72, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР № 604077, кл. Н 02 Н 7/22, 1974.