Устройство для защиты от замыкания на землю в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью Советский патент 1980 года по МПК H02H3/16 

Изобретение относится к устройствам для защиты от утечек и замыканий на землю в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью и может быть использовано, в первую очередь, во взрывобезопас- ных автоматических выключателях и других взрывобезопасных электрических аппаратах для угольных шахт.

Известны подобные устройства защиты, содержащие две искусственные нулевые точки, логические блоки ИЛИ и подключенные к ним исполнительные блоки l.

Известно также устройство защити, содержащее две искусственные нулевые точки и реле с двумя обмотИами, каждая из которых включена между указанными нулевыми точками и Землей 2.

Главный недостаток- этих устройств; большая зона нечувствительности, а поэтому и большое вре срабатывания - десятки и даже сотни миллисекунд.

Устройство для защиты трехфазных электрических сетей с изолированной нейтралью, принятое за прототип, значительно уменьшает зону нечувствительности, повышая быстродействие защиты. Повышение быстродействия достигается тем, что каждая из двух искусственных нулевых точек соединена с Землей через два выпрямительных моста, на выход которых подключены регулируемые резисторы, подвижные контакты которых подключены к логическому блоку ИЛИ, последовательно соединенному с блоком временной задержки и исполнительным органом 3 .

Однако устройство имеет еще достаточно большую зону нечувствительности и имеет два переменных резистора для настройки защиты на нужную уставку, что приводит не только к усложнению электрической схемы и конструкции устройства, но усложняет и удлиняет по времени его настройку.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение надежности функционирования путем уменьшения зоны нечувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в -предлагаемом устройстве, содержащем две искусственные нулевые точки, собранные на активных и реактивных элементах, ка}кдая из которых связана с выпрямительным мостом, к выходу которого подключен регулируемый резистор, последовательно соединенные блок временной з держки и исполнительный орган, конденсатор, указанные искусственные нулевые точки подключены к диагонали переменной стороны выпрямительного моста, а регулируемый резистор подвижные контакты которого присоединены к блоку временной задержки, выполнен спаренным, а упомянутый конденсатор подключен между одной и искусственных нулевых точек и выпрямительным мостом. Принципиальная электрическая схе ма предлагаемого устройства и график показаны на фиг. 1 и 2. Устройство содержит две искусств ные нулевые точки, одна из которых собрана из активных элементов 1, а другая - из реактивных (конденсаторов) элементов 2, выпрямительный мост 3, сдвоенный регулируемый резистор 4, исполнительный блок 5, который срабатывает при определенно величине сопротивления утечки, подавая импульс на отключение быстро действующего выключателя б, конден сатор 7, цепочку временной задержки 8. В нормальном режиме работы трех фазной электрической сети с изолированной нейтралью потенциалы искусственных нулевых точек равны потенциалу Земли и поэтому ток ч рез регулируемый резистор 4 не течет , напряжение на входе исполнительного блока 5 равно нулю и он не вьщает импульса на отключение выключателя б. При возникновении однофазного (двухфазного) замыкания или утечки на Землю между каждой искусствен ной нулевой точкой и Землей возникает напряжение нулевой последовательности (ННП) и через регулируемый резистор 4 потекут на землю токи: от искусственной нулевой точ ки 1 - ток нулевой последовательно ти (тип), а от искусственной нулевой точки 2-ТНП, сдвинутый по фазе с опережением на 9О относительно первого. Ток через емкость опережает ток через резисторы по фазе 90 поэтом ТИП от искусственной нулевой точки 2, собранной из конденсаторов. Опережает по фазе на от искусственной нулевой точки 1, собра ной из резисторов, перекрывает зону нечувствительности устройства. При однофазном замыкании или ут ке выпрямленный ТИП проходит через регулируемый резистор 4 только от искусственной нулевой точки, которая и ет высший потенциал (по абсолютном значению), т.е. через резистор 4 всегда проходит наибольший ТИП в данный момент. Поэтому на регулиру емом резисторе 4 вьщеляется наибольшее выпрямленное напряжение, при достижении которым уставки срабатывания исполнительного блока 5 последний выдает импульс на отключение быстродействующего выключателя 6. Уставка срабатывания исполнительного блока 5 и отстройка его осуществляется одной рукояткой регулируемого спаренного резистора 4. С целью исключения ложных срабатываний при неодновременном замыкании контактов коммутационных аппаратов подвижные контакты регулировочного резистора 4 могут быть соединены с входом исполнительного блока 5 через цепочку временной задержки 8 (например, в виде интегрирующей RC-цепи с постоянной времени в десятые доли миллисекунд). Искусственная нулевая точка 1 из резисторов соединена с выпрямительным мостом 3 через конденсатор 7 для исключения взаимного влияния по постоянному току других устройств защиты, например УАКИ, РУВ, ВРУ (на схеме не показаны), и рассматриваемого устройства. Предложенное устройство значительно уменьшает зону нечувствительности срабатывания, конструктивно и схемно проще, так как содержит меньше элементов, сокращается по времени процесс настройки, что особенно важно при эксплуатации таких устройств в шахтных условиях. Формула изобретения Устройство для защиты от замыкания на землю в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью, содержащее две искусст венные нулевые точки, собранные на активных и реактивных элементах, каждая из которых связана с выпрямительныммостом, к выходу которого подключен регулируемый резистор, последовательно соединенные блок временной задержки и исполнительный орган, конденсатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения И повышения надежности функционирования путем уменьшения зоны нечувствительности, указанные исискусственные нулевые точки подключены к диагонали перёменной стороны выпрямительного моста, а регулируелшй резистор, подвижные контакты которого подсоединены к блоку временной задержки, выполнен спаренным, а упомянутый конденсатор подключен между одной из искусственных нулевых точек и выпрямительным мостом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

.. Авторское свидетельство СССР 3916676, кл. Н 02 Н 3/16, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 152903, кл. Н 02 Н 3/16, 1961.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2588595, кл. Н 02 Н 3/16, 13.03.78.