Устройство для шунтирования места однофазного замыкания на землю в электрической сети с изолированной нейтралью Советский патент 1981 года по МПК H02H3/16 H02H5/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШУНТИРОВАНИЯ МЕСТА

ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

1

Изобретение относится к защите электрически.х сетей от аварийных и ненормальных режимов работы, а именно - к защите от однофазных замыканий и поражения человека и может быть использовано в трех(jia3Hbhx электрических сетях напряжением бкВ.

Известно устройство щунтирования места однофазного замыкания, включающее определитель поврежденной фазы и три шунтирующих выключателя с пофазным управлением, наглухо замыкающими поврежденную фазу на землю. Устройство позволяет снизить напряжение, остающееся на замкнув1лейся на землю фазе до значения, меньшего восстанавливающейся электрической прочности изоляции или допустимого по условиям электробезопасности в случае прикосновения человека в фазе электрической сети 1 .

Недостаток устройства - чувствительность и недостаточная надежность контроля величины остаточного (после осуП1ествления Н1унтирования) тока, протекающего через место замыкания. Это обусловлено тем, что контроль осуществляется косвенно, посредством изменения анализатором результирующего тока, протекающего через щунт.

Наиболее близким к изобретению является устройство щунтирования места одно- фазного замыкания через тело человека при его касании фазы сети, находящейся под напряжением, содержащее щунтирующие выключатели с пофазным управлением, соединенные с землей через разделительный конденсатор, определитель поврежденной

10 фазы и реле утечки 2.

Существенным недостатком этого устройства, делающим неэффективным его применение в сетях напряжением 6 кВ, является недостаточная эффективность щунтирования из-за низкого быстродействия контроля величины переходного сопротивления в месте замыкания после щунтирования, определяемого временем зарядки разделительного конденсатора в щунте. Длительность процесса зарядки конденсатора в зависимости от его емкости, определяемой принятым уровнем остаточного напряжения на шунте, может достигать нескольких десятков секунд. При использовании шунтирования для защиты

человека от поражения этот недостаток сказывается следующим образом. В сетях напряжением 6 кВ ток через тело человека не может быть снижен в результате 1нунтирования до длительно безопасной величины даже металлическим замыканием на землю поврежденной фазы в связи с воздействием на тело человека падения напряжения от протекания тока нагрузки в сети на участке от места прикосновения до места шунтирования. В этом случае уровень безопасности зависит от времени отключения. Поэтому операция контроля, вводимая между нунтированием и отключением, должна быть предельно кратковременной. При.менение шунтирования как средства устранения опасных последствий однофазных замыканий без немедленного отключения токоприемников, отключение которых может нривести к снижению у|ювня безопасности, например, загазнрованию горных выработок проветриваеMii x вентиляторами местного проветрива.ния или к значительному расстройству технологического процесса, так же требует высокого быстро;1ействия контроля переходного- сонротинления. Опасность воз1Н1Кновения южара 11)и неэффективном шунтировании (.не iioi-асание дуги в месте замыкания) находится в прямой зависимости от длительности выполнения контроля, так как допустимая мошност1 теплоЕюго потока, не проводящего к загоранию изоляции резко зависит от вре.ме1ш протекания тока.

Цель изобретения - - повышение эффективности 1нунтирования.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для нпнтирования места однофазного замыкания на землю в электрической сети с изолированной нейтралью, содержащем подключенные между фазами сети и землей через разделительный конденсатор щунтируюшие выключатели с нофазным управлением, ко входам которых подключен определитель новрежденной фазы, источник постоянного оперативного тока, подключенный к фазам сети, и анализатор тока, источник постоянного оперативного тока, выполненный но схеме ЗВ, обшей точкой соединен с шунтирующими выключателями через последовательно соединенные стаби,литрон и диод, а через анализатор с землей, а параллельно разделительному конденсатору, в направлении встречном направлению оперативного тока, через введенный регулируемый резистор включен диод. В результате этого зарядка конденсатора в осуществляется током замыкания на землю в 1-ый полунериод протекания тока встречно диоду. Уровень зарядки конденсатора определяется величиной переходного сопротивления в месте замыкания. Таким образом, время с момента шунтирования до момента контроля переходного сопротивления снижается до 10-20 мс.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство нодключается к шинам подстанции и содержит контакты шунтируюш,их выключателей 1 (на каждую фазу), приводимые в действие раздельно от определителя 2 поврежденной фазы, и анализатор 3 тока. Кроме этого, последовательно шунтирующим выключателям 1 подключены резистор 4 и конденсатор 5, зашунтированные диодом 6. Источник 7 оперативного напряжения, выполненный по схеме ЗВ, иодключен «нлюсом к стабилитрону 8 и через выключатель 9, приводимый в действие опреде.1ителем 2 поврежденной фазы, к контуру заземления, анализатор 3 тока вк.тючен в цень оперативного тока, образованную: источником 7 - выключателем 9 - зе.млей - переходным сопротивлением в месте замыкания.

Устройство работает следующим образом. Появление замыкания на землю на одной из фаз сети, например, вследствии пробоя изоляции или касания человеком фазы в точке К, приводит к появлению на выходе определителя 2 поврежденной фазы командного сигнала на срабатывание того шунтирующего выключателя, который подключен к замкнувшейся фазе, в результате чего поврежденная фаза оказывается искусственно замкнутой на землю во второй точке сети (в точке О). Это приводит к тому, что через шунтирующий выключатель 1 резистор 4 и конденсатор 5 протекает е.мкостный ток замыкания на землю, который в первый полупериод протекания тока встречно диоду 6 заряжает его до напряжения, определяе.мого величиной переходного сопротивления в мес-. те за.мыкания. При низком переходном сопротивлении в результате неэффективного шунтирования или замыкания через тело человека величина оперативного тока, протекающего через анализатор 3 тока превышает порог его срабатывания и последний вгзшает командный сигнал на отключение поврежденного фидера. При возникновении двойного замыкания на землю или замыкания в близких к нулевой точке частях обмоток трансформаторов и двигателей, когда ток протекающий через шунт значительно превышает величину емкостного тока замыкания на землю, под действием максимальной защиты присоединения шунтирующих выключателей к шина.м подстанции шунтирование снимается до отключения поврежденного фидера.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить электробезопасность распределительных трехфазных шахтах сетей напряжением 6 кВ.

Формула изобретения

Устройство для шунтирования .места однофазного замыкания на землю в электрической сети с изолированной нейтралью, содержащее подключенные между фазами сети и землей через разделительный конденсатор шунтирующие выключатели с пофазным управлением, ко входам которых подключен определитель поврежденной фазы, источник постоянного оперативного тока, подключенный к фазам сети, и анализатор тока, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности шунтирования, источник постоянного оперативного тока, выполненный по схеме ЗВ, общей точкой соединен с щунтирующими выключателями через последовательно соединенные стабилитрон и диод, а через анализатор с землей, а параллельно разделительному конденсатору, в направлении встречном направлению онеративного тока через вновь введенный регулируемый резистор включен диод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

по заявке № 2653109/24-07, кл. Н 02 Н 5/12, 1978.