Устройство для контроля целостности заземляющей жилы кабеля Советский патент 1981 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к технике повышения безопасности электроснабжения и может быть использовано для контроля заземляющих цепей передвиж ных карьерных электроустановок, питающихся по гибким кабелям. Известны устройства для контроля непрерывности цепей заземления по петле заземляющая жила - контрольная жила (экраны) кабеля. Контроль осуществляется посредством вво да в петлю оперативного напряжения и контроля протекающего по ней тока Недостатки известных устройств следующие. Наличие гальванической связи измерительной части схемы с контролируемой заземляющей жилой, вследствие чего при пробое изоляции (замыкании фазы на землю) заземляющая жила оказывается под потенциалом фазы, величина которого может в высоковольтных кабелях достигать 6-10 кВ. Аналогичная ситуация при прикосновении ковшом экскаватора контактных проводов в забоях с электрифицированным транспортом. Использование в качестве измерительной схемы мостовой схемы с чувствительными реле, реагирующими на изменение полярности сигнала, снимаемого, с диагонали моста, требует точной настройки моста по величине сопротивления заземляющей жилы. Последнее усложняет эксплуатацию устройства, так как в передвижных электроустановках длина питающего кабеля, а следовательно, и сопротивление заземляющей цепи является величиной переменной, что обусловливает необходимость частой подстройки моста. Известно также устройство, предназначенное для реализации способа контроля исправности заземляющих цепей, состоящее из трехстержневой зам- кнутой магнитной системы с двумя измерительными обмотками, расположенными на крайних стержнях магнитопро3вода, маловитковой нагрузочной обмот ки, выполненной контрольной жилой (или экранами) контролируемой петли, порогового элемента, входы которого соединены с соответствующими выходами измерительных обмоток, а выход порогового элемента соединен с исполнительным органом. Ввод контрольного тока в заземляющую цепь осуществляется индуктивным способом, что обеспечивает гальваническую развязку контролируемой цепи и измерительной схемы. Это устройство им ет высокую чувствительность и не тре бует настройки на конкретную длину кабеля 2. Однако это устройство не обеспечивает контроль обрыва заземляющей цепи при замыкании контрольной и заземляющей жил контролируемой петли до места обрыва. Целью 13обретения является повышение надежности работы устройства за счет обеспечения контроля обрыва заземляющей цег.и и замыкания контрольной и заземляющей жил до места обрыва. Поставленная цель достигается тем что в устройство для контроля целост ности заземляющей жилы кабеля, содер х;ащее трехстержнезой замкнутый магни топровод, первичную питающую обмотку две измерительные обмотки-, нагрузочную обмотку, соединенную с баластным резистором, пороговый элемент, соеди ненный с исполнительным элементом, введены дополнительные обмотка и резистор, причем дополнительная обмотка расположена на ненагруженной ветви магнитопровода и намотана встречно нагрузочной обмотке, а вы воды дополнительной обмотки соединены с соответствующими выводами дoпoлниteльнoгo резистора. Величина дополнительного резистора выбирается соизмеримой с сопротивлением заземляющей жилы. Это обес печивает автоматическое изменение амплитуды выходного сигнала с измери тельных обмоток таким образом, что п роговый элемент максимального напряжения возбуждается как при разрывах (увеличениях сопротивления) заземляю щей жилы, так и при ее замыкании с контрольной жилой. На чертеже приведена принципиальная схема устройства. 6 Устройство содержит трехстержневой замкнутый магнитопровод 1, измерительные обмотки 2 и 3, нагрузочную обмотку, k, контрольную жилу 5, первичную питающую обмотку 6, дополнительную обмотку 7, дополнительный резистор 8, баластный резистор 9, пороговый элемент 10, исполнительный элемент 11. Контрольная жила 5 присоединяется к заземляющей жиле в конце кабеля через баластный резистор 9, а в начале кабеля - непосредственно. Устройство работает, следующим образом. При исправной цепи заземления магнитные потоки в крайних стержнях магнитопровода 1 магнитной системы примерно одинаковы, так как потоки от обмоток 7 и t направлены встречно. Поэтому результирующая ЭДС на выходе обмоток 2 и 3 недостаточна для возбуждения порогового элемента 10. В случае обрыва или резкого увеличения сопротивления заземляющей жилы токи, протекающие через обмотки и 7 резко различаются по величине. Следовательно, и магнитные потоки от обмоток и 7 различны, что приводит к неравномерному намагничиванию крайних стержней системы магнитопровода 1, а это, в свою очередь, вызывает резкое увеличение напряжения на выходе обмоток 2 и 3- Пороговый элемент 10 воз- буждается и выдает команду исполнительному элементу 11 на отключение электроустановки. При замыкании заземляющей и контрольной 5 жил, сопротивление в цепи нагрузочной обмотки уменьшается скачком на величину баластного резистора 9, что также приводит, к нарушению равенства магнитных потоков в крайних стержнях системы магнитопровода 1. Напряжение на выходе обмоток 2 и 3 увеличивается, пороговый элемент 10 срабатывает и через исполнительный элемент 11 так же, как и при разрыве цепи заземления, отключает электроустановку. Таким образом, обеспечивается повышение надежности контроля целостности заземляющей жилы кабеля в случаях замыкания заземляющей жилы с контрольной жилой. Формула изобретения Устройство для контроля целостности заземляющей жилы кабеля, содержащее трехстержневой замкнутый магнитопровод, первичную питающую обмотку, две измерительные обмотки, нагрузочную обмотку, соединенную с баластным резистором, пороговый элемент, соединенный с исполнительным элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, введены дополнительные обмотка и резистор, причем дополнительная обмотка расположена на ненагруженной ветви магнитопровода и намотана встречно нагрузочной обмотке, а выводы дополнитель864 ной обмотки соединены с соответствующими выводами дополнительного резистора. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Николайчук.А.З . Устройство контроля целостности заземляющей жилы экскаваторного кабеля. В сборнике Электробезопасность на горнорудных предприятиях черной металлургии СССР. Днепропетровск - Марганец, 1979, с.ЗЗЗ339. 2.Авторское свидетельство СССР № 7 бЗ4Ь,кл. G 01 R 31/02, .78.

V