Устройство для защиты от поражения электрическим током в трехфазной сети с изолированной нейтралью Советский патент 1982 года по МПК H02H5/12 H02H3/16 

t

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты человека от поражения электрическим током.

Известны устройства защиты человека, коснувшегося токоведущих частей электроустановок, от поражения электрическим током в трехфазных сетях с изолированной нейтралью путем отключения напряжения от контролируемого участка сети или путем преднамеренного соединения с землей фа- зы, которой коснулся человек, без отключения напряжения D, 121 и 13.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее датчики напряжения фаз и напряжения нулевой последовательности, элементы логики, элементы ЗИ и исполнительные реле, через контакты которых производится замыкание на землю фазы, которой коснулся человек. При этом выбор фазы, замыкаемой на землю, производится по превьипению напряжением

опережающей фазы и напряжением нулевой последовательности наперед заданного максимального уровня t43.

Однако расчеты и эксперименты показывают, что при некоторых соотношениях проводимостей фаз относительно земли, при значительной несимметрии фазных напряжений напряже1ше фазы, которой коснулся человек, уменьшится, напряжение опережающей фазы возрастает, а напряжение отстающей фазы может как возрасти, так я уменьшиться. В этом случае сигнал от отстающей фазы может появиться раньше других, и тогда выбор фазы, замыкаемой на землю, будет произведен не правильно, что увеличивает опасность поражения.

При наличии значительной несимметрик фазных напряжений в фазе с относительно низким напряжением изменение амплитуды напряжения может быть не зафиксировано, так как она не достигнет установленного максимального , т.е. устройство вообще не сработает. Кроме того, если устройство сработает и замкнет одну из фаз на зем лю, этот режим будет сохраняться до тех пор пока устройство не отклю чат, а режим.длительного замыкания одной из фаз на землю в некоторых случаях является нежелательным и увеличивает опасность поражения эле трическим током. Цепь изобретения - повышение надежности работы устройства и расширения его функциональных возможностей путем обеспечения работоспособности в сети со значительной несимметрией фазных напряжений, а также. повышения электробезопасности путем исключения длительного режима замыкания одной из фаз на землю. Поставленная цель достигается тем что в известное устройство, содержащее подключенные к фазным проводам датчики фазных напряжений, выходы которых подключены к сигнальным входам элементом логики, инверсные выкодьг которых Подключены к первьм входам элементов ЗИ одноименных фаз а выходы элементов ЗИ соединены с исполнительньм реле, замыкающиеся контакт1ы которых подключены между одноименной фазой и землей, дополнительно введены элемент ЗИЛИ и элемент задержки, причем элементы логики выполнены на триггерах, единичны выходы которых подключены ко вторым входам элементов ЗИ отстающих фаз, а также ко входам элемента ЗИЛИ, выход которого подключен на вход элемента задержки, прямой выход кот рого соединен с третьими входами элементов ЗИ, .& инверсный выход - к входам синхронизации триггеров, уста новочные входы которых соединены с кнопкой начальной установки устройства, причем датчики фазных напряжений выполнены в виде датчиков прира щения айплитуд фазных напряжений. В устройство дополнительно введе ны два последовательно включенных формирователя временного интервала, причем вход первого подключен к вхо ду элемента задержки, прямой выход к третьим входам элементов ЗИ и ко ВХОДУ второго формирователя временного интервала, а инверсный выход подключен ко входам синхронизации триггеров, причем выход второго формирователя временного интервала подключен к установочным входам триггеров . На фиг. 1 представлена блок-схема устройства с Р1/ЧНЫМ возвратом в начальное состояние-, на фиг. 2 - то же, с самовозвратом. Устройство содержит датчики 1 фазных напряжений, элементы логики на триггерах 2, элементы ЗИ 3j исполнительные реле 4 с замыкающимися контактами 5, элемент ЗИЛИ 6, элемент 7 задержки, кнопку 8 начальной установки и формирователи 9 и 10 временного интервала. Устройство с ручкьм возвратом в начальное состояние работает следующим образом. Прикосновение человека к токоведущим частям вызьшает изменение напряжений фаз относительно земли, которое улавливается датчиками 1 . При этом напряжение фазы, которой коснулся человек, уменьшится, а опережающей по отношению к ней - увеличится. Напряжение отстающей фазы или уменьшится или увеличится. Тогда на выходах датчиков появляются сигналы: на первом - О, на втором - 1, а на третьем - или 1, или О соответственно. Сигналы с датчиков поступают на сигнальные входы триггеров 2 и перебрасывают соответствующие триггеры в единичное состояние. Сигнал 1 с первого перебросившегося триггера поступает на элемент ЗШШ 6, на выходе которого также появляется 1. Последовательность появл ия си:- налов на выходах датчиков зависит от фазы напряжений в момент прикосновения человека к токоведущим частям. Для правильного выбора фазы, замьжаемой на землю, необходимо с момента появления первого сигнала до момента принятия решения о замыкании поврежденной фазы на землю сделать выдержку времени, равную или большую одного периода частоты сети. Поэтому сигнал с выхода элемента ЗИЛИ подается на вход элемента 7 задержки через время At Т , где Т период частоты сети. На прямом выходе элемента 7 задержки появляется сГигнал I, который подается на третьи входа элементов ЗИ 3. Одновременно на инверсном выходе элемента 7 задержки появляется сигнал О, которыГ) поступает на синхронизнрующ входы триггеров 2 н препятствует дальнейшему переключению. В момент прихода на третьи входы элементов ЗИ 3 сигнала 1 на выходах элемента ЗИ 3, соответствующего фазе, которой коснулся человек, собираются три сигнала 1, и на выходе его также появляется I, что вызывает срабатывание соответствующего реле 4, которое контактами 5 замыкает поврежденную фазу на землю. Возврат устройства в исходное состояние производится подачей сигнала 1 на установочные входы триггеров через кнопку 8. Устройство с самовозвратом в начальное состояние работает аналогич ным образом,но сигнал с элемента задержки поступает на вход формирователя 9 временного интервала. С выхода формирователя 9 сигнал 1 длительностью Т,( , достаточной для самостоятельного освобождения человека от токоведущих частей, поступает на третьи входы элементов ЗИ 3 и вызывает срабатывание реле поврежденной фазы и замьпсание ею на землю. Одновременно с инверсного выхода того же формирователя уровен О поступает на синхронизирующие входы триггеров 2, предотвращается их дальнейшее переключение. По окон чании времени Т| на выходах первого формирователя восстанавливаются первоначальные уровни О и 1 соответственно. При этом реле размыка ется и фаза отсоединяется от земли. Одновременно запускается второй фор мирователь Временного интервала, сигнал 1 с выхода которого подает ся на входы R триггеров, вызьшая их возвращение в состояние О, и удерживает триггеры в этом состоянии в течение времени Т , необходим го для окончания переходных процесс в сети и в элементах устройства. По окончании времени Тд устройство оказывается в исходном состоянии. Применение предлагаемого устройс ва позволяет пов гсить надежность ра боты защиты и расширить функциональ ные возможности путем обеспечения работоспособности в сети со значительной несимметрией фазных напряже Формула изобретения 1. Устройство для защиты от пора жения электрическим током в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее подключенные к фазным проводам датчики фазных напряжений, выходы которых подключены к сигнальным входам элементов логики, инверсные выходы которых подкл1вчены к первым входам элементов ЗИ одноименных фаз, а выходы эли ентов ЗИ соединены с исполнительным реле, замыкающиеся контакты которых подключены между одноименной фазой и землей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и расширения его функциональных возможностей путем обеспечения работоспособности в сети со значительной несимметрией фазных напряжений, в него дополнительно введены элемент ЗИЛИ и элемент задержки, причем элементы логики выполнены на триггерах, единичные выходы которых подключены ко вторым входам элементов ЗИ отстающих фаз, а также ко входам элементов ЗИЛИ, выход которого подключен на вход элемента задержки, прямой выход которого соединен с третьими входами элементов ЗИ, а инверсный выход - ко входам синхронизации триггеров, установочные входы которых соединены с кнопкой начальной установки устройства, причем датчики фазных напряжений выполнены в виде датчиков приращения амплитуд фазных напряжений. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения электробезопасности путем исключения длительного режима замыкания одной из фаз на землю, в него дополнительно введены два последовательно включен ых формирователя временного интервала, причем вход первого подключен к входу элемента задержки, прямой выход - к третьим входам элементов ЗИ и ко входу второго формирователя временного интервала, а инверсный выход подключен ко Bxgдам синхронизации триггеров, причем выход второго формирователя временного интервала подключен к установочным входам триггеров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №531228, кл. Н 02 Н 5/12, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР №187130, кл. Н 02 Н 3/24, 1964.

7

3. Патент Франции 2038651, кл. Н 02 Н 3/00, 1971.

904075

4. Авторское свидетельство СССР №589659, кл. Н 02 Н 3/16, 1974.

«SI