(50 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ С ЗАНУЛЯЮЩЕЙ МАГИСТРАЛЬЮ, ПОДКЛЮЧЕННОЙ К ЗАЩИТНОЙ МАГИСТРАЛИ РАСПРЕДПУНКТА
1
Изобретение относится к электротехнике а именно к устройствам для защитного отключения электроустановки с зануляющей магистралью, подключенной к защитной магистрали распредпункта,и предназначенным для обеспечения безопасности обслуживающего персонала при пробое изоляции или пои прикосновении человека к токоведущим частям электрооборудования, питаемого от трехфазной низковольтной сети переменного тока с заземленной нейтралью, а также для предотвращения пожара вследствие повреждения изоляции электропроводки установки.
Известно устройство защитного отключения электроустановки в трехфазной сети переменного тока, содержащее измерительный трансформатор тока, первичная обмотка которого вклочена в цепь зануления, а вторичная обмотка через выпрямитель подключена к выходному блоку из реле контроля сопротивления, цепь зануления и реле фиксации глухих зaмыкaни i, контакты которых включены в цепь исполнительного органа, трансформатор оперативного тока, первичная обмотка которого через выключатель включена между одной из фаз и цепью зануления и к которой подключен элемент сигнализации, а обмотка реле контроля сопротивления цепи зануления с последовательно соединенными вновь введенными первой кнопкой контроля исправности и регулируемым резистором, зашунтированным размыкающим контактом реле контроля сопротивления цепи зануления, подключена параллельно обмотке реле фиксации глухих замыканий с последовательно 20 соединенными резистором и регулируемым резистором, зашунтированным вновь введенной второй кнопкой контроля исправности, при этом вторичная обмотка трансформатора оператив398ного тока включена в рассечку цепи зануления Г 1 3. Однако это устройство имеет низкую чувствительность контроля тока замыкания на корпус и сопротивления защитной цепи, поэтому его нельзя считать достаточно надежным средством предотвращения электрического по ражения обслуживающего персонала электроустановки, особенно если электроустановка нестационарная, име ет кабель.но-штепсельное присоединение к питающей электрической сети и работает на открытом воздухе, в пыль ной токопроводящей или влажной среде Наиболее близким к.изобретению по технической сущности является устройство для защитного отключения элек троустановки с зануляюи(ей магистралью, подключенной к защитной магистрали распредпункта, содержащее контактор, в цепь обмотки управления которого включен первый замыкающий контакт первой кнопки управления, многообмоточный трансформатор напряжения, подключенный между одной из фаз и зануляющей магистралью устройства, первая из вторичных обмоток которого включена последовательно с упомянутым контактом первой кнопки управления, первый выпрямитель и бло контакт контактора. С целью увеличения безопасности обслуживающего персонала путем защитного отключения электроустановки при увеличении выше заданного значения сопротивления защитной цепи, а также при неисправности цепей контроля тока замыкания на корпус, дополнительно введены два релейных блока, второй выпрямитель, резистор, вторая кнопка управления и дополнительная вторичная обмотка трансформатора напряжения, при этом первый вход первого релейного блока подключен к выходу первого выпрямителя, второй его вход и первый вход второго релейного блока последовател но с резистором и вторым размыкающим контактом первой кнопки управления подключены к выходу второго выпрями теля, причем второй вход второго ре лейного блока подключен между выходом второго выпрямителя и замыкающим контактом второй кнопки управления, подключенной к дополнительной втори ной обмотке трансформатора напряжения, а размыкающий контакт первого релейного блока и замыкающий контак 4 второго релейного блока включены последовательно в цепь обмотки управления контактора, блок-контакт которого включен параллельно упомянутому первому замыкающему контакту первой кнопки управления, вход первого выпрямителя подключен между защитной цепью питающего кабеля и замдитной магистралью распредпункта, а вход второго выпрямителя подключен между контрольной цепью питающего кабеля и дополнительной вторичной обмоткой трансформатора напряжения 2. К недостаткам этого устройства относятся технологическая сложность из-за применения двухобмоточных реле, отсутствующих в номенклатуре изделий промышленности СССР; недостаточная чувствительность контроля тока замыкания на корпус (землю); снижение надежности защиты из-за включения выпрямителя в защитную цепь. Целью изобретения является увеличение чувствительности и надежности. Для достижения этой цели устройство для защитного отключения электроустановки с зануляющей магистралью, подключенной к зардитной магистрали распредпункта, содержащее стабилизированный трансформатор напряжения с двухсекционной вторичной обмоткой, первичная обмотка которого через конденсатор подключена к фазному проводу и к зануляющей магистрали, а сердечник и средний отвод вторичных обмоток стабилизированного трансформатора напряжения подключены к зануляющей магистрали; к первой секции вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения подключена обмотка электромагнитного контак-тора через первую кнопку управления, шунтированную -блок-контактом контактора , и выходной элемент реагирующего органа; суммирующий датчик тока, связанный с защитной и контрольной жилами питающего кабеля и второй секцией вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения, регулируемый резисторный делитель, вторую кнопку управления и реагирующий орган, запитанный от стабилизированного трансформатопа напряжения, суммиру 1)щий датчик тока выполнен в виде трансформатора тока с двумя первичными обмотками, причем первая первичная обмотка трансформатора тока подключена в цепь защитной жилы питающего кабеля, а вторая первичная обмотка тоансЛорматора тока, подклю ченная в цепь контрольной жилы, зашунтирована второй кнопкой управлени а параллельно второй секции вторичной обмотки стабилизированного тран сформатора напряжения подключен регулируемый резисторный делитель, при этрм вновь введенный второй регулируемый резистор включен между выводом второй секции вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения и точкой соединения второ кнопки управления и второй первичной обмоткой трансформатора тока,к указанной точке подключен первый вход реагирующего органа, второй вход которого подсоединен ко вторичной обмотке трансформатора тока. Реагирующий орган содержит исполнительное реле, конденсатор, тиристор, стабилитрон, третий вновь введенный регулируемый резистор, первый второй, третий диоды, замыкающий кон такт исполнительного реле, причем к аноду тиристора подключен первый вывод обмотки исполнительного реле, а ко второму выводу обмотки исполнител ного реле подсоединен катод первого диода, анод которого через третий регулируемый резистор подключен к вы воду второй секции вторичной обмотки стабилизированного трансформатора на пряжения, а конденсатор подсоединен плюсом ко второму выводу исполнитель ного реле, а минусом - к катоду тиристора, причем между катодом и управляющим электродом тиристора подключены параллельно соединенные стабилитрон и замыкающий контакт исполнительного реле, при этом к управ ляющему электроду тиристора катодами подключены второй и третий диоды, энод второго диода служит первым вхо дом, а анод третьего диода служит вторым входом реагирующего органа. На чертеже приведена схема устройства. Устройство 1 содержит электрона - нитный контактор 2, стабилизированный трансформатор 3 напряжения, тран сформатор тока, регулируемый резисторный делитель 5 напряжения, реагирующий орган 6, второй регулируемый резистор 7, первую 8 и вторую 9 кнопки управления и зануляющую магистраль 10 устройства, которая являет ся промежуточным звеном в передаче электроэнергии от низковольтной питающей сети 11 трехфазного тока с заземленной нейтралью, через распредпункт 12 и питающий кабель 13 к электроустановке . Контактор 2, служащий для отключения от питающей электрической сети 11 электроустановки 1, выполнен с обмоткой 15 управления и замыкающим блок-контактом 16. Обмотка 15 управления может быть выполнена на фазное или линейное напряжение сети. I Стабилизированный трансформатор 3, предназначенный для питания устройства, выполнен со стабилизирующим конденсатором 17, на сердечнике 18 с первичной обмоткой 19 и вторичной . обмоткой со средним несимметричным отводом 20, образуосцим ее первую секцию 21(с внешним выводом 22, на большее напряжение ) и вторую секцию 23 (с внешним выводом 2, на меньшее напряжение) . Трансформатор Ц тока выполнен на сердечнике 25 с первой 26 и второй 27 первичными и вторичной 28 обмотками. Реагирующий орган 6 содержит тиристор 29 (его анод, катод и управляющий электрод обозначены 30,31,32 соответственно) , исполнительное реле 33 (его обмотка управления, размыкающий и замыкающий контакты обозначены З, 35 и 36 соответственно), конденсатор 37, третий регулируемый резистор 38, первый 39 второй 40 и третий диоды и стабилитрон 42. В регулируемом резисторном делителе 5 напряжения крайние выводы обозначены 43 и 44, а средняя точка (движок ) 45, первая 8 и вторая 9 кнопки управления выполнены каждая с одним замыкающим контактом, замыкающие контакты 46 контактора включены в цепи силовых жил питающего кабеля 13- Первичная обмотка 19 стабилизированного трансформатора 3 напряжения, соединенная с фазным проводом силовой цепи через стабилизирующий конденсатор 17, занулена на магистраль 10 устройства, соединенную с защитной магистралью 47 распредпункта. Сердечник 18 и средний отвод 20 вторичной обмотки трансформатора напряжения также подключены к зануляющей магистрали 10. К первой секции 21 вторичной обмотки трансформатора 3 напряжения подключена цепь управления контактора, содержащая последовательно соединенные обмотку 15 управления контактора, замыкающий блок-контакт 16 контактора, шунтированный замыкающим контактом кнопки 8 управления и размыкающий контакт 35 исполнительного реле 33. К второй секции 23 вторичной обмотки трансформатора напряжения подключены регулируемый резисторный делитель 5 напряжения, а также электрический контур, содержащий последовательно соединенные второй регулируемый резистор 7, первую первичную обмотку 26 трансформатора тока, контрольную жилу 8 питающего кабеля, зануляющую магистраль 9 электроустановки, .защитную жилу 50 питающего кабеля, вторую первичну обмотку 27 трансформатора тока; заземляющую магистраль kj распредпункта; зануляющую магистраль 10 устройства, вторую секцию 23 вторичной обмотки трансформатора напряжения. К внешнему выводу 22 первой секции вторичной обмотки трансформатора напряжения и средней точке 5 регулируемого резисторного делителя напряжения подключена зарядная цепь конденсатора 37 через последовательн соединенные регулируемый резистор 38 и диод 39. Разрядная цепь этого конденсатора содержит последовательно соединенные обмотку 3 исполнительного реле и нормально закрытый анод 30 - катодный 31 промежуток тиристоpa. Анод диода tO, соответствующего первой Цепи управления тиристора, соединен с точкой сопряжения .регулируемого резистора 7 с первой первичной обмоткой 2б трансформатора тока, а катод - с управляющим электродом 32 тиристора, тем самым, пер вая цепь управления тиристора вклю.чена в диагональ измерительного мост образованного плечами и (5резисторного делителя напряжения и смежными с ними плечами электрического контура, для полупериода, когда напряжение на внешнем выводе 2 вто рой секции вторичной обмотки трансформатора 3 имеет положительный зна Анод диода 1, соответствующего вто рой цепи управления тиристора 29, соединен с одним выводом вторичной обмотки 28 трансформатора тока, дру гой вывод которой соединен с катодом 31 тиристора, а катод - с управляющим электродом 32 тиристора 29. Ста билитрон k2 подключен анодом к като У 31 , а катодом - к управляющему лектроду 32 тиристора. Параллельно казанному стабилитрону подключен замыкающий контакт Зб исполнительного реле. Замыкающий контакт второй кнопки 9 управления шунтирует первую первичную обмотку 2б трансформатора тока. Элементы 9,50, 27 и 7 образуют защитную, а элементы 49, 48,26,7,23, 10 и 7 - контрольную цепь электрического контура. Эти цепи являются одновременно последовательными путями для контрольного тока от напряжения второй секции вторичной обмотки трансформатора напряжения и параллельными путями для аварийного тока замыкания на корпус (землю). Регулируемым резистором 7 устанавливают контрольный ток величиной около 0,7 А. Регулируемым резисториым делителем 5 напряжения подводят параметры цепи управления к порогу срабатывания тиристора 29Устройство для защитного отключения электроустановки в различных режимах работает следующим образом. Режим оперативного подключения электроустановки к питающей электрической цепи. Оператор кратковременно нажимает кнопку В управления, в результате замыкания контакта которой для обмотки 15 управления контактора создается первая цепь, образованная элементами 22, 35, 8,15,10, 20 и 21. Производят оперативное включение контактора 2, который замкнувшимися контактами 6 осуществляет оперативное подключение электроустановки k к питающей электрической сети 11. Одновременно замыкание блок-контакта 16 контактора создает для обмотки 15 управления вторую цепь, образованную элементами 22, 35, 16, 15, 10, 20 и 21. Режим защитного отключения электроустановки от питающей электрической сети при чрезмерном увеличении сопротивления защитной цепи. В исходном состоянии конденсатор 37 заряжен по третьей цепи, образованной элементами 22,38, 39,37( + ), 37 (-), , 3, 2k, 23, 20 и 21. Если сопротивление защитной цепи находится в заданных пределах, ток, протекающий по четвертой цепи, содержащей элементы 2), 7, О, 32, 31 , 5 Ц, 10, 20 и 23, недостаточен для отпирания тиристора 29. Как только, в результате чрезмерного увеличения сопротивления защитной цепи, контрольный ток электрического контура уменьшается, ток в четвертой цепи ув личивается за счет уменьшения падени напряжения на резисторе 7 до тока отпирания тиристора, последний начинает проводить, ток. Конденсатор 37 разряжается по пятой цепи, образован ной элементами 37(+), 3, 30, 31 и 37(), что вызывает включение исполнительного реле 33, в течение Ьколо 0,01 с. Указанное реле размыкающимся контактом 35 отключает контактор 2, в результате чёТо последний осуществляет защитное отключение электроустановки I от питающей элек трической сети 11. Одновременно исполнительное реле 33 замкнувшимся контактом Зб шунтирует управляющий электрод-катодный переход тиристора. Режим защитного отключения электроустановки от питающей электрической сети при токе замыкания на корпу (землю ) или чрезмерном уменьшении сопротивления ее (электроустановки) изоляции. Если ток замыкания на корпус (зем пю, в том числе через человека) или эызванный чрезмерным уменьшением сопротивления изоляции электропроводки электроустановки находится в заданных пределах ток, протекающий по шес той цепи, образованной элементами 28 k , 32, 31 и 28, недостаточен для отпирания тиристора 29. Как только ток, протекающий по шестой цепи, увеличивается до тока отпирания тиристора, последний начинает проводить ток. Дальше происходит как и в режиме защитного отключе ния электроустановки от питаюш.ейэлек. трической сети при чрезмерном увелич нии сопротивления защитной цепи вклю чение исполнительного реле 33 и защитное отключение контактором 2 элек троустановки 1 i от питающей электрической сети 11. Режим оперативного отключения электроустановки от питающей электрической сети. Оператор кратковременно нажимает кнопку 9 управления. Вызванный этим дисбаланс трансформатора k тока эквивалентен аварийному току замыкания на корпус (, землю). Дальше происходит как и в режиме защитного отключения 3510 электроустановки от питающей электрической сети при чрезмерном увеличении сопротивления защитной цепи включение исполнительного реле 33 и защитное отключение контактором 2 электроустановки It от питающей электрической сети 11, тем самым осуществляется проверка исправности реагирующего органа. Описанное устройство выгодно отличается от существующих, так как обеспечивает увеличение безопасности обслуживающего электроустановку персонала в случае прикосновения к токоведущим частям или корпусу электрооборудования с пробитой изоляцией, а также в случае увеличения сопротивления защитной цепи; увеличение пожарной безопасности электроустановки при чрезмерном уменьшении сопротивления изоляции ее электропроводки. Кроме того, путем упрощения структуры устройства обеспечивается повышение надежности защиты. Формула изобретения 1. Устройство для защитного отключения электроустановки с зануляющей магистралью, подключенной к защитной магистрали распредпункта, содержащее стабилизированный трансформатор напряжения с двухсекционной вторичной обмоткой, первичная обмотка которого через конденсатор подключена к фазному проводу и к зануляющей магистрали , а сердечник и средний отвод чторичных обмоток стабилизированного трансфбрматора напряжения подключены к зануляющей магистрали; к первой секции вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения подключена обмотка электромагнитного контактора через первую кнопку управления, шунтированную блок-контактом контактора, и выходной элемент реагирующего органа; суммирующий датчик тока, связанный с защитной и контрольной жилами питающего кабеля и второй секцией вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения, регулируемый резисторный делитель, вторую кнопку управления и реагирующий орган, запитанный от стабилизированного трансформатора напряжения,отличающееся тем, что, с целью увеличения чузствительности и надежности, суммирующий датчик тока выполнен в виде трансформатора тока с двумя первичными обмотками, причем первая первичная обмотка трансформатора тока подключена в цепь защитной жилы питающего кабеля-, а вторая первичная обмотка трансформатора тока, подклю ченная в цепь контрольной жилы, зашунтирована второй кнопкой управления, а параллельно второй секции вторичной обмотки стабилизированного трансформатора напряжения подключен регулируемый резисторный делитель , при этом вновь введенный второй регулируемый резистор включе между выводом второй секции вторичной обмотки стабилизированного тран сформатора напряжения и точкой соед нения второй кнопки управления и вто-20
рой первичной обмоткой трансформатора тока, к указанной точке подключен первый вход реагирующего органа, второй вход которого подсоединен ко вторичной обмотке трансформатора тока.
2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что реагирующий орган содержит исполнительное реле, конденсатор, тиристор, стабилитрон, третий вновь введенный регулируемый резистор, первый, второй
диода служит первым входом, а анод третьего диода служит вторым входом реагирующего органа.
Источники информации,
Принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 58755, кл. Н 02 Н 3/16, Н 02 Н 5/10, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР № 655011 , кл. Н 02 Н 5/10, Н 02 Н 3/Й 1976. 5.12 и третий диоды, замыкающий контакт исполнительного оеле, причем к аноду тиристора подключен первый вывод обмотки исполнительного реле, а ко второму выводу обмотки исполнительного реле подсоединен катод первого диода, анод которого через третий регулируемый резистор подключен к выводу второй секции вторичной обмотки стабияизированного трансформатора напряжения, а конденсатор подсоединен плюсом ко второму выводу исполнительного реле, а минусом - к катоду тиристора, причем между катодом и управляющим электродом тиристора подключены параллельно соединенные стабилитрон и замыкающий контакт исполнительного реле, при этом к управляющему электроду тиристора катодами подключены второй и третий диоды, анод второго
