Устройство для защиты от поражения электрическим током в трехфазной сети с изолированной нейтралью Советский патент 1983 года по МПК H02H5/12 H02H3/17 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для Эсцциты человека от поражения электрическим током и контроля изоляции трехфазных электрических сетей с изолированной нейтралью.

Известно устройство защиты от поражения электрическим током в трехфазной электрической сети переменного тока с изолированной нейтралью, содержащее блоки определения и шунтирования поврежденной фазы и реле утечки, воздействующее на фидерный автоматический включатель.

Недостатком этот устройства является низкая чувствительность по сопротивлению срабатывания блока определения поврежденной фазы (4 ком на фаэу) а также отключение сети в случаях самоустранякядвйся утечки.

Наиболее близким к предложенному .по технической сущности является уст ройство для заадиты от поражения электрическим током, содержащее блоки определения поврежденной фазы и .короткозакклкателей, замыкающие контакты которых соединены с землей через разделительный конденсатор, реле утечки с источником постоянного оперативного тока и реле времени 2.

Известное устройство при сопротивлениях замыкания на землю (тело человека) больших сопротивлениях срабатывания блока определения поврежденной фазы (в частности, 12 кОм на фазу) не работает. В сетях напряжением 1140 В такая чувствительность

10 устройства явно недостаточна. Кроме того, известное устройство характеризуется низкой функциональной надежностью, так как отказ в работе блока определения поврежденной фазы ве15дет к отказу всего устройства, что недопустимо в шахтахх

Целью изобретения является повышение чувствительности и функциональной надежности устройства.

20

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от поражения электрическим током в трехфазных сетях с изолированной нейтралью, содержащем подключенные к фа25зам сети блок короткозамикателей и блок определения поврежденной фазы, выходы которого соединены с управляющими входами блока коротко замыкателей, связанного с землей

30 через разделительный конденсатор. подключенное к фазам сети реле утечки с источником постоянного оперативного тока, реле времени, своими выходами воздействующие на отключающую катушку автоматического выключателя, питающий трансформатор подключенный к цепям питания блока определения поврежденной фазы, реле утечки и реле времени, первый замыкающий контакт реле утечки включен в цепь питания блока определения поврежденной фазы, а второй - в цеп питания реле времени, причем первый контакт зашунтирован первым разгиыка ющим контактом реле времени с минимальной задержкой, а второй - первы тремя замыкающими блок-контактами короткозамыкателей, при этом в цепь отключакяцей катушки автоматичес} ого выключателя последовательно включены размыкающий контакт реле времени с максимальной задержкой и второй р мыкающий контакт реле времени- с минимальной задержкой, где последний зашунтирован вторыми тремя замыкающими блок-контактами короткозамыкателей и размыкающим контактом релеутечки. На чертеже показана функциональная схема предлол енного устройства. Устройство содержит блок 1 опред ления повреждений фазы, блок коротк загиыкателей 2, разделительный конде сатор 3, реле утечки 4, реле времени 5, отключающую катушку 6 автоматического выключателя 7, питающий трансформатор 8 для питания устройс ва, размыкающий контакт 9 реле времени с минимальной задержкой (до-0,2 разрлыкающий контакт 10 реле -времени с максимальной задержкой, размыкающий контакт 11 реле утечки, блокконтакты 12 - 14 и 15 - 17 короткозш/икателей (по два. от каждой фазы) замыка1Э1Цие контакты 18 и 19 реле утечки, размыкающий коАтакт 20 реле времени с минимальной задержкой (до 0,2 с). Устройство работает следующим образом. При прикосновении человека к одн из фаз срабатывает реле утечки 4, содержащее источник оперативного постоянного тока, которое размыкает контакт 11, замыкает контакт 19 в цепи питания блока 1 определения поврежденной фазы (контакт 20 предварительно замкнут) и контакт 1В в цепи питания реле времени 5. При этом блок 1 подает сигнал на срабатывание замыкателя блока 2 на поврежденной фазе, которая закорачивается на землю через разделительный конденсатор 3. Одновременно с этим срабатывает реле времени 5, ра мыкающее свой контакт 20 с минималь ной задержкой в цепи питания блока 1 и аналогичный контакт 9 в цепи отключающей катушки 6 автоматического выключателя 7. При срабатывании заьыкателя напряжение на поврежденной фазе относительно земли снии;ается до допустимой (по условиям безопасности) величины на время, достаточное для того, чтобы пострадавший сумел освободиться от напряжения. При срабатывании замыкателя одновременно замыкается один из блок-контактов 12 - 14 в цепи отключающей катушки б, удерживая.ее во включенном состоянии. Время, необходимое для освобождения человека от напряжения, задается реле времени 5 с помощью размыкающего контакта 10 .с максимальной задержкой (например, 10-20 с). Если в течение этого времени утечка на землю не устранилась, контакт 10 раз1-1ыкается и выключатель 7 отключается . Если утечка самоликвидировалась до размыкания контакта 10, реле утечки 4 возвращается в исходное состояние, замыкая свой контакт 11 и размыкая контакты 18 и 19, в.результате чего блок определения поврежденной фазы 1, а затем и реле времени 5, также возвращается в исходное состояние. Благодаря з амыканию контакта 11 автоматический выключатель остается во включенном положении, так как он замыкается раньше, чем разомкнутся контакты. Благодаря использованию разделительного конденсатора 3 и ;реле утечки 4 с постоянным оперативным током устройство отличает искусственное закорачивание фазы на землю-от однофазного повреждения или прикосновения человека к одной из фаз сети. Особенностью предлагаемого устройства является возможность использования, как правило, болеевысокого сопротивления срабатывания реле утечки при сопротивлениях утечки, лежащих выше сопротивления срабатывания существующих блоков определения поврежденной фазы, что значительно повышает чувствительность всего устройства. Так, например, в сети напряжением 1140 В (если сопротивление срабатывания блока реле утечки и блока определения поврежденной фазы равны соответственно 45 и 12 кОм/фаза) при утечках до 12 кОм/фаза работают одновременно оба блока; при этом реле утечки выполняет резервную функцию, что повьцпает надежность устройства. При сопротивлениях утечки свыше 12 кОм/фаза работает только блок реле утечки; в данном диапазоне сопротивлений токи утечки являются допусти1у1ыми по условиям электробез опасности. Это достигается тем, что выходы 19 и 18 реле утечки включены соответственно в цепи питания блока

1определения поврежденной фазы и еле времени 5, причем контакт 19 зшиунтирован контактом 20 реле вреени 5 с минимальной задержкой, а контакт 18 - блок-контактами 15 17 короткозамыкателей; при этом отключение катушки выключателя происходит от двух размыкающих контактов реле времени 10 и 9, последний из них с минимальной -задержкой зашунтирован размыкающим контактом 11 реле утечки 4 и замыкающими блокконтактами 12-14 короткозамыкателя.

Такое взаимодействие элементов защитного устройства помимо увеличения его чувствительности и функциональной надежности дает возможность устранить ложные отклонения, вызываемые кратковременными импульсами комг/1утационных процессов в сети. При появлении в сети ложных сигналов кратковременные срабатьюания короткозамыкателей и реле утечки 4 не приводят к отключению сети, так.как минимальная задержка времени реле 5 выбирается больше максимальной продолжительности ложного сигнала. Ре-т ле утечки 4, срабатывая, тут же возвращается в исходное состояние, не давая возможности сработать реле 5 своим контактом 15. Продолжительность ложного включения короткозаглыкателя ограничена выдержкой времени не более 0,2 .с, пока реле 5 при замыкании одного из контактов 15-17 блока короткозамыкателей 2 не разомкнет своим контактом 20 его цепь питания. При одновременном ложном срабатывании блока короткозамыкателей

2и реле утечки 4 мгновенное возвращение реле утечки 4 в исходное состояние не дает своим контактом 11

отключиться автоматическому выклю чателю при переключениях контактов 9, 12, 13 и 14.

В случае двух- или трехфазной утечки на .землю, отказе или несрабатывании блока короткозамыкателей 1 контакт 9 с минимальной задержкой в цепи отключающей катушки выключа-теля не будет зашунтирован одним из блок-контактов 12-14 короткозамыкателей и контактом реле утечки 11, в результате чего выключатель 7 отключается . При этом минимальная зедержка, с которой размыкается контакт 9, не должна превышать 0,1-0,2 с. Контакт 11 -реле утечки в цепи

питания отключаклцей катушки выключателя служит для быстрого замыкания цепи при самоустранении утечки и размыкания одного из контактов 12-14, что удерживает выключатель 7 во включенном состоянии. Второй контакт 20

|реле времени 5 с минимальной задержкой служит для сохранения быстродействия блока 1 определения поврежденной фазы, так как в исходном состояНИИ устройства (до заг лкания контакта 19) цепь питания блока 1 находится в замкнутом (готовом) состоянии.. Использование предложенного устройства позволяет повысить надежность и чувствительность аппарата, а также значительно уменьшить простои электрооборудования в результате исключения необоснованных отключений сети.

Формула изобретения

$П::тройство для защиты от поражения электрическим током в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее подключенные к фазам сети блок короткозамыкателей и блок определения поврежденной фазы, выходы которого соединены с управляклцимивходами блока короткозамыкателей, связанного

с землей через разделительный конденсатор, подключенные к фазам сети реле утечки с источником постоянного оперативного тока, реле времени. Своими выходами воздействующие на отключающую катушку автоматического выключателя, питающий трансформатор, подключенный к цепям питания блока определения поврежденной фазы, реле утечки и реле времени, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и функциональной надежности, первый за1 икающуй контакт реле утечки включен в цепь питания блока определения поврежденной фазы, а второй - в цепь питания реле времени, причем первый контакт зашунтирован первым ра31ив как щим конТактом .реле времени с минимальной Зсщержкой, а второй - первыми тремя за1 икак«цими блок-контактами короткозамыкателей, при этом в цепь отключакхцей катушки автоматического выключателя последовательно включены размыкающий контакт реле времени с максимальной задержкой и второй размыкающий контакт реле времени с минимальной задержкой, где последнийзашунтирован вторыми тремя Зс1млка10щими блок-контактами короткозамыкателей и размыкающим контактом реле

утечки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Взрывозащищенное электрооборудрвание. Сб. научных трудов. ВНИИВЭ,

Донецк, , вып. 15, с. 24--29.

2.Авторское свидетельство СССР 716100, кл. Н 02 Н 5/12, 1978.