Устройство для предварительного контроля сопротивления изоляции электрической сети переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСНИХоавцэюм си аРЕСПУБЛИК)Е ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3501241/24-07 (22) 18. 10. 82 (46) 30.06.84, Бнл. Р 24 (72) Ф.А.Айдаров, В.Н.Савицкий и Н.И.Погребняк (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно"конструкторский и технологический институт вэрывозащищенного и рудничного электрооборудования (53) 621316 925(0888) (56),1. Светличнцй П.Л. Выбор и эксплуатация электрооборудования участка угольной шахты. И., фНедра", 1980, с 18 19 рис 282.Семенов А.С., Дцмура В.Д. Автоматический контроль. контактов короткоэамюкателя взрцвоэащищеннцх шкафов КРУ.-Сб Электротехническая промаалеиность, сер.АНН, вып.1, 1979, с. 7-9(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА содержащее источник оперативного напряжения, включенный между землей и сетью через первый резистор и короткозамыкатель с двойным на фазу разрывом между подвижным и неподвижным контактами, усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен.исполнительный орган, один неподвижный крайний контакт короткоэавь)кателя соединен со вторым резистором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпдения надежности функционирования, в него введены два соединенных встречно-последовательно диода, каждый из которых эашунтирован соответствующим конденсатором, фильтр низких частот и смещенный в проводящем. направлении третий диод, включенный встречно- параллельно входу упомянутого усилителя,подсоединенному через фильтр низких частот и упомянутые два дио- ф да ко второму выводу второго резистора, а первый резистор включен меж-ду полюсом источника оперативного напряжения и другим неподвижным крайним контактом короткозаьжкателя.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник оперативного напряжения, включенный между землей и сетью через первый резистор и короткозаьыкатель с двойным на Фазу разрывом между подвижным и неподвижным контактами, усилитель постоянного тока, к выходу которого подключен исполнительный орган, один неподвижный крайний контакт короткозаьы" кателя соединен со вторым резистором, введены два соединенные встречно-последовательно диода, каждый йз которых задунтирован соответствующим конденсатором, Фильтр низких частот и смещенный в проводящем направлении третий диод, включенный встречно-параллельно входу упомянутого усилителя, подсоединенному через фильтр .низких частот и упомянутые два диода ко второму выводу второго резистора, а первый Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите от утечек тока на эемпю в сетях горнодобывающих предприятий напряжением б - 10 кВ.Известно устройство высоковольтных блокировочных реле утечкиВРУ), содержащее источник оперативного напряжения и усилитель постоянного тока, нагруженный исполнительным органом, которые подключены к сети посредством короткозамыкателя 13.Недостаток устройства заключается в отсутствии контроля исправности цепи короткоэамыкателя и выдаче ложной информации об удовлетворительном состоянии изоляции при нарушении контактов короткозамюкателя и последукщем повреждении изоляции контролируемого ответвления сети.Наиболее близким к предлагаемому является устройство высоковольтного блокировочного реле утечки, содержащее источник оперативного напряжения и усилитель постоянного тока, нагруженный исполнительный органом, которые подключены к сети посредством короткозамюкателя с двой ным разрывом между подвижным и неподвижным контактами 23.Данное устройство осуществляет контроль подключения схемы к сети и контроль контактов цепи короткозаьыкателя, в результате чего снижается вероятность выдачи ложной информации. Однако при потере цепи контакта короткоэамякателя в сред, ней фазе (обрыв, отскок, неодновременное включение контактов ) устройство теряет указанные преимущества вследствие включения заземленных искровых разрядников параллельно изоляции сети,:которые пробиваются под действием обратной ЭДС продолжаецих вращаться электродвигателей,снижают свое сопротивление до нуля, в результате чего схема БРУ выдает ложную информацию о повреждении изоляции сети, так как оперативное напряжение БРУ поддерживает горение разрядников, вследствие чего ложное срабатывание имеет не кратковременный, а продолжительный характер.Кроме того, применение искровых разрядников, обладающих ограниченным ресурсом пробоев, приводит к низкой надежности устройства. При выходе хотя бы одного разрядника из строя обратная ЭДС электродвигателя оказывается приложенной к низковольтным элементам ,схемы, не рассчитанным на высокое напряжение, вследствие чего наблюдается каскадный выход иэ строя остальных элементов схемы.Цель изобретения является повышение надежности функционирования,10 15 20 резистор включен между полюсом ис" Встречно оперативному току, протекающему через диод 11, течет ток смещения 1, В результате того, что ток смещения 1выбран меньшим 65 точника оперативного напряжения идругим неподвижным крайним контак том короткозажкателя.На чертеже представлена электрическая схема устройства.Устройство состоит иэ заземленного источника оперативного напряже- . З 0 ния 1, к которому последовательноподключены высоковольтные резисто-,ры 2 и 3 и встречно-последовательно соединенные диоды 4 и 5, каждыйиз которых зашунтирован конденсатоРом б и 7. Параллельно Указаннымконденсаторам подключен Фильтрнизких частотсоставленный изрезистора 8 и конденсатора 9, выходная цепь которого подключенако входу усилителя постоянного.тока на транзисторах 10 и диоду 11,включенному встречно-параллельновходу усилителя. Усилитель постоянного тока нагружен исполнительныморганом 12 и эапитан от источника 45 питания 13, от которого эапитанацепь смещения диода 11. Схема БРУподключается к контролируемомуучастку сети посредством короткозамякателя 14 с двойным на фазу 50 разрывом между подвижным и неподвижным контактами.Устройство работает следующим образом.При отсутствии в контролируемом 55 ответвлении повреждения оперативный ток 1заикается па следующейцепи: источник оперативного напряжения 1, резистор 2, короткозаьыкатель 14, резисторы 3 и 8, диод 11и вход усилителя 10, земля, источникоперативного напряжения 1.110067 б Тираж 614 Подписное ВНИИПИ Заказ 4591/40 Филиал ППП "Патентф, г. ужгород, ул, Проектная,4 оперативного тока, диод 11 закрыт, усилитель 10 открыт и исполнительный орган 12 находится во включенном состоянии.При снижении сопротивления изоляции часть оперативного тока протекает через сопротивление изоляции. Так как это сопротивление оказывается включенным параллельно цепи, состоящей из резисторов 3 и 8, диода 11 и усилителя 10, то при его снижении оперативный ток, протекающий через вход усилителя 10, снижается. При достижении сопротивлением изоляции значения, равного уставке, оперативный ток 1 С, становится меньшим тока смещения 1 ,. Поэтому усилитель 10 запирается, что приводит к обесточиванию исполнительного органа 12.При потере контакта в короткозамюкателе 14 цепь оперативного тока 1 п,заьикающегося через вход усилиоптеля 10, обрывается,в то время как ток смещения 1продолжает течь. В результате диод 11 открывается, усилитель 10 закрывается, исполнительный орган 12 обесточивается и выдает сигнал о повреждении цепи короткозаьикателя.Таким образом устройством контролируется не только состояние изоляции сети, но и состояние контактов короткозамыкателя 14.Однако при потере контакта только в средней фазе В) короткозамы.кателя 14 и наличии подключенной к контролируемому ответвлению трехфазной нагрузки оперативный ток не прерывается, замыкаясь по крайним фазам и нагрузке. Одновременно к устройству оказывается приложенным высоковольтное напряжение обратной ЭДС продолжающего вращаться электродвигателя, под действием которого протекает переменный ток по следующей цепи: крайняя фаза С (или А) короткозаьикателя 14, высоковольтный резистор 3 (или 2), конденсатор б, диод 5 (или конденсатор 7, диод 4), земля, источник оперативного напряжения 1, резистор 2 (или 3), другая крайняя фаза А (или С).Для исключения ложных срабатываний ВРУ от воздействия переменного тока между резистором 3 и землей установлена схема сравнения сигналов, собранная на конденсаторах б, 7 и диодах 4 и 5, при помощи которой происходит сравнение напряжений прямого и обратного полупериодов, в результате чего ко входуусилителя 10 приложена разностьнапряжений зарядов указанных конденсаторов. При равенстве напряжений прямого и обратного полупериодов, генерируемых вращакщимся электродвигателем, результирующее Напряжение на.входе усилителя 10 опреде"ляется только источником оперативного напряжения 1.10 Однако на вход усилителя всеже поступает ограниченное перемен-.ное напряжение с преобладающейчастотой 100 Гц, так как в реальных условиях напряжения полуперио дов оказываются не равными из-заспада обратной ЭДС электродвигателя по экспоненциальному закону,из-за фазовых сдвигов и гармонических составляющих напряжения, атакже .из-за разброса параметровэлементов схемы.Для исключения влияния этогонапряжения, а тем самым и исключения ложных срабатываний, в схемудополнительно введен фильтр низких 25. частот, составленный из резистора 8и конденсатора 9 и.представляющийотносительно малое сопротивлениедля токов частотой 50 Гц и выше, которые замыкаются на землю, минуя 30 вход усилителя 10.Для успешного контроля величинысопротивления высоковольтных резисторов 2 и 3 выбираются соизмеримымис уставной срабатывания (сотни ки лоОм при напряжении б кВ). Поэтомув сравнении с сопротивлениямипеременному току источника оперативного напряжения 1 встречно-последовательных диодов 4 и 5, конденса торов б и 7, фильтра низкой частоты(резистор 8 и конденсатор 9), усилителя 10 и диода 11 эти сопротивления 2 и 3 являются преобладакщими,вследствие чего практически все на пряжение обратной ЭДС (при потереконтакта в средней фазе короткозамыкателя 14) прикладывается к последним.В предложенном устройстве устраняются ложные срабатывания, а надеж"ность функционирования увеличиваетсяза счет исключения из схемы искровых разрядников, снижения потенциа"лов полупроводниковых элементов поотношению к земле, а также за счет 55 подключения входа усилителя к резистору 3 по изложенной выше схеме.Таким образом, предложенное устройство является более надежным иустраняет ложные срабатывания.