Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с изолированной нетралью

(55 Н 02 Н 5/12 О НИЕ ИЗОБРЕТЕН ледовательскииоительстварев, Б.А,Дудин о СССР1986. ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕЕКТРИЧЕСКИМ ТОЗОЛИРОВАН НОЙ ится к электротехнийствам защиты чело- и высоковольтной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛ КА ОТ ПОРАЖЕНИЯ Э КОМ В СЕТИ С И НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение отно ке, в частности к устр века при нарушен Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты человека от поражения электрическим током при нарушении высоковольтной изоляции фазы сети с изолированной нейтралью,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с изолированной нейтралью содержит датчик напряжения нулевой последовательности (фильтр напряжения нулевой последовательности, ФННП) 1, входы которого подключены к фазным проводам, датчики тока 2-4 в каждом фазном проводе через формирователи сигналов, выпрямители 5 - 7 и дифизоляции фазы сети с изолированной нейтралью путем ее шунтирования на землю, Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. 3 момент появления замыкания на землю появляется напряжение смещения нейтрали, что вызывает появление сигнала на выходе выпрямителя 29 и появление напряжения на выходе дифференцирующего звена 30. При превышении этим напряжением уставки срабатывания порогового элемента 31 на его выходе будет присутствовать сигнал логической единицы. При этом только на элементе И поврежденной фазы соберутся все логические единицы. В случае подключения или отключения нагрузки устройство защиты не будет ложно работать, поскольку разрешающий сигнал с порогового элемента 31 не поступает. 1 ил. ференцирующие звенья 8-10, подключенные к операционным усилителям 11-16, объединенным попарно по прямым входам, при этом инверсный вход каждого из усилителей подключен к выходу дифференцирующего звена одной из смежных фаз, а выходы каждой пары усилителей 11-16 подключены ко входам соответствующих элементов временной задержки (одновибраторов) 17-25 и логических элементов И 26-28, третьи входы которых подключены к выходам соответствующих элементов задержки, а четвертые входы через последовательно соединенные формирователь сигнала. выпрямитель 29, дифференцирующее звено 30 и пороговый элемент 31 - к выходу датчика приращения напряжения нулевой последовательности 1, при этом выходы логических элементов Иподключены ко входам соответствующихэлементов коммутации 32-34. Датчики 2 - 4представляют собой трансформаторы тока,первичные обмотки которых подключены кфазам сети, а вторичные обмотки - к выпрямителям 5-7, собранным по двухполупериодной мостовой схеме со сглаживающимконденсатором. Величина емкости сглаживающих конденсаторов должна быть выбрана иэ условия 95 О сглаживаниявыпрямленного сигнала. Величина емкостиконденсаторов дифференцирующих звеньев 8-10 должна быть в 3 - 4 раза меньшеемкости сглаживающих конденсаторов.Элемент задержки каждого фазного каналавыполнен в виде двух одновибраторов(17,22), подключенных к логическому элементу 2 И (23, 25),Устройство работает следующим образом. В момент однофазного замыкания наземлю(033) например, фазы Аувеличиваются амплитуды фазных токов линии, причемЛ 1 дЛ 1 в, Ь 1 дЛ 1 с (1),Датчики 2 - 4 реагируют на это увеличением напряжений выходных сигналов в соотношении ЬО 2ЛОз, Л 02 Ь 04 (2).Напряжение сигналов на выходах выпрямителей 5-1 также увеличиваются, причем605 ЛОб, Л 05 Л 01. (3)Увеличение напряжений входных сигналов выпрямителей 5 - 7 вызывает появлениесигналов на выходах дифференцирующихзвеньев 8 - 10, причем напряжения этих сигналов находятся в соотношенииОвОя, Ов Оо (4)Сигналы, сформированные звеньями 810, поступают на соответствующие входыоперационных усилителей 11 - 16, которыеосуществляют их сравнение,Операционный усилитель (ОУ) в этойсхеме работает следующим образомпри О+О- на выходе ОУ будет "1",при О- О+ на выходе ОУ будет "0",где О+ - напряжение на прямом входе ОУ.0- - напряжение на инверсном входе ОУ. Вмомент 033 согласно (1) - (4) сигналы "1" появляются на выходах ОУ 11 и 12, на выходахОУ 13 и 15 будут "0", на выходу ОУ 14 - либо"1", либо "0", на выходе ОУ 16 либо "0", либо1" в зависимости от соотношения величиннапряжений 09 и Ою. С выходов ОУ 11 и 12сигналы "1" поступают на второй и третийвходы элемента И 26 и на входы одновибраторов (ОВ) 17 и 18, которые имеют устойчивое состояние на выходе "0" и временнонеустойчивое "1", После задержки т на выходах ОВ 17 и 18 появляются единичныесигналы с длительностью т 2. Задержка появления т и ограничение длительностиг 2 выходного сигнала ОВ необходимы дляобеспечения помехоустойчивости. С выходов ОВ 11 и 18 единичные сигналы поступа 5 ют на первый и второй входы элемента 23 ис его выхода - на первый вход элемента И26. Так как произошло однофазное замыкание на землю, то в симметричной сети появляется, а в несимметричной сети возрастает10 напряжение смещения нейтрали (напряжение нулевой последовательности), Это вызывает увеличение входного напряженияФННП, что в свою очередь приводит к увеличению напряжения на выходе выпрямите 15 ля 29. Увеличение выходного напряжениявыпрямителя 29 вызывает появление напряжения на выходе дифференцирующего звена 30, что приводит к срабатываниюпорогового элемента 31 и появлению на его20 входе сигнала "1", При этом в моменттозз+ т 1 на всех четырех входах соответствующего фазе А элемента И 26 собираютсялогические единицы, На вторых входах элементов И 21 и 28 в это время будут "0". С25 выхода элемента 26 сигнал поступает навход элемента коммутации 32, который срабатывает и закорачивает поврежденную фазу А на контур заземления подстанции,Таким образом, при замыкании на землю30 фазы А устройство надежно срабатывает, вслучае же постоянной естественной несимметрии напряжений (токов) устройство несрабатывает, так как в этом случае не выполняются условия (1) - (4). При подключении35 или отключении нагрузки, а также устройствкомпенсации устройство не будет даватьложных срабатываний, так как при этом напряжение нулевой последовательности остается неизменным и разрешающий сигнал40 с датчика 1 не поступает на логические элементы И.Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает более высокойнадежностью, так как срабатывает исключи 45 тельно в случае возникновения однофазного замыкания на землю,Формула изобретенияУстройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с изо 50 лированной нейтралью по авт.св. М1399850, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности работы устройства, оно снабжено соединенными последовательно датчиком напряжения55 нулевой последовательности, выпрямителем, дифференцирующим звеном и пороговым элементом, выход которого соединен сдополнительно введенными четвертымивходами логических элементов И,1656629Составитель Л, ВаськоваРедактор В, Фельдман Техред М.Моргентал Корректор И. Муска Заказ 2311 Тираж 387 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и аткрытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101