Устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью

(щ 536555 Союз Советских Социалистических Республик(51) М.Кл 2 Н 02 Н 3/16 ки Ъ с присоединением за 23) Приоритет -43) Опубликовано 25.11.76, Б45) Дата опубликования опи Гасударственные комитет Совета Министров СССР(088,8) ч"е 4 лете по лелем изобретении и открытийсия 26.01.7 72) Авторы изобретен А, Петров, А. И. Сидоров и Ю, В. Ситчихин Челябинский политехнический институт имени Ленинского комсомола 1) Заявител(54) УСТРОЙСТВО ЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА 3 В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ И КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛжИзобретение может быть, использовано в сетях с малыми токами замьвкания на землю.Известны различные способы и устройства защиты от однофазных замыканий,на землю,Известно устройство, реагирующее на ток и напряжение нулевой, последовательности 111. В этом устройстве использован принцип соответствия знака токов и напряжения нулевой последовательности. В компенсированных сетях в,режиме перекомпенсации данное устройство неработоспособно.Известен способ, по которому вводятся в сеть модулированные импульсы с момента возникновения однофазного замыкания на землю 12. Недостатком этого способа является ограниченность частоты вводимых импульсов в зависимости от емкости сети.Прототипом является устройство, основанное на принципе наложения, выпрямленного тока на контролируемую сеть.В,этом устройстве в качестве реагирующего органа применен релаксационный генератор, выполненный на двухэлектродной лампе тлеющего разряда. Оперативный ток вводится в сеть с помощью конденсатора, который заряжается от сети через Вентиль. Повреждение изоляции фиксируется по изменению напряжения на сопротивлении, включенном в цепь этого конденсатора. К недостаткам дан.ного устройства относится неселективность в работе, так как применяемыи способ, выделения оперативного напряжения,при наличиинескольких присоединений не зтозволяет выявить поврежденную линию; используемый ре 5 лаксационный генератор обладает низкой помехоустойчивостью, так как может,возбуждаться от интенсивных промышленных,помех.Кроме того, предложенный в этом устройстве защиты генератор частоты неприемлемО для сетей с напряжением выше 1 000 В. Этосвязано с тем, что на вторичной сторонетрансфориаторов тока и напряжения в рассматриваемом случае постоянно составляющей не возникает,5 Цель изобретения - увеличение надености и селективности работы защиты.Для этого предлагаемое устройство содержит обмотку со средним выводом, равномерно намотанную на тороидальном сердечнике,о через который пропускается кабель защищаемого присоединения, причем обмотка подключена к генератору, а выход генератора черезнуль-орган связан с исполнительным реле.Генератор, выполнен на двух транзисторах,5 коллектор каждого из которых соединен через стабилитрон с базой другого, эмиттерыподключены к плюсу источника питания, асредний вывод обмотки сердечника - к отрицательному полюсу,о На фиг. 1 дана схема установки защиты5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 в сети, где 1 - сеть с изолированной или компенсированной нейтралью; 2 - защищаемое присоединение; 3 - диод; 4 - сопротивление; б - обмотка со средним выводом, намотанная на тороидальном сердечнике; б - генератор; 7 - нуль-орган, содержащий избирательный усилитель и компаратор; 8 - исполнительный орган; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства.Управляемый генератор собран на транзисторах 9 и 10, в коллекторно-базовые цепи которых включены стабилитроны 11 и 12. На тороидальном сердечнике равномерно намотана обмотка, концы которой соединены с транзисторами 9 и 10, а средний вывод через резистор 13 подсоединен к минусу дополнительного источника питания. С нуль-органом управляемый генератор соединен конденсаторам 14 и резисторами 15 и 1 б. Избирательный усилитель нуль-органа, выполнен на операционном усилителе 17, в обратную связь которого включен двойной Т-образный мост, содержащий резисторы 18 - 22 и конденсаторы 23 - 2 б. Избирательный усилитель соединен разделяющей емкостью 2 б, диодами 27 и 28 и сглаживающей ЯС-цепочкой 29, 30 с компаратором, Последний выполнен на операционном усилителе 31, во входную цепь которото включены резисторы установки 32 и 33, а в цепь обратной связи - резистор 34.Исполнительный орган, соединенный с пуль-органамвыполнен,на транзисторе 3 б и реле 3 б.Конденсаторы 37, 38 и 39 включены в цепи коррекции операционных усилителей 17 и 31.Защита дрисоединения от замыкания на землю осуществляется следующим образом,При отсутствиями замыкания на землю генератор б работает с частотой о .и на выходе избирательного усилителя нуль-органа 7 настроеннаго на эту частоту, имеет место максимальный сигнал частоты о, котарый вылрямляется (диоды 27 и 28), сглаживается и сравнивается с величиной уставии кампаратора нуль-органа, Так как этот сигнал превышает устаэиу компаратара, транзистор 3 б закрыт и реле иаполнительнаго органа 8 обесточена.При замыканиии какой-либо фазы защищаемого присоединения,в сети появляется выпрямленный ток, создаваемый с помощью диода и сопротивления, содержащий переменную и постоянную составляющие. Постоянная составляющая, протекая через место замыкания, благодаря эффекту подмагничивания уменьшает индуктивность обмотки, расположенной па тораидалыном сердечнике. Вследствие этого уменьшается время, в течение которого появляется отпирающий сигнал на базе каждого из транзисторав генератора, определяемый напряжением пробоя стабилитрона, т. е. увеличивается частота геяератора. Это резко уменьшает величину выходного сигнала избирательного усилителя нуль-органа, который становится меньше уставии комларатора, транзистор 3 б открывается и реле иополнительнаго органа подает сигнал на отключение поврежденного присоединения.Ввиду того, что при нормальном режиме на выходе избирательного усилителя имеетсч максимальный сипнал, то при любом повреждении в цепях защитноо устройства и исчезповении этого сипнала защищаемое присоедипение отключается. Благодаря этому осуществляется самоконтроль иолравнасти устройства защиты, Поскольку данное устройство обладает селективностью,действия и обеспечивает самоконтроль, применение его в электрических сетях промышленных првдприятий повысит надежность и безапаснасть этих сетей. Формула изобретения Устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с изолированной и компенсиро ваиной нейтралью, содержащее,источник выпрямленного оперативлого тока, лоследовательно соединенные трансформаторный датчик тока контролируемой сети и генератор, дополнительный источник питания и исполнительный орган, о тли ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности и селактивности, генератор вылолнен на двух транзисторах, коллектор одного из которых соединен через стабилитрон с базой другого, эмиттеры подключены к однаму полюсу,дополнительного источника питания, а другой полюс через резистор соединен со средним вывадом вторичной обмотка упомянутого датчанка тока, который вьгполнен на тороиде, причем выход генератора соединен с ясполнительпым органом через нуль-орган. Источники информации, принятые во внимание при эиспертизе: 1. Авторское свидетельсгво СССР172898,М. КлН 02 Н 3/16, 1963. 2. Авторское свидетелыство СССР445959,М. Кл г Н 02 Н 3116 1972 3. Авторское свидетелнство СССР162207,М. Кл. Н 02 Н 3/16, 1959 (прототип) .Изд.3 Государственного по делам изо Москва, Ж, Тип. Харьк. фил. пред. Патен Составитель Л, Васьковактор В, Дибобес Техред Е. Подурушина Корректор В. Гутман