Устройство для защиты от перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью

О П И С А Н И Е (ц)680097ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциал лстическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 25.07.77 (2 ) 2512559/24-07 51)М. Кл.Н 02 Н 3/16 Н 02 Н 1/02 с присоединением заявки РЙ осудорственныи ноиитет СССР оо делам изооретений и открытий,08.79. Бюллетень Рй аиия описания 17,08.7(53) УДК 621.31 ,92 5(088.8) а опублико 72) Авторы изобретения В, Назаро В, ф. Антонов, Б Ордена Трудового Красног горного дела им. А, А амени институкочинского(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАП И ДУГОВЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ В СЕТЯХС ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЪЮ выполнения высоково тных резисторов, могут выйти из кую надежность. ки для сетей с толю 10,-30 А, где тность возникновеений, устранены в виде низковольтоторые при перегреве троя, т. е. имеют ниУказанные недоста ками замыкания на земимеется большая верояния опасных перенапряжвыполнением резистораного аппарата. еИзобретение относится к устройствам защиты от перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в трехфазных сетях с изолированной нейтралью, которые могут длительно работать в режиме однофаз 5 ного замыкании на землю.Известны устройства защиты от перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью, состоящие из резонансно настто роенных индуктивностей или резисторов, включаемых непосредственно в нейтраль сети или трехфазных трансформаторов напряжения, к обмотке разомкнутого треугольника которых подключается малое акЪЬ15 тивное сопротивление1 и 21.Устройство с включением в нейтраль дугогасящих реакторов целесообразно применять в сетях с токами замыкания на землю порядка 30 А и выше (согласно20 правилам технической эксплуатации - ПТЭ), а применение устройств с резистором, включенным непосредственно в нейтраль трансформатора, ограничивается сложностью Известно устройство защиты от пер напряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью 2, содержащее однофазный трансформатор, первичная обмотка которого включена между нейтралью сети и землей и резистор в цепи вторичной обмотки тра форматора.Это устройство ограничивает опасные перенапряжения на неповрежденных фазах при дуговых замыканиях на землю, созда вая в месте замыкания дополнительный аскусственный активный ток равный 5100% от емкостного тока.Однако известное устройство создает в месте замыкания такой же по величине дополнительный активный ток, и при длительных однофазных замыканиях на землю это приводит к нежелательному увеличению тока и потерям энергии в резисторе в цеЭ пи вторичной обмотки трансформатора. Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, аименно: снижение тока в месте поврежде 9ния и ликвидация потерь энергии в резисторе при длительных однофазных замыканиях на землю.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для защиты от перенапряжений при дуговых замыканиях на землю, содержащее однофаэный трансформа-тор, первичная обмотка которого включена между нейтралью и землей, и резисторв цепи вторичной обмотки трансформатора,дополнительно введены управляемый переключатель, ключ, времязадающая РС-цепь,звыпрямитель и пороговый блок, причемрезистор включен через управляемый пеЪреключатель, цепь управления которогоподключена к выходу ключа, а вход последнего соединен через времязадающую РСцепь и выпрямитель с вновь введеннойобмоткой вышеуказанного трансформатора,30причем параллельно емкости РС-цепи подключен размыкающий контакт пороговогоблока, подключенного к вновь введеннойобмотке,На чертеже представлена принципиаль 3ная электрическая схема устройства длязащиты от перенапряжиий при дуговыхзамыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью.Устройство для защиты от перенапряжений при дуговых замыканиях на землюсодержит однофазный трансформатор 1,резистор 2 в цепи вторичной обмотки однофаэного трансформатора 1, управляемыйпереключатель 3, дополнительную обМотку4 на вторичной стороне однофазного трансформатора 1, ключ 5, времязадающую ЫСцепь 6, выпрямитель 7, пороговый блок8, его размыкающие контакты О.Устройство работает следующим образом,В нормальном режиме, при отсутствииоднофазного замыкания на землю, размыкающие контакты 9 порогового блока 8замкнуты, управляемый переключатель 3 уоткрыт и через резистор 2 в цепи вторичной обмотки однофазного трансформатора1 протекает небольшой по величине ток,обусловленный напряжением естественнойнесимметрии сети.При дуговом однофазном замыкании наземлю на дополнительной обмотке 4 пос ле каждого зажигания перемежающейсядуги появляется напряжение нулевой последовательности, которое подается на входпорогового блока 8. Последний, по достижении заданной уставки по напряжению,каждый раэ при зажигании дуги размыкает,а при погасании дуги замыкает контакты9. Время срабатывания контактов 9 (например, герконового реле), относительномомента появления замыкания на землю,не превышает 2 мсек.Время заряда емкости РС-цепи выбирается (порядка 0,5-1 сек) значительнобольшим, чем период между очереднымразмыканием и замыканием контакта 9(примерно через 10-12 мсек подзаряженный конденсатор, после очередного замыкания контакта 9, разряжается), что позволяет оставить замкнутым ключ 5 и сох-ранить исходное положение схемы, управляемый переключатель открыт и в местодугового замыкания накладывается дополнительный активный ток, способствующийснижению перенапряжений в сети.При длительном установившемся однофазном замыкании на дополнительной обмотке 4 появляется напряжение нулевойпоследовательности, срабатывает пороговый блок 8, и через 2 мсек размыкаются контакты 9,При этом начинает заряжаться конденсатор времязадающей ЯС-цепи 6 и через0,5-1 сек срабатывает ключ 5 и размыкает цепь управления управляемого переключателя 3, последний закрывается итрансформатор 1 работает в режиме холостого хода, практически не оказывая влияния на величину тока замыкания на землю. Следовательно, когда сеть находитсяв режиме дугового (перемежающего) замыкания на землю, устройство накладываетов место замыкания дополнительный активный ток, а в установившемся режиме однофаэного замыкания на землю, через 0,51 сек, накладываемый на емкестный токзамыкания дополнительный активный токснимается,Применение предложенного устройства,обладающего свойством ограничивать перенапряжения при дуговых замыканиях наземлю при одновременном снижении токав месте повреждения без потерь энергии68000 Состави Редактор В, Лукин ехр аказ 4806/5 Тираж 857ИПИ Государственногопо делам изобретений5, Москва, Ж, Рау Подписноекомитете СССРоткрытийская наб., д. 4/5,. ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в резисторе, в сетях с длительным режимом установившегося однофазного замыкания ча землю, наряду с повышением безопасности сетей с изолированной нейтралью даст значительный экономический Ъффект за счет снижения ущерба от перерывов электроснабжения и исключения потерь электроэнергии в резисторе,формула изобретения 1 е Устройство для защиты от перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью, содержащее однофазный трансформатор, первич ная обмотка которого включена между нейтралью и землей, и резистор в цепи вторичной обмотки трансформатора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения тоха в месте повреждения и лик-О видации потерь энергии в резисторе при 7бдлительных однофазных замыканиях на землю, введены управляемый переключатель, ключ, времяэадающая ЙС-цепь, выпрямитель и пороговый блок, причем резистор включен через управляемый переключатель, цепь управления которого подключена к выходу ключа, а вход последнего соединен через времязадающую ЯС- цепь и выпрямитель с вновь введенной обмоткой вышеуказанного трансформатора, причем параллельно емкости РС-цепи подключен размыкающий контакт порогового блока, подключенного к вновь введенной обмотке.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Вильгельм Р., Уоттерс Н, Заземление нейтрали в высоковольтных системах, М,-Л., ГЭИ, 1959.2. Самойлович И,С, Режимы нейтрали электрических сетей карьеров, М., "Недра, 1976. Т, ШегольковаПетко Корректор М. Вигула