Устройство для шунтирования места однофазного замыкания на землю в электрической сети с изолированной нейтралью

Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 621.316. .925 (088.8) Опубликовано 15,08.81. Бюллетень30Дата опубликования описания 25.08.81 ло делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промы 1 цленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШУНТИРОВАНИЯ МЕСТА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОИ НЕЙТРАЛЬЮИзобретение относится к защите электрических сетей от аварийных и ненормальных режимов работы, а именно - к защите от однофазных замыканий и поражения человека и может быть использовано в трехфазных электрических сетях напряжением 6 кВ.Известно устройство шунтирования места однофазного замыкания, включающее определитель поврежденной фазы и три шунтируюших выключателя с пофазным управлением, наглухо замыкающими поврежденную фазу на землю. Устройство позволяет снизить напряжение, остающееся на замкнувшейся на землю фазе до значения. меньшего вос станавливающейся электрической прочности изоляции или допустимого по условиям электробезопасности в случае прикосновения человека в фазе электрической сети 1.Недостаток устройства - низкая чувствительность и недостаточная надежность контроля величины остаточного (после осуществления шунтирования) тока, протекающего через место замыкания. Это обусловлено тем, что контроль осуществляется косвенно, посредством изменения анализатором результирующего тока, протекающего через шунт.Наиболее близким к изобретению является устройство шунтирования места одно фазного замыкания через тело человека приего касании фазы сети, находящейся под напряжением, содержащее шунтирующие выключатели с пофазным управлением, соединенные с землей через разделительный конденсатор, определитель поврежденной 10 фазы и реле утечки 2,Существенным недостатком этого устройства, делающим неэффективным его применение в сетях напряжением 6 кВ, является недостаточная эффективность шунтирования из-за низкого быстродействия контроля вели чины переходного сопротивления в месте за.мыкания после шунтирования, определяемого временем зарядки разделительного конденсатора в шунте. Длительность процесса зарядки конденсатора в зависимости о его емкости, определяемой принятым уровнем остаточного напряжения на шунте, может достигать нескольких десятков секунд. При использовании шунтирования для защитычеловека от поражения этот недостаток сказывается следующим образом. В сетях напряжением 6 кВ ток через тело человека це мг)жст быть снижен в результате шунтирования ао длительно безопасной величины лаже металлическим замыканием на землю 5 поврежденной фазы в связи с воздействием на тело человека падения напряжения от протекания тока нагрузки в сети ца участке от места прикосновения до места шунтирования. В этом случае уровень безопасности зависит от времени откл 1 очения. Поэтому операция контроля, вводимая между шунтировацием и отключением, должна быть предельно кратковременной. Г 1 римецецие шунтирования как средства устранения опасных последствий одцофазных замыканий без ( немедленного откгночения токоприемников, откл)очецие которых может привссти к сни.жецию уровня безопасности, например, загазцровацию горных выработок проветриваемы вентиляторами местцога проветриваго ция или к значительному расстройству технологического процесса, так же требует высокого быстродействия контроля переходног 1) сопротивления. Опасность возникновения пожара:)ри неэффективном шуцтировации (1 ц цогасание дуги в месте замыкания) на- г 5 х 1),1 итс 51 в прямой зависимости от длительности выполнсци 51 ы)цтроля, так как допустимая мощность тсцлового потока, цс цроводя 1 цсго к загорацик) изоляции резко зависит от времени протекания тока.ЗОЦель изобретения -- повышение эффективности шунтирования.оставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для шунтирования места одцофазцого замыкания ца землю в электрической сети с изолированной нейт- ЗЗ ралью. содержащем подключенные между фазами сети и землей через разделительный конденсатор шунтирую 1 цие выключатели с пофазным управлением, ко входам которых подключен определитель поврежденной фазы, источник постоянного оперативного тока,40 подключенный к фазам сети, и анализатор тока, источник постоянного оперативного тока, выполненный по схеме ЗВ, общей точкой соединен с шунтирующими выключателями через последовательно соединенные 4 стабилитроц и диод, а через анализатор с землей, а параллельно разделительному конденсатору, в направлении встречном направлению оперативного тока, через введенный регулируемый резистор вклк)чен диод.В результате этого зарядка конденсатора в шуцте осуществляется током замыкания на землю в 1-ый полупериод протекания тока встречно диоду. Уровень зарядки конденсатора определяется величиной переходного сопротивления в месте замыкания. Таким образом, время с момента шунтирования до момента контроля переходного сопротивления снижается до 10 - .20 мс. На чертеже изображена принципиальная схема устройства.Устройство подключается к шинам подстанции и содержит контакты шунтирующих выключателей 1 (на каждую фазу), приводимые в действие раздельно от определителя 2 поврежденной фазы, и анализатор 3 тока. Кроме этого, последовательно шунтирующим выключателям 1 подключены резистор 4 и конденсатор 5, зашунтированные диодом 6. Источник 7 оперативного напряжения, выполненный по схеме ЗВ, подключен плюсом к стабилитрону 8 и через выключатель 9, приводимый в действие определителем 2 поврежденной фазы, к контуру заземления, анализатор 3 тока включен в цепь оперативного тока, образованную: источником 7выключателем 9 - землей - переходи(1 м сопротивлением в месте замыкания.Устройство работает следующим образом.Появление замыкания на землю на одной из фаз сети, например вследствии пробоя изоляции или касания человеком фазы в точке К, приводит к появлению на выходе определителя 2 поврежденной фазы командного сигнала на срабатывание того шунтирующего выключателя, который подключен к замкнувшейся фазе, в результате чего поврежденная фаза оказывается искусственно замкнутой на землю во второй точке сети (в точке 0). Это приводит к тому, что через шунтирующий выключатель 1 резистор 4 и конденсатор 5 протекает емкостный ток замыкания на землю, который в первый полу- период протекания тока встречно диоду 6 заряжает его до напряжения, определяемого величиной переходного сопротивления в мес-. те замыкания. При низком переходном сопротивлении в результате неэффективного шунтирования или замыкания через тело человека величина оперативного тока, протекающего через анализатор 3 тока превышает порог его срабатывания и последний выдает командный сигнал на отключение поврежденного фидера. При возникновении двойного замыкания на землю или замыкания в близких к нулевой точке частях обмоток трансформаторов и двигателей, когда ток протекающий через шунт значительно превышает величину емкостного тока замыкания на землю, под действием максимальной защиты присоединения шунтирующих выключателей к шинам подстанции шунтирование снимается до отключения поврежденного фидера.Использование предлагаемого устройства позволяет повысить электробезопасность распределительных трехфазных шахтах сетей напряжением 6 кВ.Формула азобретенияУстройство для шунтирования места однофазного замыкания на землю в электри855824 5 С А Составитель Л. Васьехред А. Бойкасираж 675 едактор Т. Парфеноаказ 694677ВНИИПпо113035,Филиал ПП омак Корректор Подписное И Государстве делам изобрет осква, Ж - 35,Патент, г. ного комитета СССР ний и от крытийРаушская наб., д. 4/5 Ужгород, ул. Проектна ческой сети с изолированной нейтралью, содержашее подключенные между фазами сети и землей через разделительный конденсатор шунтируюшие выключатели с пофазным управлением, ко входам которых подключен определитель поврежденной фазы, источник постоянного оперативного тока, подключенный к фазам сети, и анализатор тока, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности шунтирования, источник постоянного оперативного тока, выполненный по схеме ЗВ, обшей точкой соединен с шунтируюшими выключателями через последовательно соединенные стабилптрон и диод, а через анализатор с землей, а параллельно разделительному конденсатору. в направлении встречном направленик оперативного тока через вновь введенный регулируемый резистор включен диод.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе . Безопасность труда в промышленности. 1973,5, с. 35 - 37.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2653109/24-07, кл. Н 02 Н 5/12, 1978.