Устройство для защитного отключения в сети с глухозаземленной нейтралью

010 713 СОЮЗ СОБЕТСИИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ГОСУДЮ СТВЕННЦй НО ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИ СССРТНРЫТИЙ сСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф" "хс: 4 Ьт А и орни инного ко(71) Московский ордена Ленина дена Трудового Красного Знаме ститут инженеров железнодорож .транспорта(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 64580, кл. Н 02 Н 5/12, 1979.2. Патент Японии Р 51-44569, кл. Н 02 Н 3/32, 1976.(54 )(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТИ С ГЛУХОЗАЗЕИЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее датчик тока утечки и выпрямитель, к выходу кото-рого подключен вход компаратора, выход которого подключен к входу интегратора и к блоку сброса интегратора на ноль, выход которого подключен к обнуляющему входу интегратора, выход последнего подключен к пороговому блоку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения его работоспособности в трехфазной сети с ЗС% Н 02 Н 3/16" Н 02 Н 5 124 Ъбольшими токами утечки, превышающими уставку срабатывания, в него введены сумматор, блок подстройки амплитуды, управляемый генератор, первый и второй интегрирующие блоки, блок подст -. ройки частоты .и фазы, блок сравнения амплитуд, при этом выход сумматора подключен к входу выпрямителя, а суммирующий вход сумматора соединен с выходом датчика тока утечки, а к вычитающему входу подключен через блок подстройки амплитуды выход управляемого генератора, управляющий вход которого через первый интегрирующий блок подключен к выходу блока подстройки частоты и фазы вхоц опор/ С ного сигнала которого подключен к Е выходу датчика тока утечки, а вход сравниваемого сигнала подключен к выходу блока подстройки амплитуды, к которому также подключен вход срав- С ниваемого сигнала блока сравнения амплитуд,. вход опорного сигналаторого также подключен к выходу дат чика тока утечки, а выход через второй интегрирующий блок подключен к управляющему входу блока подстройки амплитуды.СОИзобретение относится к электромеханике, а именно к устройствамзащитного отключения.Известно устройство, которое отключает напряжение от контролируемого участка сети при пробое изоля ции и прикосновейии человека к токо- ведущим частям электроустановок 13,Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее датчик тока утечки, выпрямитель, компа ратор, интегратор, .блок сброса интегратора на ноль и пороговый блок.Недостаток известного устройства состоит в:том, что оно не может работать в сетях,в которых ток утечки превышает уставку срабатывания устройства. Как известно в любой сетивсегда имеется ток утечки, который для разветвленных сетей с изношенной изоляцией может достигать сотен миллиамйер, Для того, чтобы обеспечить нормальное энергоснабжение потребителей в этом случае необходимо поднимать Уставку срабатывания до величины противоречащей нормам электробезопасности, Кроме того, в трехфаэных сетях естественный ток утечки может иметь любой фазовый угол, в то время как ток че-рез тело человека совпадает по фазе с напряжейием той фазы, к которой ,30 прикоснулся человек. Величина резуль-, тирующего тока утечки составляет Эвеличина результирующего тутечки при прикосновениичеловека к одной иэ фаз3- величина естественного токутечки через изоляцию провдов сети;3 - величина тока через тело чловека- разность Фаз Э,и Зз.Изменение величины тока утечкиоставляет гдето ока . 40 45 Э =3 -3 Решение этчто имеется бчесаний Э , Чзаданнои )статывание устройтирующий токменьше, так итофа утечки,го уравнения показывает:сконечное множествосо и Эт, которые прике не вызывают срабаства, так как результечки может быть какбольше естественного 5 Так, наприметок утечки совпжением Фазы С,к фазе А, и веловека окажетсятоку утечки, тоутечки равей певенному току ут если естественный адает по фазе с напрячеловек прикоснулся 6 ичина тока через черавной естественному результируюций ток воначальному,естестчки, т.е. величина тока утечки не изменяется, Устройство в этом случае не срабатывает.Целью изобретения является обеспечение работоспособности устройства в трехфазной сети с большими токами утечки, превышаюцими уставку срабатывания.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защитного отключения в сети с глухозазеиленной нейтралью, содержащее датчик тока утечки и выпрямитель, к выходу которого подключен вход компаратора, выход которого подключен к входу интегратора и к блокудбросаинтегратора на но:;ь, выход которого подключен к Ьбйуляюцему входу интегратора, выход йоСлед него подключен к пороговому блоку, введены сумматор, блок подстройки амплитуды, управляемый генератор, пер. вый и второй интегрирующие блоки, блок подстройки частоты и фазы, блок сравнения амйлитудпри этом выход сумматора подключен к входу выпрямителя, а суммирующий вход сумматора ссадинен с выходом датчика тока утечки, а к вычитающему входу подключен через блок подстройки амплитуды выход управляемого генератора, управляющий вход которого через первый интегрирую щий блок подключен к выходу блока подстройки частоты и фазы, вход опор. ного сигнала которого подключен к вы ходу датчика тока утечки, а вход сравниваемого сигнала подключен к выходу блока подстройки амплитуды, к которому также подключен вход сравниваемого сигнала блока сравнен ния амплитуд вход опорного сигнала которого также подключен к выходу датчика тока утечки, а выход через второй интегрирующий блок подключен к управляющему входу блока подстройки амплитуды.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит датчик тока утечки 1, выпрямитель 2, компаратор 3, интегратор 4, блок сброса интегратора на ноль 5, пороговый блок б, сумматор 7, блок подстройки амплитуды 8, управлявжй генератор 9, первый интегрирующий блок 10, блок подстройки частоты и Фазы 11, блок сравнения амплитуд 12, второй интегрирующий блок 13.Устройство работает следуюцим образом.В отсутствии тока утечки сигнал на выходе датчика равен нулю. Блок подстройки амплитуды, управляемый блоком сравнения амплитуд, поддерживает на вычитаюцем входе сумматора сигнал равный по амплитуде сигналу датчика, т,е. нулю. На выходе сумматора и выходах последуецих блоков сигнал также равен нулю, и устройство находится в дежурном режиме,При появлении за счет старенияизоляции тока утечки на выходе датчика тока утечки также появляется сигнал пропорциональный току утечки.Сигнал тока утечки с датчика 1поступает на входы опорного сигнала 5,блоков 11 и 12, На входы сравниваемого сигнала тех же блоков подается сигнал генератора 9 прошедшийчерез блок 8, В случае отличия частоты и Фазы сигнала генератора отсигнала датчика, который используется в качестве опорного сигналаблок 11, выполненный, например по .схеме дискриминитатора частоты и фазы,вырабатывает сигнал перестройки,который через интегрирующий блок 10,,подается на управляющий вход генератора 9. В качестве управляемого;генератора может быть использованЙС-генератор с мостом Вина, в плечикоторого установлены реэистивныеоптроны, управляемые сигналом с блока 10. Генератор подстраивается таким образом, что на выходе генератора сигнал с точностью до фазысовпадает с сигналом тока утечки.Если сигнал на выходе блока 8 отличается по амплитуде от сигнала дат-,чика 1, то блок 12 выполненный, на,пример, по схеме дифференциальногоусилйтеля, на входы которого после .выпрямления подаются сравниваемыесигналы, вырабатывает сигнал подстройки амплитуды, который через второй 35интегрирующий блок 13 поступает науправляющий вход блока подстройкиамплитуды 8, в качестве которого может быть применен управляемый делитель на оптронах. 40В результате работы цепей авторегулирования на .вычитающий входсумматора 7 поступает сигнал совпадающий с точностью до фазы и амплитуды с сигналом датчика . На выходесумматора 7 сигнал, таким образом,близок к нулю. В случае касания человека к токо. ведущим частям в зоне защиты сигнал.на выходе датчика тока утечки изменяется на величину пропорциональную току через тело человека. Сигнал на вычитающем входе сумматора 7 остается неизменным т.е. пропорциональным начальному току утечки, за счет инерционности интегрирующих блоков 10 и 13, Тогда на выходе сумматора 7 появляется сигнал, равный разности нового и начального сигнала датчика , т.е. пропорциональный току через те ло человека. После выпрямяения в блоке сигнал Ор поступает на вход блока 3, где сравнивается с опорным напряжением Ц ,которое определяет уставку срабатывания устройства в целом. 65 Еслибы ЪО п,то на входе блока 3 появляется сйгнал(О -О ), который поступает на вход интегратора 4, на выходе которого появляется напряжение, возрастающее по законуо(ц:м о -о,)ю1и, йдскольку .Ор пропорциональнО току через человека 3, а Оо определяет ток уставки срабатывания.Эс,можно записать%А- коэффициенты пропорциональности, учитывающие чувствительность датчика тока утечки и постоянную интегрирования интегратора.Напряжение О подается на входинпорогового блока и при превьвении им напряжения срабатывания О порогового блока вызывает срабатывайие всего устройства и отклвчение напряжения от контролируемого участка сети.Если же за время нарастания напряжения на выходе интегратора Отдо величины Ос происходит самостоятельное отсоединение человека от токо- ведущих частей, то сигнал на выходе,датчика 1 стает равным начальному,и напряжение на выходе сумматора вновь становится равным нулю, так как эа время самостоятельного отсоединения человека от токоведущих частей (доли секунды)не происходит сколько-нибудь значительной перестройки амплитуды "и фазы управляемого генератора..Напряжение .на выходе блока 3 также равно нулю, и блок 5 сбрасывает сигнал интегратора на ноль, и срабатывания устройства не происходит,Аналогично работает устройство при кратковременных бросках тока утечки вызванных коммутационными процессами. Параметры устройства могут быть выбраны так, что токо- временная характеристика его совпадает с кривой допустимых для человека значений тока. Таким образом,реализуется метод минимальной перезащиты.Применение предлагаемого устройства за счет реакции на выделенную величину тока через человека позволяет осуществить защиту человекаот поражения электрическим током в сети с большим током утечки, превышающим уставку срабатывания, обес. печить высокую чувствительность при высокой надежности энергоснабжения независимо от величины и фазыестественного тока утечки сети.1035713 Составитель Н. ЧутчевГербер Техред В,Далекорей Корректор А.Зимокосо Редакт Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. тная Заказ 5848/55 , Тираж 617 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушск