Устройство для защиты электроустановки

(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ, содержащее подключенный к сети датчик напряжения, измерительный мост с йсполнительным элементом в одном плече и пороговым элементом в диагонали, конденсатор, включенный параллельно первой ветви моста, диод, включенный в цепь входа указанной ветви моста, стабилитрон и управляемый исполнительным элементом коммутируюпжй элемент в цепи электроустановки, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что.,4 ВСЮ с целью повышения надежности защиты электроустановки и безопасности персонала, в него дополнительно введены второй и третийстабилитроны, потенциометр, параллельно включенные второй конденсатор и резистор, второй диод, управляющий элемент и датчикконтроля сопротивления изоляции, вход кото.рого подключен к одной из фаз до и послекоммутирующего элемента, а выход - к одному из входов порогового элемента, ветвимоста шунтированы первым стабилитроном иподключены первым зажимом к выходу датчика напряжения через последовательно вклю.:ченные второй стабилитрон н потенциометр,выход которого через третий стабилитронсоединен с одним из входов порогового элемента, второй зажим ветвей моста соединенс минусовой шиной, а выход первой ветвимоста подключен к выходу второй ветвимоста через последовательно включенные резистор, второй диод и управляющий элемент,1140201. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что для осуществленияконтроля за наличием заземления, один,извторых зажимов первой или второй ветвимоста соединен с корпусом электроустановки,3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е;е с я тем, что для отстройки от кратковре.менных повышений напряжения сети выше Изобретение относится к электротехнике ипредназначено для защиты электроустановокот анормальных режимов работы,Известно устройство для защиты электроустановки, содержащее коммутатор в ее входной цепи, узел контроля и управления, управляющий коммутатором, и датчики тока, выходкоторых подключен к входу узла контроляи управления и .Однако это устройство не обеспечивает конт.роля за сопротивлением изоляции электроустановки и состоянием ее заземления, что снижа.ет надежность работы электроустановки и безопасность персонала. Последнее обусловленосложным конструктивным исполнением устройства.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее подключенныйк сети датчик напряжения, измерительныймост с исполнительным элементом в одномплече и пороговым элементом в диагонали,конденсатор, включенный параллельно первойветви моста, диод, включенный в цепь входауказанной ветви моста, стабилитрон и управляемый исполнительным элементом коммутирующий элемент в цепи входа электроустановки 121.Недостатком этого устройства являетсяотсутствие контроля эа состоянием сопротивления изоляции элементов электроустановкиотносительно корпуса, значением напряжениясети по максимуму, а также отсутствие отстройки от кратковременных посадок напря.жения сети или неодновременного поступления напряжения сети на зажимы электроустановки и отсутствие контроля за наличиемзаземления корпуса электроустановки. Этоснижает надежность защиты электроустановкии не обеспечивает достаточной безопасностиперсонала при отсутствии заземления электроустановки и понижении сопротивления изоля. допустимого максимума в устройство допол. нительно введены два диода и параллельно включенные конденсатор и резистор, при этом, выход потенциометра через один из .диодов, третий стабилитрон и укаэанные резистор и конденсатор подключен к минусб вой шине, а общая точка стабилитрона и резистора соединена с первым входом поро. гового. элемента через другой диод. ции элементов электроустановки ниже допус.тимого значения. Кроме того, отсутствиеконтроля за сопротивлением изоляции непозволяет выявить ее ухудшение на ранней5 стадии и в конечном счете ведет к дальнейшему ухудшению изоляции и выходу электроустановки из строя, а затем к значительнымкапитальным затратам на ремонт электроустановки. Выявление же ранней стадии ухудшения10 сопротивления изоляции позволяет исключитьили сократить капитальные затраты путемсвоевременной сушки элементов электроуста.новки постоянным током своевременной поды.золировки нарушенного участка на стадии15 текущего ремонта,Цель изобретения - повышение надежностизащиты электроустановки и безонасиости пер.сонала,Поставленная цель достигается тем, что 20 в устройство для защиты электроустановки,содержащее подключенныйк сети датчик напряжения, измерительный мост с исполнительным элементом в одном плече и пороговым элементом в диагонали, конденсатор, включен.25 ный параллельно первой ветви моста, диод,включенный в цепь входа указанной ветви моста, стабилитрон и управляемый исполнительным элементом коммутирующий элемент в цепи электроустановки, дополнительно вве дены второй и третий стабилитроны, потенпиометр, параллельно включенные второй конденсатор и.резистор, второй диод, управляющии элемент и датчик контроля сопротивления изоляции, вход которого подключен к одной из фаз до и после коммутирующего элемента, выход - к одному из входов порогового элемента, ветви моста щунтированы первым стабилитроном и подключены первым зажимом к выходу датчика напряжения через последовательно включенные второй стабилитрон и потенциометр, выход которого через третийстабилитрон соединен с одним из входовпорогового элемента, второй зажим ветвеймоста соединен с минусовой шиной, а выходпервой ветви моста подключен к выходувторой ветви моста через последовательновключенные резистор, второй диод н управляющий элемент,Для осуществления контроля за наличиемзаземления один из вторых зажимов первойили второй ветви моста соединен с корпусом 1 Оэлектроустановки.Для отстройки от кратковременных повышений напряжения сети выше допустимогомаксимума в устройство дополнительно введены два диода и нараллельно включенныеконденсатор и резистор, прн этом выход потенциометра через один из диодов, третийстабнлитрон и указанные резистор и конденсатор подключен к минусовой шине, а общаяточка стабилитрона и резистора соединена спервым входом порогового элемента черездругой диод.На чертеже нриведена схема предлагаемогоустройства.Устройство содержит подключенный ксети датчик 1 напряжения, измерительный мостна диоде 2 и включенных параллельно конденсаторе 3, резисторе 4, исполнительном элементе 5, потеццнометре 6 и пороговом элементе7 в диагонали, стабилитрон 8 и управляемыйисполнительным элементом коммутирующийэлемент 9 в цегщ электроустановки 10. Вэто устройство дополнительно введены второй11 и третий 12 стабилитроны, потенциометр13, нараллельно включенные конденсатор 14и резистор 15, второй диод 16, управляющий .5элемент 17 и датчик 18 .контроля сопротивления изоляции, вход которого. подключенк одной из фаз сети до и носле коммутирующего элемента 9, а выход - к одному из40входов норогового элемента 7. Ветви мосташунтированы нервым стабилитроном 8 и подключены первым зажимэм к выходу датчика1 напряжения через лоследовательно включенные второй стабнлитрон 11 и нотенцйометр 13,45выход которого: через третий стабилитрон12 соединен с одннм.из входов пороговогоэлемента 7. Второй зажим ветвей моста соединен с минусовой шиной, а выход первойветви моста подключен к выходу второй ветви моста через последовательно включенные50резистор 15, второй диод 16 и управляющийэлемент 17, вылолнениый, например, назамыкающемся контакте исполнительного 5или коммутирующего 9 элементов.55Иснолнительный элемент 5 управляет комму. тирующим элементом 9 с помощью замыкающегося контакта 19. В цепь управления поро. гового элемента 7 включен разделительный диод 20, Конденсатор 21 обеспечивает релейное .переключение порогового элемента 7,Датчик контроля сопротивления изоляции может быть выдолнен на последовательно включенных диоде и нотенциометре, выход которого шунтирован конденсатором и через второй пороговый элемент, второй резистор соединен с входом воспринимающего элемента (на чертеже не показан).Для отстройки от кратковременных повышений напряжений сети выше допустимого максимума в устройство дополнительно введены два диода 22 и 23, параллельно включенные конденсатор 24 и резистор 25. Выход потен- циометра 13 в этом случае через диод 23, третий стабилитрон 12 и указанные конденсатор 24 и резистор 25 подключен к минусовой шине, а общая точка стабилитрона 12 и резистора 25 соединена с первым входом порогового элемента 7 через диод 22.Для осуществления контроля за наличиемзаземления один из вторых зажимов первойили второй ветви моста соединен с корпусомэлектроустановки 10, например, непосредст.венно или через термодатчик 26.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии электроустановка10 отключена. Все элементы схемы обесточе.ны,При включении датчика 1 напряжения конденсатор 3 заряжается через стабилитрон 11, потенциометр 13 и диод 2 до налряжения стабилизации стабилитрона 8. Благодаря заряду конденсатора 3, исполнительный элемент 5 шунтируется, поэтому исполнительный элемент 5 и коммутирующий элемент 9 с электроустановкой 1 О отключены,При отсутствии неполнофазного режима питающей сети, допустимой симметрии питающего напряжения (напряжение по фазам не меньше 0,9 номинального) и по окончании заряда конденсатора 3 исполнительный эле. мент 5 включается и замыкает свой кон.такт 19 в цепи коммутирующего элемента 9. Коммутирующий элемент 9 включается и подключает электроустановку 10 к сети, При включении исполнительного 5 или коммутирующего 9 элементов контакты управляющегс элемента 17 замыкаются, а налряжение с выхода исполнительного элемента 5 через конденсатор 14 с резистором 15, диод 16 и управляющий элемент 7 поступает на выход потенциометра 6, ноднимая его напря. жение и обесточивая тем самым отстройку от кратковременного понижения напряжения сети при пуске электроустановки в работу.1140201 ВНИИПИ Заказ 1391 Тираж 620 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уя. Проектная, 4 Одновременно с этим в момент зарядаконденсатора 3 напряжение одной из фаз сети,например, А, через датчик 18 контроля сопротивления изоляции поступает на соответ.ьтвующий зажим А 1 после коммутирующего 5элемента 9, Если сопротивление изоляцииэлементов электроустановки 10. выше минимально допустимого значениято выходнойсигнал на выходе датчика 18 контроля равеннулю и пороговый элемент 7 закрыт. При 1 Осопротивлении изоляции элементов электро.установки 10 ниже минимально допустимогозначения на выходе датчика 18 контроля сопротивления изоляции формируется сигналуправления, который открывает пороговый 5элемент 7. Пороговый элемент 7 прн открывании шунтирует исполнительный элемент 5н не допускает его включения в работу.Поэтому при заряде конденсатора 3 коммути.руюший элемент 9 остается отключенным 20и не включает электроустановку 10 в работу.При открывании порогового элемента 7 последний становится на самоблокировку, поэтомувключение электроустановки 10 в работу воз.можно после устранения неисправности(повышения сопротивления изоляции, напримерсушкой), отключения и повторного включениядатчика 1 напряжения,При включении коммутирующего элемента9 и электроустановки 10 контакты коммутирующего элемента 9 шунтируют вход датчика18 контроля сопротивления изоляцииотключая тем самым его в процессе работы электроустановки 10,При возникновении понижения напряжения35 сети в процессе работы электроустановки 10 и по окончании заряда конденсатора 14 напря.жение на выходе исполнительного элемента 5 превышает напряжение на выходе потенцио 40 метра 6, поэтому пороговый элемент 7 открывается, конденсатор 21 обеспечивает релейное переключение порогового элемента 7, который открывается и 1 цунтирует исполнительный элемент 5. Последний отключается и45 размыкает своя контакты 19 в цепи коммутирующего элемента 9, Коммутирующий элемент 9 отключает электроустановку 10 от сети. При повышении напряжения сети как впроцессе пуска электроустановки 1 О, так ив процессе ее работы напряжение на выходепотенциометра 13 превышает напряжениестабилизации стабилитрона 12, поэтому при сохранении повышенного напряжения сети после окончания заряда конденсатора 24 иап. ряжение на выходе резистора 25 становится выше напряжения на выходе потенциометра б, Пороговый элемент 7 открывается и шунтирует исполнительный элемент 5. Исполнительный элемент 5 отключает коммутирующий элемент 9, а последний - электроустановку 10 от сети.При обрыве цепи заземления как в процессе пуска электроустановки в работу, так и в процессе ее работы размыкается цепь питания исполнительного элемента 5, поэтому исполнительный элемент 5 отключается и отключает через коммутирующий элемент 9 электроустановку от сети. При включении исполнительного элемента 5 последовательно с потенциометром 6 и обрыве цепи заземления электроустановки 10 также нарушается цепь питания исполнительного элемента 5, поэтому электроустановка 10 обесточивается или вообще не включается в работу при обрыве заземления в процессе пуска ее в работу.При возникновении перегрузки электроуста. новки 10 в процессе ее работы возрастает температура. ее элементов. При повышении температурой элементов электроустановки предельно-.допустимого значения сопротивление термодатчиков 26 релейно возрастает, напряжение на исполнительном элементе 5 и термодатчике.26 превышает напряжение на выхо,- де потенциометра 6, поэтому пороговый элемент 7 открывается и шунтирует исполнительный элемент 5. Исполнительный элемент 5 через коммутирующий элемент 9 отключает электроустановку 10 от сети. Повторное включение электроустановки в работу возможно после устранения неисправности, отключения датчика 1 напряжения и его повторного включения. Применение изобретения в производствепо сравнению с известными техническимй решениями за счет обеспечения контроля за сопротивлением изоляции, заземлением электроустановки, температурой элементов и напряжением сети по максимуму и минимуму обеспечивает повышение надежности зашиты электроустановки и безопасность персонала с одновременным снижением затрат на капитальные ремонты электроустановки за счет ранней стадии выявления понижения сопротивления изоляции ниже допустимого значения.