Устройство для защитного отключения в сети с изолированной нейтралью

15 1136708Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты тиристорных электроприводов драг, земснарядов, экскаваторов и других механизмов, получающих электрическую энергию от сети ограниченной мощности с изолированной нейтралью, от недопустимого снижения сопротивления изоляции. 10Цель изобретения - повышение точности измерения сопротивления изоляции и повышение быстродействия устройства.На фиг,1 изображена блок-схема предлагаемого устройствами на фиг.2 временная диаграмма работы устройства.Предлагаемое устройство содержит источник 1 сети с изолированной нейт ралью, подключенный к сети защитно- коммутационным аппаратом с силовыми контактами 2, кинематически связанными с электромагнитной катушкой 3.В цепи питания катушки 3 находит ся замыкающий контакт 4 релейного элемента 5, первый основной вход которого подключен к выходу управляемого интегратора 6. Один вход интегратора 6 через последовательно вклю ченные управляемый ключ 7 и выпвямитель 8 соединен с выходом коммутатора 9, входы которого соединены с общими точками вентнльных групп 10 и 11. При этом каждая вентильная группа соединена в "звезду" и имеет по отношению одна к другой противоположную полярность. Выпрямитель 8 снабжен заземлителем 12. Вход управления коммутатора 9 соединен с ге нератором 13 и с формирователем 14 управляющих сигналов, выходы которого соединены с входами управления ключа 7 и интегратора 6.Второй компенсирующий вход релей ного элемента 5 соединен с согласую-щим устройством 15, подключенным к питающей сети. В качестве согласующего устройства может, быть использован трансформатор с выпрямителем на выходе. Потребителем электроэнергии из сети является тиристорный электропривод 16.На схеме (фиг.1) показаны сопротивления утечки: К - в положитель ц 5 ном проводе электропривода 16 К в отрицательном проводе электропривода 16" К - в фазных проводах пиф Ц 9тающей сети.Исключение вредной информации происходит за счет размыкания ключа 7 на время С , который управляется выходным сигналом формирователя 14.Длительность сигнала для размыкания ключа 7 (время сэ на фиг.2) определяется из соотношения 3 КьС,где К - входное сопротивление уствхройства защитного отключения;С ,= С; - эквивалентная емкость питающей сети относительно земли,равная сумме емкостей отдельных (С;) участков силовой цепи.Период работы Т коммутатора 9 определяется из следующих условии: 6/1, = 0,12 с 17 э Т Т где Г - частота питающей сети. 7 2Устройство работает следуюшим образом.При замыкании в положительном проводе тиристорного электропривода 16 ток утечки протекает через катодную группу тиристоров электропривода 16, сопротивление К утечки, землю, выпрямитель 8, управляемый ключ 7, интегратор 6, релейный элемент 5 и в соответствующую фазу работы коммутатора 9 через группу вентилей 11.При замыкании в отрицательном проводе электропривода 16 образуется замкнутый контур для протекания тока утечки через группу 10 вентилей,коммутатор 9, выпрямитель 8, землю,управляемый контакт 7, интегратор 6, релейный элемент 5, сопротивление К утечки и анодную группу тиристоров электропривода 16.При утечке в фазных проводах питающей сети ток замыкается через обе группы 10 и 11 вентилей.Рассматривая временную диаграмму работы устройства (фиг.2) видно, что за период работы Т коммутатора 9 на интеграторе 6 накапливается сигнал, пропорциональный суммарному сигналу тока утечки в различных частях питающей сети, с исключением вредной (шумовой) информации переходного процесса в измерительном контуре устройства.3 367Введение отличительных признаков в устройстве защитного отключения позволяет при частоте питающей сети 50 Гц и емкости питающей сети 1 мкф,5 повысить частоту срабатывания комму-татора в 4-5 раз по сравнению с прототипом, обеспечивая быстродействие 0,2 с.Сигнал на входе А релейного эле мента монотонно возрастает до величины, пропорциональной суммарному значению тока утечки в сети (фиг.2).Сигнал на входе А релейного элемента монотонно возрастает до величи Б ны, пропорциональной суммарному значению тока утечки в сети (фиг,2), 1Генератор 13 управляет работой коммутатора 9 и формирователя 14, уп О равляющего в свою очередь работой ключа 7 и интегратора 6, обеспечивая сброс накопленного сигнала в конце каждого периода работы коммутатора 9. 25Если в процессе возрастания вход- " ного сигнала на входе А релейного элемента 5 величина его превысит величину уставки релейного элемента 5, последний срабатывает и своим замы" кающим контактом 4 включает катушку 3 защитно-коммутационного аппарата, отключающего тиристорный электропривод 16 от питающей сети. Сигнал на входе Б релейного элемента .5 компен 35 сирует влияние изменения напряжения питающей сети на величину уставки.По сравнению с прототипом .предла- . гаемое техническое решение позволяет повысить точность измерения сопротивления утечки и быстродействие отключения за счет повышения часто 087 4ты коммутации цепей измерения в измерительном контуре устройства и устранения влияния вредной (шумовой) помехи переходных процессов коммутирования. Так частота срабатывания коммутатора в сравнении с прототипом может быть повышена в 4-5 раз, что значительно повышает быстродействие отключения. Кроме того, повышается электробезопасность обслуживающего персонала и повышается общая надежность работы защищаемых электроприводов.Формула изобретенияУстройство для защитного отключения в сети с изолированной нейтралью, содержащее подключаемые к фазам сети две группы вентилей, соединенные в "звезду, противоположной полярности, общие точки которых через коммутатор и выпрямитель соединены с. заземлителем, генератор, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, релейный элемент, компенсирующий вход которого соединен с сетью через согласующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения сопротивления изоляции и повышения быстродействия устройства, в него введены формирователь управляющих сигналов, последовательно соединенные ключ и интегратор, управляющие входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя, вход. которого соединен с выходом генератора, причем вход ключа подключен к выходу вычрямителя, а выход интегратора - к основному входу релейного. элемента.