Устройство для обнаружения однофазного замыкания на землю в трехфазной сети с изолированной нейтралью

)4 Н 02 НЗ ЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ССР ОСУДАРС О ИЗОБР РИ П 1 НТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНМ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тае. Вюл. В 18 ский горнор й ин Ю,П.ГолубкЦ,8) ктивна ув амыканищи емкос Электри и ьство СССР 3/38, 1979. О ДЛЯ ОБНАРАМЦКАНИЯ НА И С ИЗОЛИРО 54) УСТРО ДНОФАЗНОГ РЕХФАЗНОЙ ЕЙТРАЛЬЮ(56) Кискачи В,М. Свительная защита отземлю в сетях с малтоками типа ЗЗП,станции, 1966, У 3.Авторское свидетУ 661675, кл. Н 02 Н(57) Изобретение относится к элект ротехнике, в частности к электроус новкам с системой защитного заземл ния, питающимся от электрических сетей с изолированной нейтралью, и может быть использовано для обнаружения однофазного замыкания. Целью изобретения является повышение электробезопасности путем обеспечения возможности распознавания вида замыкания - на заземляющую сеть или на землю. При однофазном замыкании на землю, характерном для воздушных ЛЭП, фаза напряжения, возникающего между заземляющим контуром и выносным заземлителем, изменяется на противоположную по сравнению с напряжением, возникающим между укаэанными точками при замыкании на заземляющую сеть или связанный с ней корпус электро1480001 установки. Диоды оптопар 7 и 8 открываются в разные полупериоды, токбазы транзистора 15 не увеличиваетсяи транзистор 15 остается в закрытомсостоянии, указательное реле 17 не Изобретение относится к электро"энергетике, в частности к электроустановкам с системой защитного заземления, питающимся от электрическихсетей с изолированной нейтралью, иможет быть использовано для обнаружения однофазного замыкания,Цель изобретения - повышениеэлектробезопасности путем обеспечения возможности распознавания видазамыкания - на заземляющую сеть илина землю.На фиг. 1 приведена схема устрой"ства для обнаружения однофазного замыкания; на фиг. 2 - схема замещенияэлектрической сети.Устройство содержит трансформатор1 напряжения нулевой последовательности, заземляющий контур 2, к которому подсоединен нулевой вывод указанного трансформатора, стабилитрон3, резисторы 4 и 5, фазосдвигающийорган 6, вход которого подсоединен квыходу трансформатора 1, первую 7,вторую 8 и третью 9 диодные оптопары,стабилитрон 10, катод которого подсоединен к аноду светоизлучающегодиода оптопары 9 и аноду стабилитрона 3, а анод - к катоду светоизлучающего диода оптопары 7 и одному зажиму резистора 4, при этом катод светоизлучающего диода оптопары 9 соединенс анодом светоизлучающего диода оптопары 7, диод 11, катод которого соединен с катодом стабилитрона 3, аанод - с одним из выходных зажимовфазосдвигающего устройства, другойвыходной зажим его подсоединен ксвободному зажиму резистора 4, диод12, анод которого соединен с однимиз зажимов резистора 5, а с вторымего зажимом соединен заземляющийконтур 2, стабилитрон 13, катоп которого соединен с анодом светоизлуча"ющего диода оптопары 8 и катодом срабатывает, .т,е. срабатывает лишьодно указательное реле 18. Предложенное решение позволяет уменьшитьвремя простоя электропотребителей.2 ил,диода 12, выносной заземлитель 14,подсоединенный к катоду светоизлучающего диода оптопары 8 и анодустабилитрона 13, транзисторы 15 и 16,указательные реле 17 и 18, источник 19питания,катод фотодиода оптопары 9подключен к базе транзисторы 16, аанод - к его коллектору, катод фотодиода оптопары 7 подсоединен к базе 10 транзистора 15, а его анод - к катодуфотодиода оптопары 8, анод которогоподключен к коллектору транзистора15, каждый коллектор транзисторов15 и 16 через указанные реле подсо единен к минусу источника 19 питания,эмиттеры указанных транзисторов подсоединены к плюсу источника 19 питания.В электроустановках с изолирован ной нейтралью, в которых выполняется автоматический контроль изоляции, действующий на сигнал при снижении сопротивления изоляции одной изфаз ниже заданного значения, испол 25 нительные органы изобретения можновыполнять в виде светоизлучающихдиодов.На фиг. 2 показана схема замещениязаземляющей и электрической сетей с З 0 воздушным и кабельным участками ЛЭП,распределение токов при замыкании накорпуса электроустановок или на заземляющую сеть (сплошные линии) ипри замыкании на землю (пунктирные 35 линии), а также приведены графикинапряжения на выхоце трансформаторанулевой. последовательности и напряжения между заземляющим контуром ивыносным заземлителем. При этом при няты обозначения; емкость сети относительно корпусов электроустановоки сети защитного заземления;С - емкости сети относительноземли;Р - общее сопротивление заэем-,3ляющей сети относительноТЭц, ис -ляющую сеть или корпусэлектроустановки,Фазы напряжений между заземляющимконтуром и выносным заэемлителем,возникающих при замыкании воздушнойлинии на землю и кабельной - на зазеяляющую сеть, сдвинуты один относительно другого на 180 эл.град.,что позволяет Фиксировать совпадениеили несовпадение их с фазой напряжения на выходе трансформатора нап ряжения нулевой последовательности.Устройство работает следующимобразом.При возникновении однофазногозамыкания (на заземляющую сеть илина корпус электрооборудования, соединенного с заземляющей сетью) навыходе трансформатора 1 появляетсянапряжение, которое создает выпрямленный ток через светоиэлучающиедиоды диодных оптопар 7 и 9, открывается фотодиод диодной оптопары 9,чтоспособствует увеличению токабазы транзистора 16, который открывается, и указанное реле 18 срабатывает, сигнализируя о наличии однофазного замыкания.Одновременно между заземляющейсетью (заземляющим контуром) и выносным заэемлителем, расположеннымв зоне нулевого потенциала подстанции (удаленная точка земли), возникает напряжение, которое воздействует на выход диодной оптопары 8 врежиме однополупериодного выпрямления, при этом фотодиод этой оптопарыначинает открываться синхронно сосветоиэлучающим диодом своей оптопары и фотодиодом оптопары 7, т.е,их фазы совпадают, ток базы транзистора 15 резко увеличивается, транзистор открывается и срабатывает 40 45 50 55 земли;К - сопротивление выносногоеэаземлителя относительно земли;ток на землю;ток на корпус;напряжения между заземляющим контуром и выноснымзаземлителем, вызванноетоком замыкания на землю итоком замыкания на заэем 5 10 15 20 25 30 35 указанное реле 17, Таким образом,при указанном виде замыкания сраба -тывают указательные реле 17 и 18.При однофаэцом замыкании ца землю,характерном для воздушных ЛЗП, чтоочевидно иэ Фиг. 2, Фаза напряжения,воэцикающего между заземляющим контуром и выносным заземлителем, изменяется ча противоположную по сравнению с напряжением, возникающим междууказанными"точками при замыкании назаземляющую сеть или связанный сцей корпус электроустановки.Таким образом (см. Фиг. 1), Фотодиоды оптопар 7 и 8 открываются вразные полупериоры, ток базы транзистора 15 не увнличивается и транзистор 15 остается в закрытом состоянии,укаэанное реле 17 не срабатывает,т,е. срабатывает лишь одно указательное реле 18,Для защиты от ложных срабатыванийттри несимметрии напряжения и появлении напряжения небаланса на выходетрансформатора напряжения примененстабилитрон 3, а для защиты от перенапряжений - стабилитроны 1 О, 13.Преимуществом предлагаемого устройства в сравнении с прототипомявляется способность распознаваниявира замыкания на заземляющую сетьили на землю путем выделения напряжения межцу заземляющим контуром и выносным заземлителем и сравнения егофазы с фазой напряжения трансформатора нулевой последовательности и,как следствие, повьшение электробезопасности. Формула из об.ретенияУстройство для обнаружения однофаэного замыкания на землю в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее измерительный трансформатор напряжения нулевой последовательности, нулевой вывод первичной обмотки которого соединен с заземляющим контуром, два диода, два резистора, два чувствительных . элемента в виде диодных оптопар, анод фотодиода первой диодной оптопары подсоединен к катоду фотодиода второй диодной оптопары, первый исполнительный орган, фазосдвигающий орган, источник питания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения электробеэопасности путем обеспечения возможности распознаванияЗаказВНИИПИ Тираж 608 Подписное омитета по изобретениям и открытиям осква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 НТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг л, Гагарина, 101 вида замыкания - на заземляющую сетьили на землю, в него введены выносной заземлитель для установки взоне нулевого потенциала подстанции,третий чувствительный элемент на диодной оптопаре, два транзистора,второй исполнительный орган, три стабилитрона, причем первый выходнойзажи фаэосдвигающего органа подключен к аноду первого диода, катод которого соединен с катодом первогостабилитрона, который анодом подсоединен к катоду второго стабилитронаи к аноду светоизлучающего диода 15третьей диодной оптопары, второй выходной зажим фазосдвигающего органасоединен через первый резистор с анодом второго стабилитрона и катодомсветоизлучающего диода первой диодной 20оптопары, анод третьего стабилитронасоединен с катодом светоиэлучающегодиода второй диодной оптопары и с выносным эаэемлителем, катод третьего стабилитрона - с анодом светонзлучающего диода второй диодной оптопары и катодом второго диода, анодкоторого соединен с вторым резистором, свободный зажим которого соединен с заземляющим контуром, катодфотодиода третьей диодной оптопарыподключен к базе первого транзистора,а анод - к его коллектору, катод фотодиода первой диодной оптопары подсоединен к базе второго транзистора,а его анод - к катоду Аотодиода второй диорной оптопары, анод которогоподключен к коллектору второго транзистора, каждый коллектор первого ивторого транзисторов соединен с минусом источника питания через соответствующий исполнительный орган,эмиттеры указанных транзисторовподсоединены к плюсу источника питания.