Трансформатор тока нулевой последовательности

)5 Н 01 Р 40/06 ТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЕТ АВТОР тут пищевои кий автомо и Н.А,Гон(71) Всесоюзный заочный инстипромышленности и Московсбил ьно-дорожный институт(56) Кунин Р.З, и Прудников Н,отключение электроустановок1984, с. 30,Сирота И.М. Трансформатры напряжения и тока нулевотельности. Киев: Наукова дум124, рис, 68. Я 21800488 А 1 НСФОРМАТОР ТОКА НУЛЕВОЙ ОВАТЕЛЬНОСТИльзование: в области электротехщность: устройство содержит серчерез который пропущен ьный трубчатый токопровод 4, соиз цилиндрического стержня 5 и ьных цилиндров по числу фаз, к из которых с двух концов по двум ально противоположным образую- соединены концы силовых жил ка 10, 11, 12, плоскости этих инений повернуты в пространстве дна относительно другой, Отношеы наружного цилиндра к его диавно шести. 1 з.п, ф-лы, 3 ил,(54) ТРА ПОСЛЕД (57) Испо ники, Су дечник, коаксиал стоящий коаксиал каждому диаметр щим под белей 9 подсоед на 120 о ние длинИзобретение относится к устройствам защиты от поражения электрическим током в сетях с глухозаземленной нейтралью трансформатора,Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности срабатывания устройства в широком диапазоне рабочих токов нагрузки.На фиг.1 приведена схема трансформатора тока; на фиг.2 показано подсоединение концов жил кабелей, подсоединение к центральному (нулевому) стержню сделано в той же плоскости, что и к наружному цилиндру; на фиг,З условно показано подсоединение жил кабелей в одной плоскости, в действительности плоскости этих подсоединений повернуты в пространстве на 120 одна относительно другой, как показано на фиг.2.Схема трансформатора тока, изображенная на фиг.1, содержит датчик тока утечки 1, релейный блок 2, подключенный к вторичной обмотке датчика тока утечки, автоматический выключатель или магнитный пускатель 3, вход которого связан с выходом релейного блока 2. Сквозь окно сердечника датчика тока утечки пропущен коаксиальный трубчатый токопровод 4, состоящий из цилиндрического стержня 5 и коаксиальных цилиндров 6, 7, 8 по числу фаз, к каждому из которых с двух концов, по двум диаметрально противоположным образующим подсоединены концы силовых жил кабелей 9 - 9, 10 - 10, 11 - 11 и нулевого провода 12 - 12 (фиг,2 и 3), причем плоскости этих подсоединений повернуты в пространстве на 120 одна относительно другой, а отношение длины наружного цилиндрак его диаметру б не менее шести,Устройство работает следующим образом.При наличии тока утечки на землю, равного или большего значения уставки срабатывания защитного отключения из-за низкого сопротивления изоляции или при прикосновении человека к токоведущим частям, на вторичной обмотке датчика тока утечки 1 наводится ЭДС, которая после усиления приводит к срабатыванию реле релейного блока 2, контакты которого разрывают цепь управления магнитным пускателем 3, приводя к размыканию контактов магнитного пускателя,Так как в коаксиальном трубчатом токо- проводе 4 распределение тока по всей поверхности каждого из цилиндров 5 - 8 равномерно, то при отсутствии тока утечки, когда сумма мгновенных значений токов всех трех фаз равна нулю, напряженность магнитного поля в любой точке внешнего пространства, в том числе и й любой точкеферромагнитного сердечника датчика тока,на основании закона полного тока, равнанулю при сколь угодно больших токах, про 5 ходящих по коаксиальным цилиндрам.При наличии тока утечки возникает переменное намагничивание сердечника и вовторичной обмотке датчика тока утечки индуцируется ЭДС,"0 Практически идеально равномерное токораспределение по поверхности каждогоиз цилиндров неосуществимо вследствиеналичия сосредоточенных мест припайки 99, 10 - 10, 11-1, 12 - 12 к каждому из ци 15 линдров 5, 6, 7, 8 силовых жил.Для получения возможно меньшей неравномерности токораспределения в местепрохождения коаксиал ьного трубчатого токопровода сквозь окно датчика тока утечки20 необходимо иметь достаточно большуюдлину цилиндров, а места припайки силовых жил располагать на диаметрально противоположных образующих данногоцилиндра.25 Для приблизительной оценки остаточной неравномерности распределения токовпо поверхности цилиндра в месте его прохождения сквозь сердечник датчика токаутечки были проделаны графоаналитиче 30 ские расчеты для случаев= 4 б и= 6 б, где- длина цилиндра коаксиального трубчатого токопровода; б - диаметр цилиндра,Цилиндр мысленно разрезался по плоскости мест подпайки к нему силовых жил,35 и одна из его половин развертывалась вплоскость, Картина прохождения силовыхлиний тока по поверхности цилиндра в каждой из его половин определялась по методусеток и с учетом того, что плотность тока по40 данной силовой линии тока обратно пропорциональна длине этой линии.Из анализа картины поля вытекает, что вслучае= 4 д различие значений плотноститока в разных точках поверхности цилиндра вместе прохождения токопровода сквозь окносердечника датчика тока утечки составляетпримерно 8 о , а в случае= 6 б - около +4%.В случае прохождения сквозь окно датчика тока утечки трех силовых проводов(как50 это выполнено в ЗОУПи РУД,5) неравномерность токораспределения можно оценить как порядка 150 о , так как в моментамплитудного значения тока, скажем в проводнике фазы А, токи в проводниках фазы Ви С составляют 50 амплитудного значенияи протекают при этом в противоположномнаправлении относительно тока фазы А.При этих же условиях в предлагаемом решении в случае= 4 б неравномерность токораспределения снижена примерно в 20 раз, а в случае 1= бд - в 30 раз.Это, возможно, позволит в случае = 4 б снизить ток уставки в РУДс 300 до 15 мА, а в случае = бб - до 10 мА, 5Уточнить эти соотношения и выбрать необходимые значения 1/б возможно лишь экспериментально.Таким образом, изобретение позволяет существенно повысить уровень электробе зопасности эксплуатации электрооборудования с большими рабочими токами за счет возможности создания защитно-отключающих устройств с малыми уставками тока срабатывания(10 - 15 мА), тогда как в настоящее 15 время, например, в РУДуставка при больших рабочих токах - 300 мА.Формула изобретения1. Трансформатор тока нулевой последовательности, содержащий вторичную об мотку и тороидальный магнитопровод, в окне которого пропущен токопровод, состоящий из цилиндрического стержня и трехкоаксиально расположенных цилиндрических шин трубчатого сечения, по концам которых расположены контактные зажимы для подсоединения жил внешних силовых кабелей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, контактные зажимы на каждой шине размещены на диаметрально противоположных концах цилиндра, причем плоскости центрального сечения, проходящие по этим зажимам в каждой отдельной шине, повернуты одна относительно другой на 120 О.2. Трансформатор по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что отношение длины наружной трубчатой шины к ее внешнему диаметру составляет не менее шести.1800488 Н.Гунько Корр Редактор Т,Мельник Заказ 1167 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ СССР зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Состав Техред ль В,МясниковМоргентал