Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока

Союз Советскнк Социалистических Республик(51)М. Кл. Н 02 Н 3/16 Н 02 Н 5/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относится к защитным отключающим устройствам, предназначенным для защиты от поражения электрическим током обслуживающего персонала передвижных объектов (походных лабораторий, мастерских и др.), питающихся от трехфаэной сети переменного тока с изолированной или заземленной нейтралыо в случае появления напряжения на корпусе объекта изза повреждения изоляции проводов или случайном прикосновении к токо- ведущим частям внутри объекта.Известные защитные отключающие устройства, применяемые на передвиж ных объектах осуществляют отключение объекта от сети при появлении на его корпусе (металлических частях) напряжения относительно земли сверх допустимого,т.е. осуществляют защиту от 20 поражений током стоящего на земле человека при его прикосновении к объекту.Примером такого защитного отключающего устройства может служить 25 "устройство для защиты от токов утечек в трехфазных сетях с изолированной нейтралью, и котором применен узел, состоящий из конденсатора, па.раллельно которому подключены соеди ненные последовательно регулируемое активное сопротивление и стабилитрон, присоединенный к защищаемой сети через выпрямитель и вторичную обмотку трехфазного дросселя, Однако это устройство обладает существенными недостатками.Данное устройство может работать только в сетях с изолированной нейтралью. Кроме того, с ним невозможно работать при параллельном включении потребителей.Эти недостатки устранены в устройстве защитного отключения по напряжению относительно земли, в котором между корпусом защищаемого оборудования и землей включено защитное реле напряжения, которое соединено с землей через заземлитель. При появлении на корпусе защищаемого оборудования напряжения, превьзаающего допустимое, реле напряжения срабатывает н выдает сигнал на отключение автоматического выключателя.Это устройство защитного отключения при применении его на передвижных объектах, смонтированных в кузовах, имеет существенный недостаток, выраженный в том, что не обеспечивает защиты работающего внутри кузова пер 744818СО са 11 а От ПОРаЖС ЦИ 51 Э ГеГТ И Г С Г 1 МсГн гри э начител 1 1 ых Уте к стхДОтсТОчно большОм сОГОО . Ивлеии Гпун -та, Кроме того, эцачительЫм цеудоб -ством является наличие заземлителя,который необходимо перед началом работы объекга забит в земю и обс.спечитьнеобходимое сопротивление.,"КаэаН.,й НЕДОСТсгТОК УСТРансэ Вболее совсршснном устройстве защитцоГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ПОСТРОЕ НОМ Г 1 Г СХЕМЗна тосе нулевой последовательности..Это устройстБО сОстоит иэ трансфоратОра тОка нулевой последовательностивторичная обмотка которого подключена к входу усилителя, нагрузкой которого янляется отключающая обмоткаавтоматического выключателя,При ОДнофазных замыканиЯхНеЕим-метричных утечках,прикосновении человека к Фазному проводу появляетсяток нулевой последовательности, при 20этом вторичная обмотка трансформатора тока нулевой последовательностидает сигнал на усилитель, а при величине тока нулевой последовательности,равной току уставки, происходит от- р 5ключение. Однако и это устройство ннекоторых случаях не обеспечиваетзациту от поражения электрическимТоком 11 ерсонала работаюцего внутриобъекта (кузова). Одним из такихСлучаев является утечка одной фазына корпус при ггитании объекта о Исто ника с изолированной цейтралью.гВслР 1 утсчка Одной Фазы на 1 ГОрпус и прикосновение человека к другой фазе произоБли с какой-либо одной35стороны трансформатора тока нулевойпоследовательности, то устройстго несработает, так как н этом случае непоявляется ток нулевой последовательности. 4011,елью настояцего изобретения является устранение перечисленных недостатков, а. именно повыцение надежности функционирования устройства.Поставленная цель достигаетсяем, что известное устройство, с:одержащее установленный на стороне посгребителя трансформатор тока нулевойпоследонательности ко вторичной обмотке которого подключен вход ус.илителя, выход которого соединен с отключакщей обмоткой автоматическоговыключателя, а клеммы питания псдсое.Динены к двух фазам на стороне г 1 отребителя, корпус которого изогпронан вспомОгательный трансЬораТорпорвична 5 Обмотка кОторсго пОДключе -ца к фазам сети на стороне источника, а но вторичную обмот.у включенвыпрямитель, и резисторы, дополнено тремя реле, при этом вход ны- Ипрямителя, нключенного последовательно со вторичной обмоткой вспомогательного трансформатора присоединен квходу усилителя, отрицательный полюсвыпрямителя соединен через резисторы, у соединенные в "звезду", с фазами сетица стороне источника, положитеп. ныйполюс выпрямителя соединен с корпусомпотребитсля через последовательно сеедиценнь 1 е обмотку первого и раэ.5 Ыкающий контакт второго реле, обмоткавторого реле подсоединена к фазамсети на стороне источника Срезпараллельно соединенные замыкающиеконтакты первого и второго реле, аг 1 араллельно обмотке первого рел подключен замыкающий контакт третьегореле, обмотка которого подключена кклеммам питания усилителя.Схема гредлагаемого устройстваприведена на чертеже.Устройство состоит из трансформатора тока нулевой последовательности 1, усилителя 2 с входными клем -мами 3 выхОдными клеммами 4 иклеммами гИтания 5, автоматическоговыключателя 6 с Отключающей обмоткой 7, вспомагательного трансформатОра 8 выпрямителя 9 рсзэистОров10,11 и 12, перного реле 13 с обмоткой 14 и замыкающим контактом 15,второго реле 16 с обмоткой 17, замыкающим контактом 18 и размыкаюцимконтактом 19, третьего реле 20 собмоткой 21 и замыкающим контактом22,На чертеже также показаны корпус23 пстребителя электроэнергии, сопротивление 24 утечки фазы Р. источник 25 элек-рической энергии с фазами 1 В,С,О, заземленная нейтраль 26.Заземление показано пунктиром ,ономожет отсутствовать). Нагрузка, соединенная внутри коргуса 23 с фазамиАВСО на стороне потребителя (слева) не показана,Подготовка к работе защитно-отключакгщегося устройства заключается вследующим. При подаче напряжения отис;то ника 26 на потребитель приОтключенной нагрузке, на выходе трансформатора 8 появляется напряжение,которое через вторичную обмоткутрансформатора тока нулевой последовательности 1 и входное сопротивление усилителя 2 подается на выпрямитель 9,Выпрямленное напряжение подаетсяот отрицательного полюса выпрямителя9 через резисторы 10,11 и 12 к фазам А,В,С сети, а от положительногополюса через раэмь:кающий контакт 19второго реле 16 и обмотку 14 первого реле 13 на корпус 23 потребителя.В случае, если источник имеет заземленную нейтраль, то появится токвыпрямителя 9, которьй пойдет от"плюса" выпрямителя 9 через размыкающий контакт 19 второго реле 16,обмотку 14 первого реле 13, участокземли, заземленную нейтраль 26 источника 25, фазы А,ВС источника 25 исети к г 1 отребителю, резисторы 10,11и 12 к отрицательному полюсу выпрями -теля 9. Этот ток вызовет срабатываниепервого реле 13 которое замыкающимконтактом 15 замкнет цепь питанияобмотки 17 второго реле 1 б.Второе реле 16 сработает и размыкающим контактом 19 отключит первоереле 13 от выпрямителя 9, а заы кающим контактом 18 самоблокируется.При включении автоматического выключателя б подается питание на клеммы 5 усилителя 2 и обмотку 21 третье- ого реле 20, которое своим замыкающимконтактом 22 шунтирует обмотку 14первого реле 13.Защитно-отключающее устройство работает следующим образом,При прикосновении человека, например, к фазе А или появлении утечкив фазе А ток пойдет от фазы А черезтело человека или сопротивление 24утечки фазы А), корпус 23 потребителя, участок земли, заземленную нейтраль б источника. Это вызываетпоявление тока нулевой последовательности, при котором сигнал со вторичной обмотки трансформатора тока нулевой последовательности 1 подается 25на входные клеммы 3 усилителя 2, которые выдают сигнал на отключающуюобмотку 7 автоматического выключателя б, и при этом происходит отключение автоматического выключателя б. ЗОВ случае питания потребителя электроэнергии от источника с изолированной нейтралью при подаче напряженияот источника на потребитель ток выпрямителя 9 недостаточен для срабатывания первого реле 13. Это релеостанется подключенным к положительному полюсу выпрямителя 9. При включении автоматического выключателя бсработает третье реле 20 и своимзамыкающим контактом 22 шунтирует обмотку 14 первого реле 13. Одновременно подается питание на клеммы 5 усилителя 2.В этом случае при прикосновениичеловека, например, к Фазе А (илипоявлении утечки в фазе А) появитсяток выпрямителя 9, который пойдетот "плюса" выпрямителя 9 через замыкающий контакт 22 третьего реле 20,корпус 3 потребителя, тело человека (или сопротивление 24 утечки фазы А), участок Фазы А, резистор 10к ."минусу" выпрямителя,Увеличение тока выпрямителя 9вызывает увеличение тока во вторичной обмотке трансформатора 8. Этотток проходит через входные клеммы 3 усилителя 2. Усилительвьцает сиг" нал на отключающую оомотку авто матического эыключателя б, что в ыэывает отключение автоматического выключателя.Защитно-отключающее устройство обладает значительным преимуществом геред наиболее совершенными иэ известных, Оно производит отключение практически во всех случаях грикосновения человека к фазе сети или появлении любых утечек. Кроме этого, для данного устройства не требуетсязаземлителя на стороне потребления(стороне нагрузки, что значительноупрощает эк плуатацию, При подготовкепоходной лаборатории (мастерской) кработе заземляющий штырь может незабиваться,формула изобретенияУстройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока, содержащее установленный на стороне потребителя трансформатор тока нулевой последовательности, ко вторичной обмотке которого подключен вход усилителя, выход которого соединен с отключающей обмоткой автоматического выключателя, а клеммы питания присоединены к двум Фазам сети на стороне потребителя, корпус которого изолирован, вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к фазам сети на стороне источника, а во вторичную - включен выпрямитель, и резисторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования устройства, оно дополнено тремя реле, при этом вход выпрямителя, включенного последовательно со вторичной обмоткой вспомогательного трансформатора, присоединен ко входу усилителя, отрицательный полюс выпрямителя связан через резисторы,. соединенные в "звезду", с Фазами сети на стороне источника, положительный полюс выпрямителя связан с корпусом потребителя через последовател но соединенные обмотку первого реле и размыкающий контакт второго реле, обмотка второго реле подсоединена к фазам сети на стороне источника через параллельно соединенные замыкающие контакты первого и второго реле, а параллельно обмотке первого реле подключен замыкающий контакт третьего реле, обмотка которого подключена к клеммам питания усилителя.илиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная аз 3676/10 Тира ЦНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж783 Подписноеного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д,4/5