Устройство для защиты от утечки тока в электрической сети

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)Приоритет до делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ОТ УТЕЧКИ ТОКА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИИзобретение относится к средствам . контроля изоляции и защитного отключения при опасных утечках тока на землю в сетях, питающих частотно-регулируемые электроприводы,В связи с развитием силовой полупроводниковой техники интенсивно ведутся работы по созданию и внедрению в различных отраслях промышленности частотно- регулируемого электропривода на базе прео образователя частоты и асинхронного короткозамкнутого двигателя. Существующие устройства зашиты от утечек, предназначенные для обычных трех 15 фазных сетей и основанные на использовании постоянного оперативного тока, не могут быть применены в сетях,.питающих частотно-регулируемые электроприводы.Это обстоятельство в первую очередь обз. ясняется неизбежным влиянием выпрямителя преобразователя частоты при утечках после выпрямителя на измерительные цепи устройства защиты от утечек, основанного на применении для контроля изоляций постоянного оперативного тока.Поэтому для контроля сопротивленияизоляции сетей, питающих частотно-регулируемые электроприводы через преобразователи частоты с выпрямителем, необходимо применение переменного оперативноготока,Известны устройства зашиты от утечекс использованием переменного оперативного тока как промышленной (50 Гц), таки отличной от нее частоты 03.Из-за влияния емкости сети на работуустройства защиты от утечек с генератором повышенной частоты чаше используется источник напряжения частоты 50 ГЪ,хотя влияние емкости сети на его работуполностью не устраняется.В устройствах зашиты от утечек длясетей, имеющих непосредственную электрическую связь со стороной трехфвзной сетичастотой 50 Гц, с целью исключения еевлияния, а также снижения влияния емкос.ти сети на работу устройства используетм,:г,ОСТЯВЛМП 1 ЯЯ ЦЕЛЬ ДОСТИГаЕтСЯ тЕМ,.-,з устройство для защиты от утечки токаг ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТ 5 СОДЕРжЯЩЕЕ ПОДКЛЮ=. ,-т 11 РегУЛ 11 РУЯ 15:э 1,гОзосе 5 ьт свизапнъ 1 Й систочником питания и соед 1 п 1 ен 111.5 с заши:6 гавсйт 1 С СЕТЬ 1 С ЧзвгЗ Ь 1 С 11 51 РИС. ПЕНИЯ,яг,.1 ол 1 т 1 л 1 ный От 1 ган.ттабгж-но блоком 40 50 СЯ ПОНИЖЕННЯЯ ЧЯСРОГЯ ОПЕРЯТИВНОГО ТОКЯ123.Однако на работу всех этих гстро 11 ствоказывает большое влияние рабс 1 ая .Ястсч 6 преобразователя частоты, изменякП 1 вяся в широком диапазоне (2-60 Гц) н гармоники при регулировании частоты преобразователя, При приближении ча( тдтьт тп)е, боа.ЗОВатЕЛЯ К ЧаСтОтЕ ОПЕРатИВНОГО тока ПЯпример 25 Гц) через цепи контроля няземлю начинает протекать ток, обус 11 овленный напряжением преобразователя частоты, что нарушает работу устройства -.:ять 1 от утечек,Наиболее близким к изобретенпо ГгтгехНИЧЕСКОй СУЩНОСтн ЯВЛЯЕТСЯ УСТРОйСТВОг:,О-торое содержит источник питания, источникоперативного переменного тока, исполня 1тельный орган, в качестве которого: - :. укитреле, регулируемый дроссель,.блок присзединения и датчик регулирования дросссля, представляющий собой мост с двумя нт.регулируемыми и двумя регулируемым плечами в виде транзисторов, эмиттер-базовыепереходы которых эашунтированы встреч -НО ВКЛЮЧЕННЫМИ ДИОДЯМИт ОДИН ИЭ КОТОРЫХвкл 1 очен в цепь указанного управляемогодросселя, а другой - в цепь блока лриссединения. Источник Оперативного тока л регулируемый дроссель подключены к:;емлеи к сети через блок присоединения3,Установка отключающего сопротивленг 5 яуказанного устройства существенно зависит от изменяющейся в широком диапазонечастоты, (2-7 О 111) преобразователя частоТЫ И ГаРМОНИК В СЕТИ И В ЦЕП 5 гк УтЕКтока на землю,Поэтому при регулировании час-.: .=1СЕтн С ПрЕОбразОВатЕЛЕМ На рабОту уС 5 РОЙСТВЯ ЗЯ 5 ЦИТЫ ОТ УТЕЧЕК ОСУЩЗСТВЛЛИ 1 гЕщГО КОНГРОЛЪ ИЗОЛЯЦИИ НЯ фИКСИРОВЯПНОчастоте оперативного тока, Оказывяе. влияние сеть, Это влияние тем больше, 1 емближе приближается изменяющаяся ч:,стотапреобразователя к частоте оперативноготока.Таким образом, если удается отстро=иться с помощью соответствующих фильтров от влияния постоянного тока и пере=менного тока питающей сети частотой50 Гп, то неизбежно влияние на работуустройства частоты преобразователя приприближении ее, и тем более при сонщад=.нии с фиксированной частотой генератораоперативного переменного тока.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей п утем использования в сети с преобразователем частоты.ТО 15 ЯГЧ 1 ЗгкО 1ЕрЕ 1;.; 1 О;, я ЧЯ гГ 1 Под 10 .т О 1 ЕЬНЬ 5 К;:.,ттт 15.:.О,5",1 -.,Стиг:. СЛИК ЗЯ-:.; - ,тттВ 11 О 1 тгОг Л цт С,11 ЕН ПЯ дВуХ,ДБс 1 С Е;: "СД тВЭЛИЧНЫХ ЧЯСТОТ Пот.ТСгЬ 5 тЫЕ УСИЛИТЕЛ 11, НаетРОЕННЫЕ На ЧЯОтзтьг соответствлощгх генераторов, Общийгг.: г -.;ПгК 1 ГЕ 1 Ьт 1 Ы 11 г фигьтр Гр:чттЧЕСКИ ИСКГ 1 О.-1 ОТ В 1 И.,115,.Е .":О;,тЕХ 1 З СЕт,"г ООУС 11 Ь 1 Е 1 т.."-.ч 1Г 11,Л,3 ЯВЛЕНИЯ ДРОССЕЛЯ ОЕСП 8-г:ВЯЕТя-)УВЭЧЕ 11 ИЕ .ЛтчтРя т 1 МКОСТИ СЕТ . НЯ рббоГ",г устройстьа, ттбЗТ 1 ЮШЕГО НЯ Одной ИзЧЯС"ГОТ О 1 ЕРЯт 1 Ч :АОГО 1 ОКЯ,824 6В случае снижения сопротивления изоляции до уставки срабатывания устройстваисполнительный орган 1 2 замыкает цепиотключения сети и сигнализации,Исключение влияния емкости сети наработу устройства защиты от утечек, основанного на применении переменного оперативного тока, осушествляется с помощьюрегулируемого дросселя 9, подключенного о к сети через блок 11 присоединения, Регулируемый дроссель 9 может включатьсядо общего заградительного фильтра 10.Настройка регулируемого дросселя 9в резонанс с емкостью сети осушествляет ся на частоте 25 Гц. Обмотка управлениярегулируемого дросселя 9 включается также блоком 8 при работе устройства начастоте 25 Гц.Работа схемы устройства на частоте о 1 2,5 Гц осуществляется аналогично вышеописанной работе схемы на частоте 25 Гц.При этом с помощью блока 8 автомажческой перестройки частоты включаютсяв работу генератор 3 оперативной часто ты 12,5 Гц и частотно-избирательный усилитель 5. 5 744присоединения к сети, К выходу частотнэизбирательных усилителей 4 и 5 присоединен исполнительный орган 1 2, Регулируемый дроссель 9 подключен к земле и ксети через блок 11 присоединения, Питание цепей устройства защиты осуществляется от источника 13 питания, подключенного на стороне сети с промышленной чаототой (50 Гц), Блок 8 автоматическойперестройки частоты присоединен к сетис изменяюшейся частотой после преобразователя 1 4 частоты.Контроль сопротивления изоляции сетиосуществляется с помошью оперативногопеременного тока одной из частот генераторов 2 или 3 (12,5 и 25 Гц).При изменеиии частоты напряжения преобразователя 14 в диапазонах 2-17 Гци 17-60 Гиконтроль сопротивления изоляции осушествляется соответственно на 2частотах оперативного тока 25 и 12,5 Гц,Генераторы 2 и 3 различных частот могутбыть выполнены в виде ферромагнитныхделителей частоты.Оперативное напряжение частотой 25 Гц 2генератора 2 через частотно-избирательный усилитель 4, переключающий контакт6 блока 8 автоматической перестройкичастоты, общий заградительный фильтр 1 0и блок 1 1 присоединения прикладывается 30между сетью и землей,Напряжение оперативного тока частотой 1 2,5 Гц генератора 3 аналогично напряжению оперативного тока частотой.25 Гц прикладывается между сетью и зем- злей через частотно-избирательный усилитель 5, переключающий контакт 6 блока 8автоматической перестройки частоты, о.ший заградитепьйый фильтр 10 и блок 11п рисоединения. 40 Переключение генераторов 2 и 3 различных частот (12,5 и 25 Гц) при работе преобразователя 14 осушествляется автоматически блоком 8 автоматической 45 перестройки частоты. При рабочей частоте преобразователя 14 в диапазоне2-1 7 Гц к сети подключен генератор 2 частотой 25 Гц. При достижении преобразователя 14 рабочей частоты 17 Гц блок 8: 0 автоматической перестройки частоты лерекпючеет свой контакт 6, Оперативный ток частотой 25 Гц (в случае работы преобразователя 14 в диапазоне частоты 2-17 Гц) протекая по описанной ранее цепи выделяется и усиливается частотно-избирательным усилителем 4 и подается на вход иополнительного органа 12. Формула изобретения Устройство для защиты от утечки тока в электрической сети, содержащее подклк- ченные к земле источник оперативного тока и регулируемый дроссепь, связанный с источником питания и соединенный с защищаемой сетью через блок присоединения, и исполнительный орган, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования в сети с преобразователем частоты, оно снабжено блоком автоматической перестройки частоты, подключенным к защищаемой сети, общим заградительным фильтром и двумя частотно-избирательными усилителями, причем источник оперативного тока выполнен на двух генераторах различных частот, выходы которых через соответствуюшие частотно-избирательные усилители, переключающий контакт блока автоматической перестройки частот и общий заградительный фильтр подключены к блок присоединения, а выходы упомянутых частотно-избирательных усилителей подключены к входу исполнительного органа, при атом питающий вход регулируемого дросселя подключен к источнику питания через замыкающий контакт блока автоматической .перестройки частот.7Источники информ апии,принятые во внимание при экспертизе1, Цапенко Е. ф. Контроль изоляциив сетях,до 1000 В. Знергияф, 1972,с, 138. 7448242. Авторское свидетельство СССР % 180238, кл, Н 02 Н 3/16, 1963. 3, Авторское свидетельство СССР Мо 256026, кл, Н 02 Н 3/16, 1968,Составитель Л. ВаськоваРедактор А, Мотыль Техред О. Дюлай Корректор Н. СтенЗаказ 3828/19 Тираж 783 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская набд, 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4