Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с изолированной нетралью

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам защиты человека при нарушении высоковольтной изоляции фазы сети с изолированной нейтралью путем ее шунтирования на землю Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. 3 момент появления замыкания на землю появляется напряжение смещения нейтрали, что вызывает появление сигнала на выходе выпрямителя 29 и появление напряжения на выходе дифференцирующего звена 30. При превышении этим напряжением уставки срабатывания порогового элемента 31 на его выходе будет присутствовать сигнал логической единицы. При этом только на элементе И поврежденной фазы соберутся все логические единицы. В случае подключения или отключения нагрузки устройство защиты не будет ложно работать, поскольку разрешающий сигнал с порогового элемента 31 не поступает. 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 Н 5/12

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1399850 (21) 4622453/07 (22) 21.12.88 (46) 15.06,91, Бюл. hk 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (72) С,Х.Дарчиев, Б.И.Косарев, Б.А.Дудин и В.В.Гуров (53) 621,316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11339999885500, кл. Н 02 Н 5/12, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ

НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты человека при нарушении высоковольтной

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты человека от поражения электрическим током при нарушении высоковольтной изоляции фазы сети с изолированной нейтралью.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с изолированной нейтралью содержит датчик напряжения нулевой последовательности (фильтр напряжения нулевой последовательности, ФННП) 1, входы которого подключены к фазным проводам, датчики тока

2-4 в каждом фазном проводе через формирователи сигналов, выпрямители 5 — 7 и диф„, Я „, 1656629 А2 изоляции фазы сети с изолированной нейтралью путем ее шунтирования на землю, Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. 3 момент появления замыкания на землю появляется напряжение смещения нейтрали, что вызывает появление сигнала на выходе выпрямителя 29 и появление напряжения на выходе дифференцирующего звена 30. При превышении этим напряжением уставки срабатывания порогового элемента 31 на его выходе будет присутствовать сигнал логической единицы. При этом только на элементе И поврежденной фазы соберутся все логические единицы. В случае подключения или отключения нагрузки устройство защиты не будет ложно работать, поскольку разрешающий сигнал с порогового элемента 31 не поступает. 1 ил. ференцирующие звенья 8-10, подключенные к операционным усилителям 11-16, объединенным попарно по прямым входам, при этом инверсный вход каждого из усилителей подключен к выходу дифференцирующего звена одной из смежных фаз, а выходы каждой пары усилителей 11-16 подключены ко входам соответствующих элементов временной задержки (одновибрэторов) 17-25 и логических элементов И 26-28, третьи входы которых подключены к выходам соответствующих элементов задержки, а четвертые входы через последовательно соединенные формирователь сигнала. выпрямитель 29, дифференцирующее звено 30 и пороговый элемент 31 — к выходу датчика приращения напряжения нулевой последовательности 1, при этом выходы логических элементов И

1656629 подключены ко входам соответствующих элементов коммутации 32-34. Датчики 2 — 4 представляют собой трансформаторы тока, первичные обмотки которых подключены к фазам сети, а вторичные обмотки — к выпрямителям 5-7, собранным по двухполупериодной мостовой схеме со сглаживающим конденсатором. Величина емкости сглаживающих конденсаторов должна быть выбрана иэ условия 95 сглаживания выпрямленного сигнала. Величина емкости конденсаторов дифференцирующих звеньев 8-10 должна быть в 3 — 4 раза меньше емкости сглаживающих конденсаторов.

Элемент задержки каждого фазного канала выполнен в виде двух одновибраторов (17,22), подключенных к логическому элементу 2И (23, 25), Устройство работает следующим образом. В момент однофазного замыкания на землю (033) например, фазы А увеличиваются амплитуды фазных токов линии, причем

A IA > A IB, Л 1д > Л Ic (1)

Датчики 2 — 4 реагируют на это увеличением напряжений выходных сигналов в соотношении Ь0г > Л0з, Л Uz> Л U4 (2).

Напряжение сигналов на выходах выпрямителей 5-7 также увеличиваются, причем

605 > Л06, Л05> Л 01. (3)

Увеличение напряжений входных сигналов выпрямителей 5 — 7 вызывает появление сигналов на выходах дифференцирующих звеньев 8 — 10, причем напряжения этих сигналов находятся в соотношении

Ua > Us, Ua> U o, (4)

Сигналы, сформированные звеньями 810, поступают на соответствующие входы операционных усилителей 11-16, которые осуществляют их сравнение.

Операционный усилитель (ОУ) в этой схеме работает следующим образом при U+>U- на выходе OY будет "1", при U- >U+ на выходе ОУ будет "0", где U+ — напряжение на прямом входе ОУ.

U- — напряжение на инверсном входе OY. В момент 033 согласно (1)-(4) сигналы "1" появляются на выходах ОУ 11 и 12, на выходах

ОУ 13 и 15 будут "0", на выходу ОУ 14 — либо

"1", либо "0", на выходе ОУ 16 либо "0", либо 1" в зависимости от соотношения величин напряжений Ug и Ою. С выходов OY 11 и 12 сигналы "1" поступают на второй и третий входы элемента И 26 и на входы одновибраторов (ОВ) 17 и 18, которые имеют устойчивое состояние на выходе "0" и временно неустойчивое "1", После задержки т на выходах ОВ 17 и 18 появляются единичные сигналы с длительностью тг . Задержка появления т и ограничение длительности гг выходного сигнала ОВ необходимы для обеспечения помехоустойчивости. С выходов ОВ 17 и 18 единичные сигналы поступа5 ют на первый и второй входы элемента 23 и с его выхода — на первый вход элемента И

26. Так как произошло однофазное замыкание на землю, то в симметричной сети появляется, а в несимметричной сети возрастает

10 напряжение смещения нейтрали (напряжение нулевой последовательности), Это вызывает увеличение входного напряжения

ФННП, что в свою очередь приводит к увеличению напряжения на выходе выпрямите15 ля 29. Увеличение выходного напряжения выпрямителя 29 вызывает появление напряжения на выходе дифференцирующего звена 30, что приводит к срабатыванию порогового элемента 31 и появлению на его

20 входе сигнала "1", При этом в момент тозз+ ri на всех чет ырех входах соответствующего фазе А элемента И 26 собираются логические единицы. На вторых входах элементов И 27 и 28 в это время будут "0". С

25 выхода элемента 26 сигнал поступает на вход элемента коммутации 32, который срабатывает и закорачивает поврежденную фазу А на контур заземления подстанции, Таким образом, при замыкании на землю фазы А устройство надежно срабатывает, в случае же постоянной естественной несимметрии напряжений (токов) устройство не срабатывает, так как в этом случае не выполняются условия (1) — (4). При подключении

35 или отключении нагрузки, а также устройств компенсации устройство не будет давать ложных срабатываний, так как при этом напряжение нулевой последовательности остается неизменным и разрешающий сигнал

40 с датчика 1 не поступает на логические элементы И.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает более высокой надежностью, так как срабатывает исключи45 тельно в случае возникновения однофазного замыкания на землю.

Формула изобретения

Устройство для защиты человека от поражения электрическим током в сети с изолированной нейтралью по авт.св. N.

1399850, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно снабжено соединенными последовательно датчиком напряжения нулевой последовательности, выпрямителем, дифференцирующим звеном и пороговым элементом, выход которого соединен с дополнительно введенными четвертыми входами логических элементов И, 1656629

Составитель Л, Васькова

Редактор В, Фельдман Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 2311 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101