Заземляющее устройство в электрических сетях с изолированной нейтралью

 

Изобретение относится к области защитных устройств в электрических сетях. Сущность изобретения: имеет металлический проводник, подключенный к нетоковедущим частям электроустановки, и которому подключен один из контактов газонаполненного разрядника, второй контакт которого подключен к заземлителям, что позволяет обеспечить в сети возрастание величины силы тока до величины срабатывания аппаратов защиты. 1 ил.

Изобретение относится к защитным устройствам в электрических сетях с изолированной нейтралью, преимущественно трехфазных трехпроводных.

Известно заземляющее устройство, состоящее из металлического проводника, соединяющего нетоковедущие части электроустановки и заземлители (Пчелинцев В. А. Коптев Д. В. Орлов Г.Г. Охрана труда в строительстве: Учебник для строит. вузов и факульт. М. Высшая школа, 1991-с. 187-188). Принцип действия заключается в отводе части электрического тока, в нештатном режиме (в случае пробоя на нетоковедущие части электроустановки, находящейся под напряжением) удаляющегося с указанных нетоковедущих частей электроустановки на землю. При этом для обеспечения безопасных для жизни Человека значений силы тока и напряжения на нетоковедущих частях сопротивление заземляющего устройства должно быть как можно меньшим (не более 4 10 Ом согласно действующим нормам).

Недостатком известного устройства-прототипа является то обстоятельство, что при наличии сетей большой протяженности или сетей с большим количеством потребителей в случае возникновения пробоя на нетоковедущие части электроустановки (короткого замыкания на известное заземляющее устройство) величина силы тока в цепи "генератор линия электроустановка земля - генератор" не достигает величины, необходимой для срабатывания аппаратов защиты. Кроме того, уменьшение собственного сопротивления заземляющего устройства, а именно входящего в его состав металлического проводника (необходимое условие для повышения электробезопасности) требует увеличения сечения, что нецелесообразно экономически.

Задача изобретения: обеспечить в сети возрастание величины силы тока до величины силы тока срабатывания аппаратов защиты за время этого возрастания величины силы тока меньшее или сравнимое с периодом изменения напряжения в сети; обеспечить возможность уменьшения сечения металлического проводника при том же самом допустимом сопротивлении заземляющего устройства (уменьшение расхода материала).

Поставленная задача достигается тем, что в заземляющем устройстве в сетях с изолированной нейтралью согласно изобретению к металлическому проводнику, подключенному к нетоковедущим частям электроустановки, подключен один из контактов дополнительно имеющегося газонаполненного разрядника, второй контакт которого подключен к заземлителям.

Наличие дополнительно имеющегося газонаполненного разрядника и его соответствующее подключение обеспечивает в сети возрастание величины силы тока до величины силы тока срабатывания аппаратов защиты за время этого возрастания меньшее или сравнимое с периодом изменения напряжения в сети за счет гиперболической зависимости вольт-амперной характеристики газонаполненного разрядника. Также обеспечивается падение электрического сопротивления разрядника до бесконечно малой величины за счет происходящего в нем дугового разряда и возможность световой индикации срабатывания заземляющего устройства.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Устройство, иллюстрируемое чертежом (электрической схемой), состоит из металлического проводника 1, подключенного к нетоковедущим частям электроустановки 2, к которому подключен один из контактов газонаполненного разрядника 3, второй контакт которого подключен к заземлителям 4.

Устройство в динамике: в штатном режиме работы (при отсутствии пробоя на нетоковедущие части электроустановки 2, находящейся под напряжением), на контактах газонаполненного разрядника 3 отсутствует разность потенциалов и цепь (электроустановка 2 металлический проводник 1 разрядник 3 - заземлители 4) является разомкнутой из-за крайне большого сопротивления разрядника 3. Напряжение пробоя разрядника 3 подобрано таким образом, что оно соответствует опасным для Человека напряжению и силе тока на нетоковедущей части электроустановки 2. Т. е. при превышении безопасной для человека величины разности потенциалов между нетоковедущими частями электроустановки 2 и заземлителями 4, срабатывает газонаполненный разрядник 3.

В нештатном режиме (пробой на нетоковедущие части электроустановки 2) на контактах разрядника 3 возникает разность потенциалов; причем когда она становится равной или превышающей напряжение пробоя разрядника 3, между его электродами возникает тлеющий разряд, который переходит в дуговой. Для дугового разряда характерна гиперболическая вольт-амперная характеристика. При такой зависимости имеет место возрастание силы тока, проходящего через разрядник 3, при уменьшении напряжения на его контактах. Напряжение в трехфазных сетях подчиняется синусоидальному закону, т.е. часть периода напряжение спадает, этого достаточно для возрастания тока через разрядник 3. Таким образом электрический ток отводится с нетоковедущих частей электроустановки 2, в нештатном режиме оказавшихся под напряжением, через цепь заземляющего устройства (металлический проводник 1 разрядник 2 заземлители 4), в результате чего величина силы тока на указанных токоведущих частях электроустановки 2 в нештатном режиме снижается до безопасных для человека значений. При этом резкое возрастание тока приведет к срабатыванию аппаратов защиты.

Формула изобретения

Заземляющее устройство в электрических сетях с изолированной нейтралью, состоящее из металлического проводника, соединяющего нетоковедущие части электроустановки и заземлители, отличающееся тем, что к указанному металлическому проводнику, подключенному к нетоковедущим частям электроустановки, подключен один из контактов дополнительно имеющегося газонаправленного разрядника, второй контакт которого подключен к заземлителям.

РИСУНКИ

Рисунок 1