SU881933A1 - Three-phase ac network with grounded neutral wire for power supply of symmetrical loads - Google Patents

Description

(54) ТРЕХФАЗНАЯ СЕТЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ ДЛЯ ПИТАНИЯ СИММЕТРИЧНЫХ НАГРУЗОК(54) THREE-PHASE AC NETWORK WITH GROUNDED NEUTRAL FOR SUPPLY SYMMETRIC LOADS

1one

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  повышени  безопасности электрических непрот женных сетей переменного тока напр жением до 1ООО В, имеющих зазем/кнную нейтраль и осуществл ющих питаниеThe invention relates to electrical engineering and can be used to increase the safety of electrical non-stressed AC mains with voltage up to 1OOO V, having a ground / key neutral and supplying power.

трехфазных симметричных нагрузок (потребителей ), в электроустановках всех отраслей народного хоз йства.three-phase symmetric loads (consumers), in electrical installations of all branches of the national economy.

Известны сети переменного тока, выполненные с изолированной компенсированной и глухозаземленной нейтралью 111.Known alternating current network, made with isolated compensated and deafened neutral 111.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл ютс  сети переменного тока с заземленной нейтралью, содержащие трехфазный источник переменного тока (трансформатор или. генератор), нейтраль которого присоединена к заземл ющему устройству. Электрооборудование питающеес  от таких сетей, выполн етс  с занулением, В системах с зану/юнием при однофазных коротких замыкани х на землю или корпус возникают услови  ал  срабатывани  максимальной защиты 23 .Closest to the proposed technical entity are AC mains with a grounded neutral, containing a three-phase AC source (transformer or generator), the neutral of which is connected to the grounding device. Electrical equipment powered by such networks is performed with a zeroing. In systems with a zan / jun during single-phase short circuits on the ground or a housing, conditions of maximum protection 23 are triggered.

Однако в таких сет х изол5ши  не  вл етс  защитной мерой при однофазном касании человека к сети. Поражающий ток через человека в этом случае не зависит ни от сопротивлени  изолгщии, ни от емкости сети относительно земли, а определ етс  только фазным напр жением сети Ucjj, сопротивлением самого человека ftHowever, in such networks, isolates are not a protective measure when a single-phase person touches the network. In this case, the striking current through a person does not depend on the resistance of the insulation, nor on the network capacity relative to the earth, but is determined only by the phase voltage of the network Ucjj, the resistance of the person himself

и сопротивлением.{гулевого провода иand resistance. {hulevy wire and

о- ,, Цфo- ,, ff

10ten

Jr.Jr

R/J- + ROR / J- + RO

В этом выражении сопротивлением заземлени  нейтрали можно пренебречь, так как оно не превышает 1О Ом, а сопротивление человека Rj 100О Ом, т.е. прак15 тически ток через человека определ етс  фазным напр жением и сопротивлением самого человека.In this expression, the neutral grounding resistance can be neglected, since it does not exceed 1O ohms, and the human resistance Rj is 100O ohms, i.e. In practice, the current through a person is determined by the phase voltage and the resistance of the person himself.

Claims (2)

Если провод между нейтральной точкой источника питани  и заземл ющим устрой20 ством отсутствует, что имеет место в изолированных сет х, или обладает большик сопротивлением, то при симметричной нагрузке ток через человека, прикоснувшегос  к ОШ-1ОЙ фазе, определ етс  следующим выражением -i 3Um Ju- 3fi,.Z I ros 2 - полное сопротивление изол5щии. Из этого выражени  ви0ло, что ток, прохоо ший через человека, тем меньше, чем больше сопрот11вление изол ции между фазным проводом и землей, т.е. изоЛ5щи  сети в данном оказывает защитное воздействие. Таким образом, дл  симметричных тре фазных непрот женных сетей переменного тока с точки зрени  техники безопасности важно выполнение слеаугош.их условий: обеспечение малого сопротивлени  нуле вого провода, соещш юшего нейтральную точку трансформатора с контуром зазем лени  при орнофазных коротких замыка-rourx на землю, что позвол ет получить услови  дл  откгаочени  электроустановки мак;сима.льной запштой при однофазных коротких замыкани х на обеспечение большого сопротивлени  нулевого провода в нормальном режиме работы электроустанова- и, когда также возмолсен контакт человека с гоковецущими част ми. Цепью изобретени   вл етс  повышение безопасности обслуживани  трехфазной симметричной сети переменного тока сзаземленной нейтралью путем автомати ческрго повышени  сопротивлени  нулевбг пророца в нормальном режиме работы сети Дл  достижени  поставленной цели тре фазна  сеть переменного тока с зазем ленной нейтралью дл  питани  симметричных нагрузок, содержаща  источник переменного тока и нулевой провод, соеш-ш ющий нулевую точку источника с контуром заземлени , дополнительно снабжена элементом с нелинейным сопротивлением обеспечивающим нелинейность при протекании тока любой пол рности, включенны между нейтралью истошкка и контуром заземлени . При этом элемент с нелинейным сопротивлением выполнен в виде двух встре но-параллельно включенных диодов. На фиг. 1 изображенасхема трех4йз ной сети переменного тока; на фиг. 2 вольтамперна  характеристика диодов. Схема состоит из трехфазного источн ка переменного тока (трансформатора ил генератора) 1, нулевого провода 2, соедин ющего нейтральную точку источника переменного тока через два встре шо-па раллельно включенных диода 3 с заземл ющим контуром 4, трехфазных симмет ричных потребителей электрической энергии (нагрузок) S и 6 и аппаратов 7 максимальной защиты сети. При нормальной работе электроустановки вследствие симметричности нагрузки ток в нулевом проводе отсутствует или очень мал. Случайное прикосновение человека к любой фазе также вызывает прэтекание в нулевом проводе очень небольшого тока, вследствие чего, как это следует из рассмотрени  вольтамперной характеристики диодов, их сопротивление даже в провод щем направлении очень велико. При этом, как это следует из услови . (2), человек, случайно коснувшийс  токоведущцх частей, находитс  под защитой изол ции сети Z. При замыкании фазы на землю и воз- никновен1ш режима однофазного короткого замыкани , когда ток в ну/ювом проводе резко возрастает и, как следует из рассмотрени  вольтамперных характеристик диодов, их сопротивление резко падает , вследствие чего сопротивление петли фаза-нуль резко уменьшаетс , что приводит к увеличеншо тока и срабатыванию аппаратов максимальной защиты сети 7. Применение предлагаемого устройства позвол ет увехшчить сопротивление нени нулевого провода в нормальном режиме и сбеспечитгэ срабатывание максимальной защиты при коротком замьжании на землю. Формула изобретени  1..Трехфазна  сеть переменного тока G- заземленной нейтралью дл  питани  симметричных нагрузок, содержаща  источник переменного тока и пулевой провод, соедин ющий нулевую то-шу источника с контуром заземлени , о т л и ч а ю щ &   с   тем, что, с целью повышени  безопасности обслуживани  сети, она снабжена элементом .с нелинейным сопротивлением, обеспечивающим нелинейность при протекании тока любой пол рности, включенным между нейтрахью источника и контуром заземлени . 2,Сеть по п, 1, отличающа с  тем, что элемент с нелинейным сонротивлением выпо1шен в виде двух встреч но-параллельно включенных диодов. Источнш ;и информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Вильгейм Р., Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах. Л., ГЭИ, 1959, с. 7-112, If there is no wire between the neutral point of the power source and the grounding device, which takes place in insulated networks, or has a large resistance, with a symmetrical load, the current through the person touching the OSH-1O phase is defined by the following expression -i 3Um Ju - 3fi, .ZI ros 2 - insulation impedance. From this expression it became apparent that the current passing through the person is smaller, the greater the resistance of the insulation between the phase wire and the ground, i.e. of the network in this has a protective effect. Thus, for symmetric, three-phase, non-impermeable AC networks, from a safety point of view, it is important that the following conditions be met: ensuring a low resistance of the neutral wire, which is the neutral point of the transformer with a ground loop with ground short circuits-to-ground, that allows to obtain conditions for unwinding the electrical installation of the Mac; with a simultaneous single-phase short circuit to ensure a large resistance of the neutral wire in the normal mode of operation innovator and when also vozmolsen human contact with gokovetsuschimi portions. The circuit of the invention is to increase the safety of servicing a three-phase symmetric AC grid with a grounded neutral by automatically increasing the resistance of the zero prophet in normal network operation. To achieve this goal, a three-phase AC grid with grounded neutral for supplying symmetrical loads containing an AC source and zero the wire connecting the zero point of the source to the ground loop is additionally equipped with an element with nonlinear resistance about Providing non-linearity in the flow of current of any polarity, are connected between the neutral of the source and the ground loop. In this case, the element with nonlinear resistance is made in the form of two mutually parallel-connected diodes. FIG. 1 shows a schematic diagram of a three-four AC power supply network; in fig. 2 volt-ampere characteristic of diodes. The circuit consists of a three-phase AC source (transformer or generator generator) 1, a neutral wire 2, which connects the neutral point of the AC source through two parallel-connected diode 3 with grounding circuit 4, three-phase symmetrical electric power consumers (loads ) S and 6 and devices 7 maximum network protection. During normal operation of the electrical installation, due to the symmetry of the load, the current in the neutral wire is absent or very small. The accidental contact of a person with any phase also causes a very small current to flow in the neutral conductor, as a result of which it follows from the examination of the current-voltage characteristics of the diodes, their resistance even in the conducting direction is very high. In this case, as it follows from the conditions. (2), a person who accidentally touches current-carrying parts is protected by the isolation of the Z network. When the phase is shorted to ground and a single-phase short circuit occurs, when the current in the well / South wire increases sharply and, as follows from a review of the current-voltage characteristics diodes, their resistance drops sharply, as a result of which the loop resistance of the phase-zero decreases sharply, which leads to an increase in the current and operation of the devices of the maximum protection of the network 7. The use of the proposed device allows to increase the resistance There is no neutral wire in normal mode and will ensure that the maximum protection is triggered during a short clamp to ground. Claims 1. Three-phase AC power network G- grounded neutral for supplying symmetrical loads, comprising an AC source and a bullet wire connecting the zero point of the source to the ground loop, which is so that, in order to increase the security of the network service, it is equipped with a non-linear resistance element providing non-linearity in the flow of current of any polarity connected between the source neutral and the ground loop. 2, Network according to claim 1, characterized in that the element with nonlinear resistance is produced in the form of two opposite-parallel-connected diodes. Source; and information taken into account in the examination 1.Vilheim R., Waters M. Grounding neutral in high-voltage systems. L., SEI, 1959, p. 7-112, 2.Королькова В. И. Электробезопасность на промышленных предпри ти х. М,, Машиностроение, 1971, с. 5-12,2.Korolkova V.I. Electrical safety at industrial enterprises. M ,, Mechanical Engineering, 1971, p. 5-12, J .lJ .l