SU989654A1 - Device for electric current injury in three-phase network with insulated neutral - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам дл  Эсцциты человека от поражени  электрическим током и контрол  изол ции трехфазных электрических сетей с изолированной нейтралью.This invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for human escort cells from electrical shock and control of the insulation of three-phase electrical networks with insulated neutral.

Известно устройство защиты от поражени  электрическим током в трехфазной электрической сети переменного тока с изолированной нейтралью, содержащее блоки определени  и шунтировани  поврежденной фазы и реле утечки , воздействующее на фидерный автоматический включатель.A device for protection against electric shock in a three-phase AC mains with an insulated neutral is known, which contains blocks for detecting and shunting a damaged phase and a leakage relay acting on the feeder automatic switch.

Недостатком этот устройства  вл етс  низка  чувствительность по сопротивлению срабатывани  блока определени  поврежденной фазы (4 ком на фаэу) а также отключение сети в случа х самоустран к двйс  утечки.The disadvantage of this device is the low sensitivity of the response of the damaged phase detection unit (4 clocks per phase) as well as the disconnection of the network in cases of self-resetting to the leakage.

Наиболее близким к предложенному .по технической сущности  вл етс  уст ройство дл  заадиты от поражени  электрическим током, содержащее блоки определени  поврежденной фазы и .короткозакклкателей, замыкающие контакты которых соединены с землей через разделительный конденсатор, реле утечки с источником посто нного оперативного тока и реле времени 2.The closest to the proposed technical entity is a device for directing it against electric shock, containing blocks for determining the damaged phase and short circuit breakers, the closing contacts of which are connected to ground through a coupling capacitor, a leakage relay with a constant operational current source and a time relay 2 .

Известное устройство при сопротивлени х замыкани  на землю (тело человека ) больших сопротивлени х срабатывани  блока определени  поврежденной фазы (в частности, 12 кОм на фазу) не работает. В сет х напр жением 1140 В така  чувствительность The known device with the resistance of the earth fault (the human body) high resistance of the response of the block for determining the damaged phase (in particular, 12 kΩ per phase) does not work. In networks with a voltage of 1140 V, such sensitivity

10 устройства  вно недостаточна. Кроме того, известное устройство характеризуетс  низкой функциональной надежностью , так как отказ в работе блока определени  поврежденной фазы ве15 дет к отказу всего устройства, что недопустимо в шахтахх10 device is clearly insufficient. In addition, the known device is characterized by low functional reliability, since the failure of the block in determining the damaged phase will lead to the failure of the entire device, which is unacceptable in mines

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и функциональной надежности устройства.The aim of the invention is to increase the sensitivity and functional reliability of the device.

2020

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  защиты от поражени  электрическим током в трехфазных сет х с изолированной нейтралью , содержащем подключенные к фа25 зам сети блок короткозамикателей и блок определени  поврежденной фазы , выходы которого соединены с управл ющими входами блока коротко замыкателей , св занного с землей This goal is achieved by the fact that in a device for protection against electric shock in three-phase networks with an insulated neutral, containing a short-circuit block and a damaged phase detection unit connected to the fac 25 of the network, the outputs of which are connected to the control inputs of the short-circuits connected by land

30 через разделительный конденсатор. подключенное к фазам сети реле утечки с источником посто нного оперативного тока, реле времени, своими выходами воздействующие на отключающую катушку автоматического выключател , питающий трансформатор подключенный к цеп м питани  блока определени  поврежденной фазы, реле утечки и реле времени, первый замыкающий контакт реле утечки включен в цепь питани  блока определени  поврежденной фазы, а второй - в цеп питани  реле времени, причем первый контакт зашунтирован первым разгиыка ющим контактом реле времени с минимальной задержкой, а второй - первы трем  замыкающими блок-контактами короткозамыкателей, при этом в цепь отключак цей катушки автоматичес} ого выключател  последовательно включены размыкающий контакт реле времени с максимальной задержкой и второй р мыкающий контакт реле времени- с минимальной задержкой, где последний зашунтирован вторыми трем  замыкающими блок-контактами короткозамыкателей и размыкающим контактом релеутечки . На чертеже показана функциональна  схема предлол енного устройства. Устройство содержит блок 1 опред лени  повреждений фазы, блок коротк загиыкателей 2, разделительный конде сатор 3, реле утечки 4, реле времени 5, отключающую катушку 6 автоматического выключател  7, питающий трансформатор 8 дл  питани  устройс ва, размыкающий контакт 9 реле времени с минимальной задержкой (до-0,2 разрлыкающий контакт 10 реле -времени с максимальной задержкой, размыкающий контакт 11 реле утечки, блокконтакты 12 - 14 и 15 - 17 короткозш/икателей (по два. от каждой фазы) замыка1Э1Цие контакты 18 и 19 реле утечки, размыкающий коАтакт 20 реле времени с минимальной задержкой (до 0,2 с). Устройство работает следующим образом. При прикосновении человека к одн из фаз срабатывает реле утечки 4, содержащее источник оперативного посто нного тока, которое размыкает контакт 11, замыкает контакт 19 в цепи питани  блока 1 определени  поврежденной фазы (контакт 20 предварительно замкнут) и контакт 1В в цепи питани  реле времени 5. При этом блок 1 подает сигнал на срабатывание замыкател  блока 2 на поврежденной фазе, котора  закорачиваетс  на землю через разделительный конденсатор 3. Одновременно с этим срабатывает реле времени 5, ра мыкающее свой контакт 20 с минималь ной задержкой в цепи питани  блока 1 и аналогичный контакт 9 в цепи отключающей катушки 6 автоматического выключател  7. При срабатывании заьыкател  напр жение на поврежденной фазе относительно земли снии;аетс  до допустимой (по услови м безопасности ) величины на врем , достаточное дл  того, чтобы пострадавший сумел освободитьс  от напр жени . При срабатывании замыкател  одновременно замыкаетс  один из блок-контактов 12 - 14 в цепи отключающей катушки б, удержива .ее во включенном состо нии. Врем , необходимое дл  освобождени  человека от напр жени , задаетс  реле времени 5 с помощью размыкающего контакта 10 .с максимальной задержкой (например, 10-20 с). Если в течение этого времени утечка на землю не устранилась, контакт 10 раз1-1ыкаетс  и выключатель 7 отключаетс  . Если утечка самоликвидировалась до размыкани  контакта 10, реле утечки 4 возвращаетс  в исходное состо ние, замыка  свой контакт 11 и размыка  контакты 18 и 19, в.результате чего блок определени  поврежденной фазы 1, а затем и реле времени 5, также возвращаетс  в исходное состо ние. Благодар  з амыканию контакта 11 автоматический выключатель остаетс  во включенном положении , так как он замыкаетс  раньше, чем разомкнутс  контакты. Благодар  использованию разделительного конденсатора 3 и ;реле утечки 4 с посто нным оперативным током устройство отличает искусственное закорачивание фазы на землю-от однофазного повреждени  или прикосновени  человека к одной из фаз сети. Особенностью предлагаемого устройства  вл етс  возможность использовани , как правило, болеевысокого сопротивлени  срабатывани  реле утечки при сопротивлени х утечки, лежащих выше сопротивлени  срабатывани  существующих блоков определени  поврежденной фазы, что значительно повышает чувствительность всего устройства . Так, например, в сети напр жением 1140 В (если сопротивление срабатывани  блока реле утечки и блока определени  поврежденной фазы равны соответственно 45 и 12 кОм/фаза) при утечках до 12 кОм/фаза работают одновременно оба блока; при этом реле утечки выполн ет резервную функцию , что повьцпает надежность устройства . При сопротивлени х утечки свыше 12 кОм/фаза работает только блок реле утечки; в данном диапазоне сопротивлений токи утечки  вл ютс  допусти1у1ыми по услови м электробез опасности. Это достигаетс  тем, что выходы 19 и 18 реле утечки включены соответственно в цепи питани  блока30 through an isolating capacitor. connected to the phases of the network of a leakage relay with a constant operational current source, a time relay, affecting the opening coil of the circuit breaker with its outputs, a supply transformer connected to the power supply of the damaged phase detection unit, a leakage relay and a time relay, the first closing contact of the leakage relay is included in the power supply circuit of the damaged phase detection unit, and the second one - to the power circuit of the time relay, the first contact being shunted by the first breakout contact of the time relay with a minimum delay, and the second — the first three closing contacts of short-circuiting switches; in this case, the disconnecting contact of the time relay with maximum delay and the second closing contact of the time relay with minimum delay, where the latter is bridged by the second three closing contacts, are connected in series to the circuit of the coil of the automatic switch; short-circuit contacts and relay contact disconnecting contact. The drawing shows a functional diagram of a predlozhenny device. The device contains a block 1 for detecting phase faults, a block of short flashers 2, a separator capacitor 3, a leakage relay 4, a time relay 5, a disconnecting coil 6 of a circuit breaker 7, a supply transformer 8 for powering the device, a disconnecting contact 9 of a time relay with a minimum delay (up to 0.2 breakout contact 10 of the time-relay with maximum delay, disconnecting contact 11 of the leakage relay, block contacts 12-14 and 15-17 of the short circuit / two (two. from each phase) short-circuit1E1CI contacts 18 and 19 of the leakage relay disconnecting koAkt 20 relay vr with a minimum delay (up to 0.2 s). The device works as follows: When a person touches one of the phases, a leakage relay 4 is triggered, which contains a source of operational direct current, which opens contact 11, closes contact 19 in the power supply circuit of the detection unit 1 the damaged phase (contact 20 is pre-closed) and contact 1B in the power circuit of time relay 5. At the same time, unit 1 sends a signal to the operation of the circuit-breaker of unit 2 on the damaged phase, which is short-circuited to earth through a separation capacitor 3. Simultaneously with This triggers the time relay 5, which opens its contact 20 with a minimum delay in the power supply circuit of unit 1 and a similar contact 9 in the circuit of the disconnecting coil 6 of the automatic switch 7. When the switch triggers, the voltage on the damaged phase relative to the ground of the ground; safety conditions) values for a time sufficient for the victim to be able to free himself from the voltage. When the closure is triggered, one of the block contacts 12-14 in the circuit of the tripping coil b is simultaneously closed, keeping it in the on state. The time required to release a person from the voltage is set by time relay 5 by means of the opening contact 10. With a maximum delay (for example, 10-20 s). If during this time the leakage to the ground has not been eliminated, the contact 10 times1-1 is located and the switch 7 is turned off. If the leakage self-destructs before the opening of contact 10, the leakage relay 4 returns to its original state, closes its contact 11 and opens the contacts 18 and 19, resulting in the block for determining the damaged phase 1, and then the time relay 5, also returning to its original state the Due to contact 11, the circuit breaker remains in the on position, as it is closed before the contacts are open. Due to the use of an isolating capacitor 3 and; a leakage relay 4 with a constant operating current, the device is distinguished by artificially shorting the phase on the ground — from single-phase damage or contact of a person with one of the phases of the network. A feature of the proposed device is the ability to use, as a rule, more than the high resistance of the leakage relay when the leakage resistances lie above the response of the existing blocks for determining the damaged phase, which significantly increases the sensitivity of the entire device. For example, in a network with a voltage of 1140 V (if the response of the leakage relay and the faulty phase detection unit are 45 and 12 kΩ / phase, respectively), both blocks operate simultaneously with leaks of up to 12 kΩ / phase; however, the leakage relay performs a backup function, which increases the reliability of the device. With leakage resistances above 12 kΩ / phase, only the leakage relay unit is working; In this resistance range, leakage currents are permissible under the electrical hazard conditions. This is achieved by the fact that the outlets 19 and 18 of the leakage relay are respectively connected to the power supply circuit of the unit.

1определени  поврежденной фазы и еле времени 5, причем контакт 19 зшиунтирован контактом 20 реле вреени 5 с минимальной задержкой, а контакт 18 - блок-контактами 15 17 короткозамыкателей; при этом отключение катушки выключател  происходит от двух размыкающих контактов реле времени 10 и 9, последний из них с минимальной -задержкой зашунтирован размыкающим контактом 11 реле утечки 4 и замыкающими блокконтактами 12-14 короткозамыкател .1 determine the damaged phase and barely time 5, with contact 19 extended by contact 20 of a time relay 5 with a minimum delay, and contact 18 by auxiliary contacts 15 17 short circuits; at the same time, the switch coil is disconnected from two disconnecting contacts of time 10 and 9, the last of them is shunted with minimal disconnection by disconnecting contact 11 of leakage relay 4 and closing contacts 12-14 short circuits.

Такое взаимодействие элементов защитного устройства помимо увеличени  его чувствительности и функциональной надежности дает возможность устранить ложные отклонени , вызываемые кратковременными импульсами комг/1утационных процессов в сети. При по влении в сети ложных сигналов кратковременные срабатьюани  короткозамыкателей и реле утечки 4 не привод т к отключению сети, так.как минимальна  задержка времени реле 5 выбираетс  больше максимальной продолжительности ложного сигнала. Ре-т ле утечки 4, срабатыва , тут же возвращаетс  в исходное состо ние, не дава  возможности сработать реле 5 своим контактом 15. Продолжительность ложного включени  короткозаглыкател  ограничена выдержкой времени не более 0,2 .с, пока реле 5 при замыкании одного из контактов 15-17 блока короткозамыкателей 2 не разомкнет своим контактом 20 его цепь питани . При одновременном ложном срабатывании блока короткозамыкателейSuch interaction of the elements of the protective device, in addition to increasing its sensitivity and functional reliability, makes it possible to eliminate spurious deviations caused by short-term pulses of comg / 1utational processes in the network. When spurious signals appear in the network, short-term interruptions of short-circuits and leakage relays 4 do not cause the network to shut down, as the minimum time delay of relay 5 is chosen longer than the maximum duration of the spurious signal. The relay of the leakage 4, triggered, immediately returned to its original state, not allowing the relay 5 to operate with its contact 15. The duration of the false switching of the short-grommet is limited to a delay time of no more than 0.2 sec. Until the relay 5 closes one of the contacts 15-17 of the block of shorting switches 2 will not open its power circuit with its contact 20. With simultaneous false triggering of the shortcut block

2и реле утечки 4 мгновенное возвращение реле утечки 4 в исходное состо ние не дает своим контактом 112 and leakage relay 4 instantaneous return of the leakage relay 4 to its initial state does not give its contact 11

отключитьс  автоматическому выклю чателю при переключени х контактов 9, 12, 13 и 14.switch off the automatic switch when switching contacts 9, 12, 13 and 14.

В случае двух- или трехфазной утечки на .землю, отказе или несрабатывании блока короткозамыкателей 1 контакт 9 с минимальной задержкой в цепи отключающей катушки выключа-тел  не будет зашунтирован одним из блок-контактов 12-14 короткозамыкателей и контактом реле утечки 11, в результате чего выключатель 7 отключаетс  . При этом минимальна  зедержка , с которой размыкаетс  контакт 9, не должна превышать 0,1-0,2 с. Контакт 11 -реле утечки в цепиIn case of two or three phase leakage on the ground, failure or failure of the block of short-circuitors 1, pin 9 with a minimum delay in the circuit of the disconnecting switch-body coil will not be bridged by one of the block contacts 12-14 of the short-circuits and the contact of the leakage relay 11, as a result switch 7 is turned off. In this case, the minimum delay, with which the contact 9 opens, must not exceed 0.1-0.2 s. Pin 11 - circuit leakage switch

питани  отключаклцей катушки выключател  служит дл  быстрого замыкани  цепи при самоустранении утечки и размыкани  одного из контактов 12-14, что удерживает выключатель 7 во включенном состо нии. Второй контакт 20powering the disconnection of the switch coil serves to quickly close the circuit when self-eliminating leakage and opening one of the contacts 12-14, which keeps the switch 7 in the on state. Second contact 20

|реле времени 5 с минимальной задержкой служит дл  сохранени  быстродействи  блока 1 определени  поврежденной фазы, так как в исходном состо НИИ устройства (до заг лкани  контакта 19) цепь питани  блока 1 находитс  в замкнутом (готовом) состо нии.. Использование предложенного устройства позвол ет повысить надежность и чувствительность аппарата, а также значительно уменьшить простои электрооборудовани  в результате исключени  необоснованных отключений сети.Time relay 5 with a minimum delay serves to maintain the speed of block 1 for determining the damaged phase, since the initial state of the scientific research institute of the device (before contact 19), the power supply circuit of block 1 is in the closed (ready) state. Using the proposed device allows increase the reliability and sensitivity of the device, as well as significantly reduce electrical equipment downtime as a result of eliminating unreasonable network outages.

Claims (2)

1.Взрывозащищенное электрооборудрвание . Сб. научных трудов. ВНИИВЭ,1.Explosion-proof electrical equipment. Sat scientific papers. VNIIVE, Донецк, , вып. 15, с. 24--29.Donetsk, vol. 15, s. 24--29. 2.Авторское свидетельство СССР 716100, кл. Н 02 Н 5/12, 1978.2. Author's certificate of the USSR 716100, cl. H 02 H 5/12, 1978.