Пристрій занулення електроустановок у мережах із заземленою нейтраллю

Изобретение относится к области защитных устройств в электрических сетях с заземленной нейтралью, преимущественно трехфазных трехпроводных. Известно устройство зануления электроустановок в сетях с заземленной нейтралью, состоящее из металлического проводника соединяющего нетоковедущие части электроустановки, находящиеся под напряжением с нулевым проводником, предусмотренным в сети с заземленной нейтралью [1]. Принцип действия заключается в отводе части электрического тока, в нештатном режиме (в случае пробоя на нетоковедущие части электроустановки, находящейся под напряжением) удаляющегося с указанных нетоковедущи х частей электроустановки на нулевой провод. При этом для обеспечения безопасных для жизни человека значений силы тока и напряжения на нетоковедущи х частях сопротивление заземляющего устройства должно быть как можно меньшим (согласно действующим нормам не более 4 - 10Ом). Недостатком известного устройства-прототипа является то обстоятельство, то при наличии сетей большой протяженности или сетей с большим количеством потребителей в случае возникновения пробоя на нетоковедущие части электроустановки (короткого замыкания на известное зануляющее устройство) величина силы тока в цепи "генератор - линия - электроустановка - нулевой провод - генератор" не достигает величины, необходимой для срабатывания аппаратов защиты. Протяженные линии обладают значительными емкостью и индуктивностью, что препятствует резкому возрастанию тока короткого замыкания, необходимого для срабатывания электромагнитных аппаратов защиты. Кроме того, уменьшение собственного сопротивления зануляющего устройства, а именно входящего в его состав металлического проводника (необходимое условие для повышения электробезопасности) требует увеличения сечения, что нецелесообразно экономически. В основу изобретения поставлена задача создания устройства, позволяющего обеспечить в сети возрастание до величины тока срабатывания аппаратов защиты за время сравнимое с периодом изменения напряжения в сети, а также обеспечить возможность уменьшения сечения металлического проводника при том же допустимом сопротивлении зануляющего устройства (уменьшение расхода материала) и возможность оптической сигнализации срабатывания устройства зануления. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве зануления электроустановок в сетях с заземленной нейтралью согласно изобретению, к металлическому проводнику один конец которого соединен с нетоковедущими частями электроустановки, а второй контакт соединен с нулевым проводом сети, параллельно металлическому проводнику подключен разрядник. Наличие дополнительно имеющегося газонаполненного разрядника и его соответствующее подключение обеспечивает в сети возрастание величины силы тока Iк.з. до величины силы тока срабатывания аппаратов защиты за время сравнимое с периодом изменения напряжения в сети за счет гиперболической зависимости вольт-амперной характеристики газонаполненного разрядника. Также обеспечивается падение электрического сопротивления цепи электроустановка - нулевой провод, в которую включен разрядник, до малой величины за счет происходящего в разряднике дугового разряда. Также обеспечивается возможность световой индикации срабатывания зануляющего устройства. Предлагаемое устройство, иллюстрируемое чертежом (фиг.) (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 нулевому проводу 4. Устройство работает следующим образом. В шта тном режиме работы (при отсутствии пробоя на нетоковедущие части электроустановки 2, находящейся под напряжением), на контактах газонаполненного разрядника 3 отсутствует разность потенциалов и цепь устройства зануления является разомкнутой из-за крайне большого сопротивления разрядника 3. Так называемое напряжение пробоя разрядника 3 подо* брано таким образом, что оно соответствует опасным для человека напряжению и силе тока на нетоковедущи х частях электроустановки 2. 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 начинается движение заряженных частиц (электронов). Под воздействием этой разности потенциалов электронывнутри разрядника 3 разгоняются в направлении анода разрядника 3. При попадании в свободные молекулы газа-заполнителя колбы разрядника 3 электроны ионизируют молекулы, высвобождая дополнительные электроны и образуя положительно заряженные частицы - ионы, устремляющиеся в направлении катода. Попадая в катод, ионы имеющие сравнительно большую массу по сравнению с электронами, выбивают с его поверхности электроны, которые устремляясь к аноду, увеличивают количество ионов и т.д. Таким образом возникает лавинообразный процесс, характеризующийся резким падением сопротивления разрядника 3 до бесконечно малой величины, т.е. дуговой разряд. Разрядник 3 характеризуется гиперболическим графиком вольт-амперной характеристики. При такой зависимости имеет место возрастание силы тока, проходящего через разрядник 3 при уменьшении напряжения на его контактах. Уменьшение напряжения на контактах разрядника 3 обусловлено гармоническим законом напряжения источника тока и усугубляется спадающей характеристикой тока при возникновении тока в цепи зануляющего устройства. Таким образом, электрический ток отводится с нетоковедущи х частей электроустановки 2, в нештатном режиме оказавшихся под напряжением, более эффективно через цепь зануляющего устройства "металлический проводник 1 - разрядник 2 нулевой провод 4", в результате чего величина силы тока на указанных нетоковедущих частях электроустановки в нештатном режиме снижается до безопасных для человека значений. При этом имеет место обязательное срабатывание аппаратов защиты за счет первоначального возрастания силы тока до величины силы тока срабатывания аппаратов защиты, а также свечение разрядника 3. что обеспечивает возможность световой индикации срабатывания устройства зануления, т.е. сигнализации в нештатном режиме работы электроустановки и сети, опасности для человека.