Пристрій для захисту від струмів витоку в електричних мережах з ізольованою нейтраллю трансформатора і силовими керованими напівпровідниковими приладами

1. Пристрій для захисту від струмів витоку в електричних мережах з ізольованою нейтраллю трансформатора і силовими керованими напівпровідниковими приладами, що містить блок контролю опору ізоляції мережі, блок компенсації ємнісних струмів витоку, блок захисного заземлення фази мережі з ушкодженою ізоляцією і захисний комутаційний апарат, силові контакти якого вклю U 2 (13) 1 3 Недоліком такого пристрою є те, що при підключенні до мережі силових керованих напівпровідникових елементів пристрій не може виконувати свої функції. Обумовлено це тим, що при виникненні витоку струму на ділянці мережі після напівпровідникових елементів визначити ушкоджену фазу принципово неможливо через наявність ланки постійного струму. Тому блок захисного заземлення фази мережі з ушкодженою ізоляцією може спрацьовувати помилково і збільшувати тим самим ступінь ваги аварії, підживлюючи місце ушкодження. Крім того, струм витоку в мережі з напівпровідниковими елементами носить несинусоїдальний характер, в результаті чого блок компенсації ємнісних струмів витоку також не може виконувати свої функції. В результаті відомі пристрої не можуть забезпечити необхідний рівень безпеки мереж, що містять силові напівпровідникові елементи. Метою запропонованої корисної моделі є підвищення безпеки розподільчих мереж, що містять силові напівпровідникові прилади. Зазначена мета досягається тим, що у відомому пристрої, що містить блок контролю опору ізоляції мережі, блок компенсації ємнісних струмів витоку, блок захисного заземлення фази мережі з ушкодженою ізоляцією і захисний комутаційний апарат, силові контакти якого включені між зазначеним трансформатором і мережею, а в коло його вузла відключення включений контакт виконавчого реле згаданого блока контролю ізоляції мережі, додатково введені блок примусового відключення згаданих напівпровідникових приладів і контакт виконавчого реле блока контролю ізоляції, електричне зв'язаних між собою. Крім того, у пристрій додатково введений трифазний короткозамикач, встановлений після силових напівпровідникових елементів, у коло керування якого введений допоміжний контакт комутаційного апарата, через силові контакти якого живляться напівпровідникові прилади, а також додатково введено блок контролю ізоляції ланки постійного струму силових напівпровідникових приладів, контакт якого введений у коло керування комутаційного апарата, що включає напівпровідникові прилади. Важливою відмінністю пристрою є те, що включення блока захисного заземлення фази з ушкодженою ізоляцією виконується після відключення комутаційного апарата, що включає силові напівпровідникові прилади. Запропоновані відмінні від прототипу ознаки корисної моделі є необхідними і достатніми у всіх випадках, на яких поширюється правова охорона корисної моделі. Запропонована корисна модель пояснюється кресленням: на Фіг.1 наведена принципова схема пристрою. Пристрій містить блок контролю опору ізоляції мережі - 1, блок компенсації ємнісних складових струмів витоку - 2, блок захисного заземлення фази мережі з ушкодженою ізоляцією - 3, захисний комутаційний апарат - 4, силові контакти якого включені між трансформатором - 5 і мережею, яка 16278 4 захищається, силові напівпровідникові елементи 6, включені в мережу через інший комутаційний апарат - 7, блок примусового відключення - 8, короткозамикач - 9, підключений до виходу силових напівпровідникових приладів і блок контролю опору ізоляції ланки постійного струму 10. Така побудова схеми вирішує питання безпеки при витоках струму на землю, у тому числі в мережах, що містять силові напівпровідникові елементи. Принцип роботи захисту полягає в наступному. При високому опорі ізоляції мережі блок контролю ізоляції 1 не спрацьовує і не видає команду на відключення комутаційного апарата 4, блока примусового відключення 8, силових напівпровідникових елементів 6 і другого комутаційного апарата 7. Комутаційні апарати 4 і 7 включені, напруга подається на мережу, у тому числі і на силові напівпровідникові елементи. У випадку зниження опору ізоляції мережі до силових напівпровідникових елементів блок контролю ізоляції 1 спрацьовує і замикає свої контакти в колі пристрою відключення комутаційного апарата 4 і у колі блока примусового відключення силових напівпровідникових приладів 8. При цьому блок компенсації ємнісних струмів витоку 2 виконує свої функції після відключення комутаційного апарата 4, а блок захисного заземлення фази мережі з ушкодженою ізоляцією 3 вибирає ушкоджену фазу і шунтує її через невеликий опір, забезпечуючи тим самим безпеку мережі в аварійному режимі. При виникненні витоку струму на землю в мережі після силових напівпровідникових елементів блок контролю ізоляції 1 спрацьовує і видає команду на відключення комутаційного апарата 4 і включення блока 8. Блок примусового відключення 8 видає швидкодіючу команду на запирання силових напівпровідникових елементів 6 і комутаційний апарат 7. Останній спрацьовує і включає короткозамикач 9, який імпульсне, на час до 1с, замикає всі три фази між собою, знімаючи тим самим е.р.с. вибігу електродвигуна. Мережа при цьому розбивається на дві ділянки і блок захисного шунтування ушкодженої фази 3 при цьому не спрацьовує, а блок компенсації ємнісної складової 2 виконує свої функції у звичайному штатному режимі. У цьому аварійному режимі мережі також забезпечується повна безпека її експлуатації. У випадку зниження опору ізоляції в ланці постійного струму в силових напівпровідникових приладах 6 можливий режим блокування роботи блока контролю ізоляції 1 через появу напруги між фазою мережі і землею, спрямованою зустрічне вимірювальній напрузі апарата. Для попередження цього передбачений блок контролю опору ізоляції ланки постійного струму 10, який при зниженні нижче припустимого рівня відключає і блокує комутаційний апарат 7. Таким чином, запропонований пристрій забезпечує безпеку експлуатації електричних мереж, що містять силові напівпровідникові прилади, тому що знижує величину короткочасного струму витоку через людину до необхідної величини, обумовленою відповідними стандартами. 5 16278 Джерела інформації: 1. Дзюбан B.C. Аппараты защиты от токов утечки в шахтных электрических сетях. М:, «Недра», 1982, с.139. Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 2. Электрооборудование на 1140В для угольных машин и комплексов / Е.С. Траубе, Н.И. Волощенко, B.C. Дзюбан и др. - М:, Недра, 1991, с.198. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601