Пристрій для заземлення нейтралі в трифазній мережі

1. Пристрій для заземлення нейтралі в трифазній мережі 3-6 кВ, що містить трансформатор напруги, вторинна обмотка якого через замикаючий контакт реле навантажена котушкою вакуумного контактора, три гірлянди з послідовних низьковольтних резисторів, з'єднаних у зірку, промені якої підключені до фаз мережі 3-6 кВ, і підсилювач, вхід якого підключений між нульовою точкою зірки і землею, який відрізняється тим, що між нейтраллю мережі з підключеним до неї потужним резистором і U 2 (19) 1 3 електроустановок напругою 3-6Кв за рахунок скорочення числа повторних запалювань дуги при замиканні фази на землю. Зазначена задача досягається тим, що в пристрій для заземлення нейтралі мережі 3-6Кв, що містить трансформатор напруги, вторинна обмотка якого через замикаючий контакт реле навантажена котушкою вакуумного контактора, три гірлянди з послідовних низьковольтних резисторів, з'єднаних у зірку, промені якої підключені до фаз мережі 3-6Кв і підсилювач, вхід якого підключений між нульовою точкою зірки і землею, пропонується між нейтралею мережі з підключеним до неї потужним резистором і землею включити замикаючий контакт вакуумного контактора, підсилювач виконати з граничним виходом з уставкою, у 1,3-1,4 рази перевищуючої амплітуду фазної напруги мережі, що через діод з'єднаний із входом одновібратора, вихід якого через пару односпрямованих діодів підключений до базового резистора транзистора, навантаженого реле, і до резистора часозадавального RC - кола, при цьому між точкою з'єднання резистора з конденсатором RC-кола і крапкою з'єднання базового резистора з діодом включений емітербазовий перехід іншого транзистора, колектор якого з'єднаний із джерелом живлення реле, а час заряду конденсатора RC-кола не перевищує час перебування одновібратора в «квазістійкому» стані. Таким чином, новим у технічному рішенні, що заявляється, є те, що в пристрої для заземлення нейтралі мережі 3-6Кв, між нейтралею мережі з підключеним до неї потужним резистором і землею включається замикаючий контакт вакуумного контактора, підсилювач виконується з граничним виходом з уставкою, у 1,3-1,4 рази, що перевищує амплітуду фазної напруги мережі, що через діод з'єднується із входом одновібратора, вихід якого через пару односпрямованих діодів підключається до базового резистора транзистора, навантаженого реле, і до резистора часозадавального RC - кола, при цьому між точкою з'єднання резистора з конденсатором RCкола і точкою з'єднання базового резистора з діодом включається емітербазовий перехід іншого транзистора, колектор якого з'єднаний із джерелом живлення реле, а час заряду конденсатора RC-кола не перевищує час перебування одновібратора в «квазістійкому» стані. Так само пропонується, усі силові контакти вакуумного контактора, що виконаний на напругу 660-1140В, з'єднати між собою послідовно, котушку залити епоксидним компаундом, а виводи її обмотки виконати проводом у високовольтній ізоляції. Запропоновані відмітні ознаки дозволяють збільшити міжчасовий термін служби ізоляції електроустановок напругою 3-6кв за рахунок скорочення числа повторних запалювань дуги при замиканні фази на землю. Перераховані ознаки, відмінні від найближчий аналогу, необхідні і достатні у всіх випадках, на 29849 4 яких поширюється обсяг правової охорони використовуваної корисної моделі. Електрична схема пропонованого технічного рішення приведена на: - Фіг.1, де зображене виконання пристрою на вакуумному контакторі 6кв; - Фіг.2, де зображене виконання цього ж пристрою на низьковольтному вакуумному контакторі напругою 660 - 1140В. Пристрій містить трансформатор напруги TV, реле К1, контактор К2, три гірлянди з низьковольтних резисторів R1, R2 і R3, підсилювач А1, потужний резистор R4, одновібратор А2, діод VD1 і пари односпрямованих діодів VD2 і VD3, базовий резистор R6 транзистора VT1, часозадаюче RC- коло на резисторі R5 і конденсаторі С і інший транзистор VT2. З приведеної схеми видно, що між нейтралею N мережі з підключеним до неї потужним резистором R4 і землею включений замикаючий контакт К2.1 контактора К2, підсилювач А1 виконаний із граничним виходом (на випрямляче, стабілітроні VD4 і оптроні VU1) і через діод VD1 з'єднаний із входом одновібратора А2, вихід якого через пару односпрямованих діодів VD2 і VD3 підключений до базового резистора R6 транзистора VT1 і до резистора R5 часозадавального RC -кола. З приведеної схеми також видно, що між точкою взаємного з'єднання резистора R5 з конденсатором С часозадавального RC-кола і точкою взаємного з'єднання базового резистора R6 з одним з пари односпрямованих діодом VD3 включений емітербазовий перехід іншого транзистора VT2, а його колектор з'єднаний із джерелом живлення реле К1, сформованого вторинною обмоткою трансформатора TV, випрямлячем і конденсатором. Пристрій працює в такий спосіб. До виникнення перемежованого дугового замикання фази на землю струм на вході підсилювача А1 відсутній, у наслідок чого відсутня і напруга на його виході; сигнал на вхід одновібратора А2 не надходить, тому останній знаходиться в стійкому стані з закритим виходом; конденсатор С розряджений, транзистори VT1 і VT2 закриті, а реле К1 і вакуумний контактор К2 знеструмлені. Нейтраль N мережі ізольован від землі за допомогою розімкнутого контакту К2.1 вакуумного контактора К2. Режим ізольованої нейтралі, як видно, дотримується. Зберігається він непорушним і при глухому (бездуговому) замиканні фази на землю, а так само при замиканні через опір витоку фази на землю, тому що напруга зміщення нейтралі на вході підсилювача А1 при цьому менше уставки, заданої в межах 1,3-1,4Uф.м., а вихідна напруга, відповідно, менше напруги пробою стабілітрона VD4, у наслідок чого оптрон VU1 залишається закритим, а одновібратор А2 зберігає закритий стан. При перемежованому дуговому замиканні фази на землю виникають перенапруги, що перевищують амплітуду фазної напруги мережі в кілька разів. Підсилювачем А1 виробляється сигнал, що перевищує задану в 1,4Uф.м. норму: 5 стабілітрон VD4 пробивається і через вихід оптрона VU1 на вхід одновібратора А2 надходить імпульс, що перекидає його в так званий «квазістійкий» стан на проміжок часу, що задається заздалегідь з урахуванням швидкодії використовуваних у мережі захистів, наприклад у кілька секунд. Вихід А2 відкривається і приводить до відкривання транзистора VT1, включенню реле К1 і вакуумного контактора К2, що замикає контакт К2.1 якого заземлює нейтраль мережі через потужний резистор R4. З цього моменту й аж до розмикання контакту К2.1 вакуумного контактора К2 повторні запалювання дуги малоймовірні за рахунок більш інтенсивного розряду ємкостей мережі через потужний резистор R4 і за рахунок зниження добротності коливального контуру, складеного тими ж ємкостями й індуктивностями в мережі. Дуга гасне, а напруга дотику на заземлених корпусах електроустаткування зникає одночасно з припиненням струму замикання на землю, чи знижується, якщо дугове замикання перейшло в глухе (бездугове). Одночасно з переключенням одновібратора А2 починається заряд конденсатора С через резистор R5. Після спаду посиленого А1 вихідного імпульсу і запирання оптрона VU1 одновібратор А2 залишається на час у відкритому стані, протягом якого конденсатор С продовжує заряджатися доти, поки одновібратор з «квазістійкому» стані не переключиться назад у стійкий закритий стан. З цього моменту заряджений конденсатор С починає розряджатися по колу: базаемітерний перехід транзистора VT2 - базовий резистор R6 транзистора VT1 і його базаемітерний перехід. Останній, підживлюючись не тільки струмом розряду конденсатора, але і колекторним струмом першого від джерела живлення реле, не дивлячись на запирання одновібратора А2 залишається відкритим, реле К1 і вакуумний контактор К2 - включеними, а нейтраль N заземлена. Відсутність у цей проміжок часу повторних запалювань дуги і супровідних їхніх імпульсів перенапруг не позначається на стані реле К1, вакуумного контактора К2 і режими нейтралі доти, поки не завершиться розряд конденсатора С. Якщо у виняткових, малоймовірних випадках імпульси перенапруг достатньої амплітуди в проміжок часу між запиранням одновібратора А2 і розрядом конденсатора С, що незавершився, усе-таки з'являються, одновібратор А2 знову відкривається, транзистор VT2 за рахунок перевищення потенціалу емітера по відношенню до потенціалу бази запирається, конденсатор С починає дозаряджаться до колишнього початкового рівня, у той час як залишився відкритим транзистор VT1, реле К1 і вакуумний контактор К2 залишаються в колишньому включеному стані, а нейтраль N- теж заземленою. Проміжок часу між запиранням одновібратора А2 і запиранням транзистора VT1 вибирається таким, щоб перехідні процеси повернення одновібратора А2 з «квазістійкого» відкритого стану в стійке закрите цілком завершилися й А2 став готовим до чергового переключення. Якщо до 29849 6 моменту повного розряду конденсатора С черговий, хоч і малоймовірний імпульс достатньої амплітуди не з'явився, транзистор VT1 запирається, реле К1 і вакуумний контактор К2 відпадають, а нейтраль N мережі з короткочасно заземленої автоматично повертається в ізольовану до наступного дугового замикання фази на землю (чи наступних імпульсів), якщо захисною апаратурою замикання на землю не відключилося. Отже, короткочасне заземлення нейтралі мережі з підключеним потужним резистором через відкритий контакт вакуумного контактора, з'єднання нульовою точкою зірки з трьох гірлянд послідовних низьковольтних резисторів за допомогою підсилювача з граничним виходом з одновібратором, транзистором, реле і часозадаючим RC-колом по спеціально запропонованій і описаній вище схемі, запобігає повторним запалюванням перемежованої дуги, чим збільшує міжремонтний термін служби ізоляції електроустановок і насамперед дорогої кабельної продукції. Пристрій працездатний і дозволяє досягти поставлену ціль, якщо вакуумний контактор виконаний відповідним напрузі мережі. Однак ефективність запропонованого технічного рішення підвищується, якщо в мережах 3-6Кв використовувати вакуумний контактор на напругу 660-1140В с послідовним з'єднанням між собою трьох силових контактів К2.1, К2.2 і К2.3, як це зображено на Фіг.2, заливанням котушки епоксидним компаундом і виконанням її виводів проводом у високовольтній ізоляції. Це досягається за рахунок меншого роствору і ходу контактів і тому великою швидкодією і меншим часом між виникненням дуги і моментом заземлення нейтралі. Таким чином, запропоноване технічне рішення продовжує міжремонтний термін служби ізоляції електроустановок напругою 3-6Кв, запобігаючи повторні запалювання перемежованої дуги між фазою мережі і землею. Попутно підвищується електробезпечність при експлуатації електроустановок у мережах, оснащених запропонованим технічним рішенням, за рахунок скорочення кількості стійких однофазних замикань на землю, коли на заземлених корпусах електроустаткування з'являються так звані напруги «дотику». Джерела інформації: 1. «Повышение эффективности электроснабжения угольных шахт» авт. Ю.Т. Разумный и Ф.П. Шкрабец., Киев, Техника, 1986г., стр.65 - 70; 2. «Устройство комплектное малогабаритное серии УК-6» Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИМШБ 674511.010 ТО, стр.26, стр.47 и рис. 37 на стр.140. 7 29849 8