Пристрій для захисту від витоків струму у комбінованій електричній мережі

1. Пристрій для захисту від витоків струм у в комбінованій електричній мережі, що містить приєднувальний фільтр, перші виводи обмоток якого приєднані до фаз мережі промислової частоти, другі об'єднані у спільну точку і через заземлюючий резистор заземлені, джерело вимірювального постійного струму і виконавчий блок, який відрізняється тим, що він оснащений симетричним магнітним підсилювачем, виконаним на сердечнику з прямокутною петлею гістерезису і вузлом контролю справності вимірювального кола, при цьому в магнітному підсилювачі поміщені на бічних стрижнях сердечника обмотки збудження і вихідні, що 3 71130 4 9/08, бюл. №45, опубл. 07.12.87р.). створюваними напругами комбінованої мережі та Принцип дії пристрою аналогічний принципу, комутаційних процесів у ни х; викладеному в аналогу. Пристрій доповнений бло2) цілком виключити зовнішні гальванічні зв'язком компенсації ємнісних струмів мережі, що обки виконавчого блоку, що, як відомо, є найнадійнімежує їхню вражаючу дію при зниженні ізоляції шим засобом забезпечення захисту будь-якого мережі нижче гранично припустимого рівня. пристрою від усякого роду зовнішніх впливів; Недоліки пристрою: 3) безупинний контроль справності вимірюва- слабка перешкодозахищеність входу прильного кола, що виключає можливість експлуатації строю, що виключає можливість його використанмережі при несправному пристрої; ня за призначенням в мережах, у яких форма на4) наведене в п.п. 1, 2, 3 у сукупності дозволяє пруги і частота істотно відрізняються від мережі в підсумку забезпечити високу надійність захисту промислової частоти; людей від поразки електричним струмом. - гальванічна зав'язка виконавчого блоку з меПорівняльний аналіз винаходу, що заявляєтьрежею, що створює передумови для проникнення ся, із прототипом не виявив в останньому впливи в нього перешкод ззовні, у тому числі гальванічзапропонованих перетворень на досягнення виних, і ви ходів елементів з ладу; кладених те хнічних результатів. Це дає підставу - непридатність для використання за призназатверджувати, що винахід, що заявляється, відченням в комбінованій мережі через невід'ємну повідає вимогам наявності винахідницького рівня і участь блоку компенсації ємнісних стр умів мережі, новизни. орієнтованого стосовно до мережі промислової На малюнку представлена блок-схема причастоти, у спрацьовуванні пристрою. строю, що заявляється, із зовнішніми зв'язками, де З відомих рішень даний пристрій за технічною власне блок-схема пристрою 1, у якій обмежувасутністю та досягнутим результатом є найбільш льну частину представляють приєднувальний близьким і тому прийнятий за прототип. фільтр 2, резистор 3, що заземлює, джерело виміВ основу винаходу поставлена задача створювального постійного струму 4, і виконавчий блок рення пристрою для захисту від витоків струм у в 5, відмітну частину - симетричний магнітний підсикомбінованій електричній мережі, у якому за рахулювач 6, виконаний на Ш-подібному сердечнику з нок направлено підібраної елементної бази та прямокутною петлею гістерезису 7, на бічних технічних рішень цілком усуваються недоліки, стрижнях якого поміщені, з'єднані послідовно обвластиві аналогу й прототипу. мотки збудження 8 і обмотки вихідні 9, що мають Поставлена задача вирішується тим, що у вівідповідно рівну кількість витків, а на центральнодомому пристрої для захисту від витоків струму в му стрижні поміщена обмотка керування 10 і заелектричній мережі, що містить приєднувальний мкнута накоротко обмотка 11, а також вузол контфільтр, перші виводи обмоток якого приєднані до ролю справності вимірювального кола 12 і фаз мережі промислової частоти, другі об'єднані у конденсатор 13. спільну точку і через резистор, що заземлює, заОбмотка керування 10, вузол контролю справземлені, джерело вимірювального постійного ності вимірювального кола 12 і джерело вимірюструму і виконавчий блок, відповідно до винаходу вального постійного струму 4 утворюють вимірюпристрій постачений симетричним магнітним підвальне коло, що одним полюсом живлення силювачем, виконаному на Ш-подібному сердечприєднане до спільної точки з'єднання других винику з прямокутною петлею гістерезису і вузлом водів обмоток приєднувального фільтра 2, а іншим контролю справності вимірювального кола, при заземлене. цьому в магнітному підсилювачі поміщені на бічЗовнішні зв'язки пристрою: них стрижнях сердечника обмотки збудження і - джерело живлення мережі промислової часвихідні, що мають відповідно рівну кількість витків, тоти 14; приєднані відповідно до джерела перемінного - мережа промислової частоти 15, що підклюструму і до першого входу виконавчого блоку, обчена до джерела 14 за допомогою автоматичного мотка керування, поміщена на центральному вимикача 16; стрижні сердечника, джерело вимірювального по- мережа автономна 17, формована перетвостійного струму і вузол контролю справності вимірювачем 18, що живиться від мережі 15 через пусрювального кола утворюють послідовне вимірюковий пристрій 19. Напруга автономної мережі вальне коло, виводи якого приєднані до спільної відрізняється від мережі промислової частоти за точки други х виводів приєднувального фільтра, а формою та за частотою. Мережа промислової часвихід вузла контролю справності вимірювального тоти та мережа автономна складають комбіновану кола приєднаний до другого входу виконавчого мережу. блоку. У вихідному положенні (ввімкнутий автоматичВідповідно до винаходу, паралельно заземний вимикач 16, опір ізоляції внутрішньої мережі люючому резистору приєднаний конденсатор, а А.В.С. дорівнює нескінченності, ємність мережі центральний стрижень магнітного підсилювача дорівнює нулю) має місце наступне: доповнений обмоткою, виводи якої замкнуті нако- у вимірювальному колу через резистор 3 ротко. протікає контрольний струм, що фіксується вузлом Реалізація введених у заявлений пристрій 12. Вироблюваний вузлом 12 сигнал про справтехнічних рішень дозволила забезпечити наступність вимірювального кола надходить на другий не: вхід виконавчого блоку 5. 1) стовідсотковий захист першого входу вико- в обмотках збудження 8 протікає перемінний навчого блоку від проникнення в нього перешкод, струм, величина якого установлюється відповідно 5 71130 6 до заданого порога спрацьовування пристрою. протікають і струми витоку, створювані напругами Магнітні потоки, створювані обмотками збудження мереж 15 і 17. До них додаються і струми, що пров центральному стрижні сердечника однакові й тікають через ємності 20, 21. спрямовані зустрічно. Е.Д.С., що наводиться ними, У мережі промислової частоти струми витоку у ви хідних обмотках сумується і є вихідною. На протікають по колу: мережа 15 - ємність 20 (опір виході виконавчого блоку 5 відсутній сигнал забовитоку 22) - земля - ємність 13 (резистор 3) - прирони на включення автомата 16. Замкнута накороєднаний фільтр 2 - мережа А.В.С - автоматичний тко обмотка 11 не відчуває ніякого впливу з боку вимикач 16 - мережа 15. згаданих магнітних потоків, оскільки їхня сумарна В автономній мережі 17 струми витоку протідія в зоні центрального стрижня дорівнює нулю. кають по колу: мережа 17 - ємність 21 (опір витоку При включеному автоматичному вимикачі 16 і 23) - земля - ємність 13 (резистор 3) - приєднувапусковому пристрої 19 у мережу 15 і в мережу 17 льний фільтр 2 - мережа А.В.С - автоматичний надходять відповідні напруги, у тому числі й від вимикач 16 - пусковий пристрій 19 - перетворювач джерела вимірювального струму 4. 18 - мережа 17. Струми витоку мереж 15 і 17 суОскільки кожна окрема мережа має ємність 20, муються і є стр умами витоку комбінованої мережі. 21 провідників щодо землі і не нескінченним опоПриєднувальний фільтр 2 і конденсатор 13, ром 22, 23 ізоляції, то мають місце витоку струмів що знаходяться на шляху стр умів витоку, істотно на землю мереж і вимірювального струму від джеобмежують вплив останніх на вимірювальне коло рела 4. пристрою. Приєднувальний фільтр за рахунок виВимірювальний струм у мережі промислової сокої індуктивності багаторазово послабляє силу частоти протікає по колу: мінус джерела 4 - обмотструмів ви току, а конденсатор виконує роль шунта, ка керування 10 магнітного підсилювача 6 - приєдщо направляє ослаблені струми повз вимірювальнувальний фільтр 2 - мережа А.В.С - автоматичне коло. ний вимикач 16 - мережа 15 - опір ізоляції мережі Напруги на резисторі 3 і конденсаторі 13, що 22 - земля - вузол контролю справності вимірювавиникають при протіканні через них стр умів витольного кола 12 - плюс джерела 4. ку, створюють частковий відтік останніх у вимірюВимірювальний струм автономної мережі провальне коло. тікає практично тим же шляхом. Відмінність у тому, Нейтралізація дій цих струмів здійснюється що, відгалузившись від мережі 15, струм виходить магнітним підсилювачем. на землю через пусковий пристрій 19, перетворюПротікаючи по обмотці 10, ці струми створювач 18, мережу 17, опір ізоляції 23. При настроюють у центральному стрижні сердечника перемінванні пристрою на заданий поріг спрацьовування ний магнітний потік, що у відмінності від магнітного враховується омічний опір фільтра 2. потоку, створюваного обмотками збудження 8, у З виникненням вимірювального струму ствокожний момент має один напрямок і тому наводять рюваний обмоткою 10 магнітний потік у сердечниЕ.Д.С. перешкод у короткозамкненій обмотці 11. ку, обмежує трансформацію Е.Д.С. обмоток збуПри цьому відбувається ліквідація придушуючої дження 8 в обмотки вихідні 9. Е.Д.С. останніх частини всіх перешкод, що проникнули у вимірюзнижується. При зниженні опору ізоляції мереж до вальне коло. Наводимі ж у вихідних обмотках рівня нижче гранично припустимого Е.Д.С. на виЕ.Д.С. частиною перешкод, що залишилася, спряході обмоток 9 знижується до рівня, при якому мовані зустрічно, де цілком самоліквідуються. У виконавчий блок формує команду на відключення результаті на перший вхід виконавчого блоку надавтоматичного вимикача 16. ходить заданий сигнал, у якому цілком відсутні Крім вимірювальних струмів по згаданих колах сигнали, створювані перешкодами. 7 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 71130 8 Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601