Спосіб захисту людини від ураження електричним струмом в мережах з ізольованою нейтраллю

1. Спосіб захисту людини від ураження електричним струмом в мережі з ізольованою нейтраллю, що містить комутовані відгалуження з приєднаними електродвигунами, який полягає в контролі опору однофазного витоку, при досягненні яким порогового значення впливають на виконавчий орган, що відключає мережу груповим вимикачем з одночасним дробленням мережі, відключенням всіх комутованих відгалужень, який відрізняється тим, що здійснюють локальну компенсацію струмів ємностей кожного відгалуження, що відключається, з приєднаним електродвигуном, підключенням між штучною нульовою точкою мережі відгалуження і "землею" індуктивного дроселя, настроєного C2 2 (13) 1 3 77852 4 тралью, що містить комутовані відгалуження, погрупового автоматичного вимикача 1 і одночасно лягаючий у відключенні мережі груповим автомана відключення контакторів 2, 3...4 пускачів. В ретичним вимикачем по струму витоку з одночасним зультаті цього струм через людину 16 змінюється дробленням мережі, шляхом відключення всіх ков часі як показано на Фіг.2 Через час t1 (власний мутованих відгалужень [а.с. №1691917, М.Кл5 час спрацьовування загальномережевого реле Н02Н 3/16, прототип]. Такий спосіб захисту дозвовитоку 12) і час t2 (час відключення автоматичного лив в мережах напругою 660 В понизити струм вимикача 1 і контакторів пускачів 2, 3...4) струм через людину більш ніж в 2 рази в порівнянні з різко знижується із значення ІА, який визначається досягнутим показником до використовування вкаефективністю компенсатора реле витоку, до зназаного способу. Це обумовлено тим, що через чення IS. Величина цього струму визначається дроблення мережі ємність відгалуження мережі, струмами ємностей відгалуження, до токоведучої величина якої, в основному, визначає величину частини якого торкнулася людина (показник, доструму через людину, виявляється незначною, сягнутий в прототипі) і потім знижується по експооскільки довжина кабельної лінії відгалуження з ненціальному закону з постійною часу t3 вибега приєднаним електродвигуном не перевищує 300 електродвигуна, крива S. В результаті того, що м. При цьому при дробленні мережі знижується і ємність кабелю відгалуження не велика, оскільки активна складова струму ви току, оскільки замість довжина кабельної мережі обмежується за умов сумарного активного опору ізоляції всієї мережі пуску електродвигуна і в шахтній дільничній меактивна складова струму через людину визнарежі не перевищує 300 м, струм Is значно менше чається опором ізоляції тільки гою відгалуження струму ІА, який обумовлений сумарною ємністю мережі, до фази якого торкнулася людина. Проте фідерного кабелю 8 і ємністю відгалужень 9, при збільшенні напруги в мережі до 1140 10...11. відключення мережі з одночасним її дробленням Згідно запропонованому способу стр ум через на окремі відгалуження з підключеними електролюдину 16 змінюється в часі згідно кривої L. Струм двигунами виявляється недостатнім для підтримки після дроблення мережі через відключення коннеобхідного рівня електробезпеки. такторів 2, 3...4 різко знижується до значення IL, У основу винаходу встановлена задача величина якого визначається ефективністю роботи підвищення рівня електробезпеки, шляхом знивідповідних локальних компенсаторів 13, 14...15 і ження струму ємності витоку відгалуження, що при прийнятних габаритних розмірах індуктивного відключається, і підвищення функціональної компенсуючого дроселя 17, підключеного до фаз надійності захисту. мережі через конденсатори 18, сполучені зіркою, Поставлена задача досягається тим, що в практично в 2 рази нижче за струм Is. Потім струм способі захисту людини від поразки електричним IL знижується по експоненціальному закону з струмом в мережі з ізольованою нейтралью, що постійною часу вибега електродвигуна, що містить комутовані відгалуження з приєднаними відключається. Внаслідок цього кількість електриелектродвигунами, полягаючому в контролі опору ки, що виділилося в тілі людини ( площа, обмежеоднофазного витоку, при досягненні яким порогона осями координат і кривої), виявляється значно вого значення впливають на виконавський орган, менше, ніж у разі захисту людини згідно прототипу що відключає мережу груповим вимикачем з одно( заштрихована площа, обмежена кривими S і L). часним дробленням мережі, відключенням всіх Таким чином, реалізація запропонованого спокомутованих відгалужень, здійснюють локальну собу захисту людини від поразки електричним компенсацію струмів ємностей витоку кожного струмом дозволяє значно підвищити рівень елеквідгалуження, що відключається, з приєднаним тробезпеки. Особливо ефективний запропоноваелектродвигуном, формуючи між фазами і «земний спосіб, унаслідок його простої реалізації, при лею» індуктивний компенсуючий ланцюг, набудозастосуванні в схемах електропостачання шахтної ваний в резонанс з ємністю комутованого дільничної мережі енергопотягів або станцій відгалуження. управління, в яких комутаційні апарати розташоНа Фіг.1 приведена принципова електрична вані в одній вибухобезпечній оболонці і формусхема електропостачання шахтної дільничної мевання сигналу на їх відключення від реле витоку режі з груповим автоматичним вимикачем 1 і коздійснюється без додаткових елементів і кабелів пальневими магнітними пускачами з контакторами зв'язку. 2, 3...4, комутуючих електродвигуни 5, 6...7. РозПроте на практиці широке поширення набули поділена ємність фідерного кабелю 8 і ємності схеми електропостачання шахтних дільничних комутованих відгалужень щодо землі 9, 10...11. мереж, в яких реле витоку 12 розташовується в Загальномережеве реле витоку 12 впливає на распредустройстве низької напруги підстанції, яка груповий автоматичний вимикач 1 і на контактори фідерним кабелем з'єднується з розподільним 2, 3...4 копальневих магнітних пускачів, що пунктом дільничної кабельної мережі. Тому для здійснюють комутацію відгалужень з електродвипередачі сигналу від реле витоку 12 на гунами 5, 6...7. До кожного відгалуження приєднані відключення контакторів 2, 3...4 для дроблення відповідно локальні компенсатори 13, 14...15, кожмережі необхідне розмноження контактів виконий з яких містить індуктивний компенсуючий дронавського органу реле витоку і включення їх в сель, набудований в резонанс з ємністю комутосхеми дистанційного керування (відключення) конваного відгалуження. При дотику людини 16 до такторами 2, 3...4 пускачів. При такій схемі електоковедучої частини контрольований опір витоку тропостачання час команди на відключення елекдосягає порогового значення і загальномережеве тромагнітів контакторів від реле витоку реле витоку 12 формує сигнал на відключення збільшується на час спрацьовування проміжного 5 77852 6 реле і час спрацьовування (відпадання) виконавздійснюють по сумарному струм у через викочого реле блоку дистанційного керування. Хоча навський орган 31 при кожній зміні полярності знацей час не велико і більш, ніж в 10 разів менше козмінного сигналу при заряді і розряді конденсачасу дії ЕДС електродвигуна відгалуження, що тора 32. Заряд конденсатора 32 здійснюється від обертається, для зменшення часу подачі команди зарядженого через діод 33 до амплітудного знапро виникнення небезпечної за умов безпеки виточення напруги еталонного джерела 30 конденсаку на дроблення мережі в запропонованому спотора 34 по ланцюгу: діод 35, діод 36, відкритий собі для контролю опору однофазного витоку з транзистор 24. Розряд - при закритому транзисторі індуктивного дроселя 17 локального компенсатора 24 по ланцюгу: діод 37, діод 38, відкритий по базі 13 (Фіг.3) знімають сигнал, пропорційний через резистор 39 транзистор 40. За відсутності амплітудному значенню однієї напівхвилі напруги знакозмінного сигналу через появу неприпустимої зсуву нейтралі, підсумовують його з однополярним за умов безпеки однофазного витоку або пошкодсигналом пропорційним миттєвим значенням ження елементів, що формують контроль струму напівхвилі еталонного джерела змінних сигналів через виконавський орган 31, останній знеструм28, порівнюють сумарний сигнал з сигналом, пролюється і відключає контактор 2 відгалуження. порційним амплітудному значенню іншої У запропонованому способі захисту людини напівхвилі еталонного джерела 28, а результуювід поразки електричним струмом для контролю чий сигнал формують у вигляді знакозмінного сигопору витоку метод формування знакозмінного налу, за відсутності якого впливають на викосигналу, наявність якого служить критерієм знанавський орган 29, відключаючи контактором 2 ходження опору витоку в допустимих за умов безвідгалуження. Сигнал, пропорційний амплітудному пеки межах, і спосіб контролю наявності зназначенню однієї напівхвилі напруги зсуву нейтралі, козмінного сигналу дозволяють реалізовуючим який з'являється при виникненні однофазного вийого пристроям забезпечити функції самоконтротоку 16, формується за допомогою діода 19, резилю справності елементів, і, отже, підвищити сторів 21, 22 і конденсатора 20. Конденсатор 20 функціональну надійність захисту. Дійсно, при почерез резистори 21, 22 підключений до діода 23, рушенні ланцюгів у формуванні знакозмінного сигякий шунтує база-емітерний перехід транзистора налу або ланцюгів його контролю виконавський 24 і через резистор 25 і діод 26, включений згідно з орган знеструмлюється і відключає відгалуження діодом 23, підключений до еталонного джерела мережі. Так для нормального функціонування незмінних сигналів 30. Ланцюг, утворений діодом 23, обхідне виконання комутованими елементами резистором 25 і діодом 26, формує сигнал, продвох альтернативних станів. Транзисторами 24, 40 порційний миттєвим значенням напівхвилі еталонпочергові знаходження у відкритому і закритому ного джерела 30 в провідний діодом 23 станах, конденсатора 32 - стані заряду і розряду. напівперіод. Одночасно з допомогою діода 27, При пошкодженні елементів забезпечити ці стани конденсатора 28, резистора 29 і двох ланцюгів, не представляється можливим. У зв'язку з тим, що одна з яких складається з резистора 22 і базаіндуктивний дросель 17 набудований в резонанс з емітерного переходу транзистора 24, а інша - з ємностями 9, чутливість локального компенсатора резистора 21, діода 19 і обмотки дроселя 17, фор13 на виникнення опору витоку достатньо висока і мується сигнал, пропорційний амплітудному знадозволяє з великою точністю зафіксувати одноченню іншої напівхвилі еталонного джерела 30, В фазний витік в діапазоні контролю опору витоку результаті за відсутності однофазного витоку 16 загальномережевим реле витоку 12, Тому при дона вході транзистора 24 формується різниця сигтику людини 16 до токоведучої частини мережі налів між миттєвими значеннями однієї напівхвилі загальномережеве реле витоку 12 відключає мееталонного джерела Іэм (Фіг.4) і амплітудним знарежу гр уповим вимикачем 1, а локальні компенсаченням іншої його напівхвилі Іэа. Сигнал, протори 13, 14...15 виробляють відключення контакпорційний амплітудному значенню напівхвилі наторів 2, 3...4, дробивши мережу на окремі пруги зсуву нейтралі Іп, за відсутності відгалуження. В результаті цього істотно однофазного витоку рівний нулю, В результаті підвищується рівень електробезпеки, оскільки цього на вході транзистора 24 формується зназнижується струм через людину і час його дії чекозмінний сигнал, відповідний знаходженню транрез зменшення часу команди на відключення конзистора 24 в стані провідності tп і закритому стані такторів. Крім того, у зв'язку з тим, що достовірний t3. При появі однофазного витоку, що досягає доконтроль опору витоку і контроль наявності знапустимої за умов безпеки межі, на обмотці 17 дрокозмінного сигналу здійснюється протягом одного селя з'являється сигнал, який через діод 19, конперіоду напруги еталонного джерела, час спрацьденсатор 20 і резистори 21, 22 формується овування виконавського органу 34 не перевищує пропорційним амплітудному значенню напівхвилі 20 мс. Час спрацьовування загальномережевого напруги зсуву нейтралі Іп і підсумовується з однореле витоку 12 може досягати згідно ГОСТ 22929полярним сигналом, пропорційним миттєвим зна78 величини 100 мс. Тому реалізація запропоноченням напівхвилі еталонного джерела Іэм. В реваного способу захисту людини від поразки елекзультаті цього, оскільки різницевий сигнал стає тричним струмом дозволить здійснити дроблення однополярним (Іп досягає значення Іэа), транзимережі при виникненні однофазного витоку навіть стор 24 закривається. Знакозмінний сигнал раніше, ніж відключення мережі груповим вимикавідсутній. Виконавський орган 31 контактором 2 чем 1, що, безумовно, підвищить рівень електровідключає відгалуження. У запропонованому спобезпеки. Це обумовлено тим, що вірогідність дотисобі захисту людини від поразки електричним ку людини до токоведучої частини мережі в струмом контроль наявності знакозмінного сигналу штреку на ділянці від підстанції до распредпункта 7 77852 8 дільничної мережі, тобто де прокладений відгалуження, тим ефективніше запропонований фідерний кабель, розподілена ємність якого 8, спосіб захисту людини від поразки електричним надзвичайно низька. Більш вірогідна ця ситуація в струмом. лаві на відгалуженні кабельної мережі, яке харакТаким чином, запропоноване технічне рішення теризується обмеженістю шахтного простору і видозволяє підвищити рівень елетробезпеки за расокою вогкістю. Тому чим швидше відбувається хунок зниження струмів ємностей витоку на землю дроблення мережі з подальшою локальною комвідключених відгалужень мережі і підвищення пенсацією струмів ємностей відключеного функціональної надійності захисту. Комп’ютерна в ерстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 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