Комбинированное устройство защиты электроустановок

Предлагаемая полезная модель относится к области электротехники и предназначено для защиты электроустановок от несимметрии питающего напряжения и обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Технический результат полезной модели: повышение надежности защиты персонала от поражения электрическим током при использовании комбинированного устройства защиты, достигается тем, что в устройстве средняя точка конденсаторов C1, C2, С3 соединена с защитным проводником РЕ через цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора R и стабилитронов V1, V2. При появлении тока утечки, протекающего из фазного провода в землю или защитный проводник, во вторичной обмотке 6 дифференциального трансформатора появляется напряжение, которое подается на электромагнитный исполнительный орган Y, отключающий электроустановку от сети ключом К. При неравенстве напряжений в фазах в средней точке конденсаторов C1, C2, С3 появляется напряжение. Если напряжение превышает напряжение стабилизации стабилитронов V1, V2, появляется ток в защитном проводнике, что равносильно току утечки, возникает напряжение на выходе дифференциального трансформатора и электроустановка отключается от сети. При незначительной разнице величин напряжений в фазах напряжение в средней точке конденсаторов меньше напряжения стабилизации стабилитронов, ток через них не протекает.

Предлагаемая полезная модель относится к области электротехники и предназначено для защиты электроустановок от несимметрии питающего напряжения и обслуживающего персонала от поражения электрическим током.

Известны устройства для защиты электроустановок от несимметрии питающего напряжения. Они представляют собой электромагнитные аппараты или сложные электронные устройства производящие аппаратное сравнение уровня напряжений фаз [1]. Для защиты от токов утечки, обычно, используют УЗО [2].

Недостатками электромагнитных устройств защиты является низкая чувствительность, электронных - большая сложность, чувствительность к напряжению питания.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности является устройство защитного отключения [3], включающее в себя дифференциальный трансформатор тока нулевой последовательности, к вторичной обмотке которого подключено реле, автоматический выключатель, симметричный емкостный блок.

Недостатком такой установки является влияние несимметрий напряжений в линии на уровень срабатывания автоматического выключателя при появлении токов утечки, например при прикосновении человека к токоведущим частям установки. Тем самым возможны ложные срабатывания при совпадении фаз тока утечки и тока протекающего из средней точки конденсаторов в защитный проводник или снижение чувствительности к токам утечки, если фазы токов противоположны.

Полезная модель решает задачу повышения надежности защиты персонала от поражения электрическим током при использовании комбинированного устройства защиты.

Поставленный технический результат достигается тем, что в предложенном устройстве средняя точка конденсаторов соединена с защитным проводником через цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора и стабилитронов. При появлении тока утечки, протекающего из фазного провода в землю или защитный проводник, во вторичной обмотке дифференциального трансформатора появляется напряжение, которое подается на электромагнитный исполнительный орган, отключающий электроустановку от сети. При неравенстве напряжений в фазах в средней точке конденсаторов появляется напряжение нулевой последовательности. Если напряжение нулевой последовательности превышает напряжение стабилизации стабилитронов, появляется ток в защитном проводнике, что равносильно току утечки, появляется напряжение на выходе дифференциального трансформатора и электроустановка отключается от сети. При незначительной разнице величин напряжений в фазах напряжение нулевой последовательности меньше напряжения стабилизации стабилитрона, ток через него не протекает.

Таким образом, исключается влияние небольших несимметрий напряжений в фазах на работу дифференциального трансформатора, что повышает надежность его работы при защите от поражения электрическим током.

Указанные существенные признаки обеспечивают появление у заявленного устройства защиты электроустановок новых свойств, отличных от прототипа. Это соединение средней точки конденсаторов к защитному проводнику через последовательно соединенные стабилитроны и резистор. Это отличие ведет к достижению поставленной цели, что является доказательством их существенности.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию «существенные отличия» и обеспечивает достижение положительного эффекта, обозначенного целью полезной модели

Других известных технических решений с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое комбинированное устройство защиты.

Устройство состоит из катушек 1, 2, 3, 4, необходимых для контроля тока утечки, вторичной обмотки 6, сердечника 5, образующих трансформатор тока нулевой последовательности; электромагнитного исполнительного механизма Y, механически связанного с ключом К; конденсаторов C1, C2, С3, резистора R1, стабилитронов V1, V2.

Устройство работает следующим образом. При появлении тока утечки, протекающего из фазного провода в землю или защитный проводник, во вторичной обмотке 6 дифференциального трансформатора появляется напряжение, которое подается на электромагнитный исполнительный орган Y, отключающий электроустановку от сети ключом К. При неравенстве напряжений в фазах в средней точке конденсаторов C1, C2, С3 появляется напряжение нулевой последовательности. Если напряжение нулевой последовательности превышает напряжение стабилизации стабилитронов V1, V2, появляется ток в защитном проводнике РЕ, что равносильно току утечки. Это приводит к появлению напряжения на выходе трансформатора тока нулевой последовательности и отключению электроустановки от сети. При незначительной разнице величин напряжений в фазах напряжение нулевой последовательности меньше напряжения стабилизации стабилитронов V1, V2, ток через них не протекает.

Таким образом, незначительная несимметрия питающего напряжения не влияет на уровень срабатывания защиты от поражения электрическим током, что повышает надежность защиты.

Источники информации.

1) Шичков Л.П. Электрический привод. - М.: Колос, 2006.

2) Монаков В.К. УЗО. Теория и практика. - М.: Энергосервис, 2007. - 368 с.

3) Патент РФ 2246160 С1, Устройство защитного отключения / Халин Е.В., Коструба С.И.

Комбинированное устройство защиты электроустановок, включающее дифференциальный трансформатор, электромагнитный исполнительный орган, ключ, конденсаторы, отличающееся тем, что к средней точке конденсаторов подключена последовательная цепь из стабилитронов и резистора, соединенная с защитным проводником для исключения влияния небольших несимметрий питающего напряжения на уровень срабатывания защиты от поражения электрическим током.