УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИИ НУЛЕВОГО ПРОВОДА

Полезная модель относится к области электроавтоматики и может быть использована в трехфазных электрических сетях энергоснабжения с нулевым проводом для защиты электроустановок, например, электродвигателей, при повреждении нулевого провода.
Известно устройство для защиты электроустановок от повреждающего действия чрезмерных отклонений параметров электрической сети от нормы, содержащее управляемый диод, трансформатор тока, блоки измерения и формирования управляющего воздействия, одновибратор, элементы И и НЕ, линию задержку и исполнительный орган [1]. Недостаток известного устройства состоит в его сложности.
Наиболее близким известным техническим решением в качестве прототипа является устройство для защиты трехфазных электроустановок от ненормальных режимов работы, содержащее первое и второе реле каждой фазы, общую шину соединения трехфазной нагрузки в виде электроустановок и шину фазной линии, причем первые выводы обмоток реле имеют общую точку соединения, кроме того, известное устройство содержит трехфазный трансформатор тока, три выпрямителя, выходы которых подключены к соответствующим трем реле с рабочей и тормозной обмоткой каждое, размыкающие контакты которых включены по одному в каждую соответствующую фазу [2]. При предельно крайнем отклонении параметров электрической сети от нормы, например, при коротком замыкании или обрыве линии, в любой из трех фаз электроустановок срабатывает соответствующее реле, размыкающие контакты которого отключают эту фазу.
Недостаток прототипа состоит в том, что при обрыве нулевого провода в трехфазной сети возможно длительное время ее электрическое самостоятельное симметрирование через фазную нагрузку, выводя эту нагрузку из строя, что свидетельствует об ограниченных функциональных возможностях известной защиты
электроустановок только от предельно крайних отклонениях параметров трехфазной сети.
Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей устройств защиты электроустановок трехфазной сети от повреждения нулевого провода, когда параметры электрической сети не достигают предельно крайних значений, характерных при коротком замыкании или обрыве.
0
0
Сущность полезной модели заключается в том, что, кроме известных и общих отличительных признаков, а именно: первого и второго реле каждой фазы, общей шины соединения трехфазной нагрузки в виде электроустановок и шины фазной линии, причем первые выводы обмоток реле имеют общую точку соединения, предлагаемое устройство содержит командную кнопку, замыкающие контакты которой включены в электрическую цепь между общей точкой соединения втрых выводов обмоток первого и второго реле и общей точкой соединения размыкающих контактов второго реле и замыкающих контактов первого реле, крайние контакты которых подключены соответственно к шине фазной линии и к общей точке соединения вторых выводов фазной нагрузки, другой вывод которой подключен к общей точке соединения первых выводов обмоток реле и общей шине соединения трехфазной нагрузки, причем уровень срабатывания первого реле равен  а уровень срабатывания второго реле имеет значение U·-Uразмыкающие контакты второго реле имеют задержку на размыкание, а замыкающие контакты первого реле имеют задержку на размыкание, где U - фазное напряжение, a U - допустимое отклонение напряжения от номинального для электроустановок.
Новизна полезной модели состоит в том, что предлагаемое устройство содержит командную кнопку, замыкающие контакты которой включены в электрическую цепь между общей точкой соединения втрых выводов обмоток первого и второго реле и общей точкой соединения размыкающих контактов второго реле и замыкающих контактов первого реле, крайние контакты которых подключены соответственно к шине фазной линии и к общей точке соединения вторых выводов фазной нагрузки, другой вывод которой подключен к общей точке соединения
0
0
первых выводов обмоток реле и общей шине соединения трехфазной нагрузки, причем уровень срабатывания первого реле равен , а уровень срабатывания второго реле имеет значение U·-U, размыкающие контакты второго реле имеют задержку на размыкание, а замыкающие контакты первого реле имеют задержку на размыкание, где U - фазное напряжение, a U - допустимое отклонение напряжения от номинального для электроустановок, что обеспечивает расширение функциональных возможностей устройств защиты электроустановок трехфазной сети от повреждения нулевого провода.
Электрическая схема предлагаемого устройства изображена на чертеже, где в исходном положении показано, что фазная шина 1 подключена через размыкающий 2 и замыкающий 3 контакты к одному входу фазной нагрузки 4, например, к электроустановке в виде электромотора. Замыкающие контакты командной кнопки 5 включены цепь между общими точками соединения контактов 2 и 3 с одной стороны и реле 6 и 7 с другой стороны. Общая шина 8 трехфазной сети с нулевым проводом соединена с другим входом фазной нагрузки 4 и с другой общей точкой соединения реле 6 и 7.
0
Предлагаемое устройство работает следующим образом. При номинальном значении фазного напряжения U в пределах допуска ±U
после нажатия командной кнопки 5 включается реле 6 с низким порогом срабатывания, равным , по электрической цепи, составленной из элементов: 1-2-5-6-8. Реле 6 самоблокируется с помощью своих замыкающихся контактов 3 по цепи: 1-2-3-6-8 и подключает шину 1 фазы к одному входу электроустановки 4 через контакты 2 и 3, к другому в входу которой общая шина 8 подключена непосредственно.
0
При обрыве нулевого провода фазное напряжение на выводах электроустановки 4 любой из трех фаз изменяется случайным образом, что приводит к ее поломке. В предлагаемом устройстве при увеличении фазного напряжения выше порога U·-U срабатывает реле 7, которое своим размыкающим контактом 2 с задержкой на размыкание отключит электроустановку 4 от поражающего действия
фазного напряжения. Временная задержка на размыкание контактов 2 предусмотрена для исключения ложных отключений электроустановки 4 при кратковременных безопасных пиков и всплесков фазного напряжения, которые обычно выравнивает нулевой провод.
При уменьшении фазного напряжения ниже порога  реле 6 отключается и контакты 3, спустя время задержки на размыкание, отключают нагрузку 4 от нежелательного воздействия пониженного фазного напряжения и разблокируют реле 6. Время этой задержки размыкания контактов 3 равно времени на размыкание контактов 2 реле 7 и предусмотрено также для исключения ложных отключений электроустановки 4 при кратковременных безопасных пропаданий фазного напряжения, которые обычно выравнивает нулевой провод.
Повторное включение устройства возможно только при повторном нажатии командной кнопки 5 и устранении повреждения нулевого провода.
Промышленная применимость полезной модели обосновывается тем, что в ней используются, известные в аналоге [1] и прототипе [2], узлы и элементы по своему прямому функциональному назначению. В организации - заявителе изготовлен действующий макет устройства в 2003г.
Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что расширяются не менее, чем в два раза, функциональные возможности устройств защиты электроустановок трехфазной сети от повреждения нулевого провода, когда параметры электрической сети не достигают предельно крайних значений, характерных при коротком замыкании или обрыве.