УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к средствам обеспечения электробезопасности при однофазных замыканиях на землю.
Известно устройство защитного отключения, описанное в [Ксенофонтов А.П. Защитные устройства в судовых и береговых электроустановках рыбной промышленности / А.П. Ксенофонтов, Ю.А. Шестопалов, В.Я. Островский; Под ред. А.П. Ксенофонтова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 254 с., стр. 214, рисунок 65], состоящее из трансформатора тока нулевой последовательности, блока управления, получающего сигнал от трансформатора тока нулевой последовательности, и расцепителя. При появлении тока нулевой последовательности блок управления размыкает цепь питания расцепителя.
Недостаток устройства заключается в отсутствии возможности уменьшить величину тока однофазного замыкания, который может представлять опасность, несмотря на непродолжительное время действия.
Известно также устройство, описанное в [Цапенко Е.Ф. Замыкания на землю в сетях 6-35 кВ / Е.Ф. Цапенко - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 128 с., стр. 60, рисунок 31], содержащее трансформатор напряжения нулевой последовательности с вторичной обмоткой в виде расщепленного треугольника, к которой присоединено реле напряжение. При однофазном замыкании появляется напряжение нулевой последовательности, это приводит к появлению напряжения на реле напряжения, при срабатывании которого сигнал поступает на промежуточное реле, подающее питание на катушку отключения выключателя.
Недостатком такого устройство является невозможность уменьшить до безопасного значения ток однофазного замыкания, а также невозможность сочетать работу устройства с системой контроля изоляции, основанной на измерении сопротивления изоляции постоянному току.
Наиболее близким техническим решением является полезная модель, реализующая способ заземления нейтрали (RU 2516437, МПК Н02Н 3/20, Н02Н 9/04 (2006.01), опубликовано 20.05.2014). Согласно этому способу, нейтраль сети заземляется при помощи конденсаторов, позволяющих использовать непрерывный контроль изоляции электросети, и реактора, настроенного в резонанс с фазной емкостью электросети, активное сопротивление реактора выбрано с учетом его нелинейности таким образом, что исключается возможность возникновения феррорезонансных процессов.
Недостатком полезной модели является отсутствие возможности отключения однофазного замыкания, в результате чего в месте замыкания будет протекать ток неограниченное время. Поскольку величина безопасного для человека значения тока определяется длительностью его действия, а реактор, входящий в модель, не полностью компенсирует ток в месте замыкания, то применение такого технического решения не всегда может обеспечить безопасность электросети.
Полезная модель решает задачу повышения безопасности электросети за счет сокращения времени действия тока однофазного замыкания.
Для получения необходимого технического результата в устройство заземления нейтрали, содержащее конденсаторы, соединенные по схеме «звезда» с заземленной через реактор нейтральной точкой, предлагается дополнительно ввести трансформатор тока, который последовательно подключить к реактору. Кроме того, устройство предлагается дополнить подключенным к вторичной обмотке трансформатора реле тока и выключателем электрической сети с независимым расцепителем, который связан с реле тока.
На фиг. 1 представлена схема устройства. Приняты следующие обозначения: 1 - конденсаторы; 2 - реактор; 3 - трансформатор тока, 4 - катушка реле тока; 5 - выключатель; 6 - контакты реле тока; 7 - расцепитель выключателя независимый.
Устройство подключено к трехфазной электрической сети с номинальным напряжением 220 В посредством конденсаторов 1, в качестве которых выбраны ДПС 50 мкФ. Конденсаторы соединены по схеме «звезда» с нейтральной точкой, заземленной через реактор 2 со следующими параметрами: индуктивность 0.43 Гн, номинальный ток 3 А. Величина индуктивности подобрана по условию ее резонанса с величиной фазной емкости. В этом случае будет обеспечено наибольшее снижение тока однофазного замыкания. Активное сопротивление реактора составило 47 Ом. Последовательно реактору включен трансформатор тока 4, в качестве которого выбран Т-0.66 10/5А. При возникновении однофазного замыкания в электросети, через первичную цепь трансформатора 4 протекает ток величиной 1 А, это соответствует величине тока в его вторичной обмотке - 0.5 А. При такой величине тока срабатывает реле тока 5, в качестве которого использовано РТ40/0.6 с током срабатывания 0.3 А. Контакт 6 реле тока замыкает питание независимого расцепителя 7 автоматического выключателя 5, отключающего поврежденную электросеть. Тем самым будет ограничено действие тока однофазного замыкания по времени и по величине.
Благодаря предложенному устройству защитного отключения появляется возможность обеспечивать безопасность электросистемы при однофазных замыканиях, управляя током в месте замыкания, как по величине, так и по времени его действия, при этом обеспечивается возможность сочетать устройство с приборами контроля состояния изоляции по величине ее сопротивления постоянному току.