Сторінка 15 з 19
IV. ПРИСТРОЇ захисного відключення
14. Загальні відомості
При застосуванні захисного відключення безпека забезпечується швидкодіючим (0,1-0,2 с) відключення аварійної ділянки або мережі в цілому при однофазному замиканні на землю або на елементи електрообладнання, нормально ізольовані від землі, а також при дотику людини до частин, що знаходяться під напругою .
Захисне відключення може застосовуватися на додаток до систем заземлення та занулення і в якості єдиної і основного заходу захисту. Найбільш раціонально застосування захисного відключення в наступних електроустановках до 1 кВ: в пересувних електроустановках з ізольованою нейтраллю в умовах, коли споруду заземлювального пристрою з необхідними параметрами утруднено; в стаціонарних установках для захисту електрифікованого інструменту в умовах підвищеної небезпеки ураження електричним струмом і вибухонебезпечності, зокрема в шахтах і рудниках гірничо-хімічної та гірничо-металургійної промисловості; в стаціонарних електроустановках з заземленою нейтраллю окремих віддалених споживачів великої потужності, на яких захисне занулення не може забезпечити необхідної кратності струму однофазного замикання на землю.
15. ПРИСТРОЇ захисного відключення ДЛЯ МЕРЕЖ З ІЗОЛЬОВАНОЇ нейтраллю
Асиметрія типу РА-74/2 призначені для автоматичного відключення пошкодженої об'єкта при замиканні на землю однієї з фаз. Асиметрія А (рис. 42) складається з трьох конденсаторів однакової ємності С, з'єднаних в зірку. Нейтральна точка зірки заземлена через обмотку електромагнітного реле К, вбудованого в асиметрії. Реле К має одну пару спорогенезів контактів. При симетрії фазних напруг реле До знеструмлено. При замиканні на землю однієї з фаз, що захищається симетрія фазних напруг порушується, обмотка реле До обтекается струмом, реле спрацьовує, розмикаючи свої контакти і відключаючи пошкоджений об'єкт.
У шахтах і рудниках успішно використовуються пристрої, що працюють на випрямлених токах контрольованої мережі (вентильні схеми). Три напівпровідникових вентиля підключаються до фаз контрольованої мережі. Загальна точка вентилів з'єднується з землею через кило- омметр і сигнальне реле. Ки лоомметр вимірює опір ізоляції мережі щодо землі, а сигнальне реле пускає в хід світлову або звукову сигналізацію при зниженні опору ізоляції нижче заздалегідь встановленої межі.
Реле витоку типу РУ-380 з самоконтролем справності елементів схеми призначене для захисту людей від ураження електричним струмом та іншими небезпечними наслідками витоків струму на землю в трифазних електричних мережах змінного струму 380 В з ізольованою нейтраллю трансформатора. Реле витоку може експлуатуватися у вибухонебезпечних зонах в умовах помірного клімату, наприклад в шахтах.
Реле витоку зменшує ймовірність загоряння електрообладнання струмами витоку, передчасного займання електродетонаторів струмами витоку трифазної мережі, розвитку пошкодження працюючого електроустаткування з зволоженою ізоляцією; небезпечного нагрівання і наскрізного прожога вибухобезпечних оболонок електрообладнання під войздействіем стійкою дуги, що виникає між провідниками і землею, займання рудничного газу і вугільного пилу струмами витоку.
Реле витоку (рис. 43) складається з трифазного трансформатора Т, джерела оперативного струму, зібраного з діодів VS-V10, токоограничивающих резисторів R12, R13, R17, джерел допоміжного струму, що складається з діодів V2, V6, V7, двохобмотувальні реле К1, стабилитрона V4, що згладжують конденсаторів С1 і С4.
Мал. 42. Схема асиметрії РА-74/2
До джерела оперативного струму підключена ланцюг контролю ізоляції, що складається з стабілітрона, обмотки 1-2 реле К1 і фільтра приєднання (первинні обмотки трансформатора Т).
Опір витоку RyT включено паралельно ланцюга контролю ізоляції, тому струм в обмотці 1-2 реле К1 досягає максимального значення при високому опорі ізоляції. Обмотка 3-4 реле К1 приєднана до допоміжного джерела струму. Обмотки реле включені так, що їх магнітні потоки спрямовані зустрічно, причому магнітний потік допоміжної обмотки більше, ніж магнітний потік основний обмотки, але різниця магнітних потоків недостатня для притягання якоря реле.
Мал. 43. Схема реле витоку РУ-380
При зниженні опору ізоляції мережі струм в основний обмотці зменшується, і при опорі ізоляції, рівному опору уставки, реле спрацьовує, при цьому воно своїм контактом впливає на ланцюг відключає обмотки комутаційного апарату, який відключає мережу з пошкодженою ізоляцією.
Реле витоку реагує на різницю магнітних потоків основної та допоміжної обмоток, тому будь-яке пошкодження схеми реле витоку, що приводить до зменшення або повного зникнення струму в одній з обмоток, викликає збільшення опору спрацьовування або відключення мережі. У цьому полягає принцип самоконтролю справності схеми реле витоку. Реле витоку типу РУ випускаються також для відключення трифазної мережі змінного струму напругою 127 і 220 В.
Реле витоку типів УАКІ-380 і УАКІ-660 на напруги 380 і 660 В призначені для контролю ізоляції та захисного відключення шахтних мереж з ізольованою нейтраллю.
Як видно з рис. 44, в реле використана вентильная схема, в якій застосовано двообмоткових реле К. У зв'язку з цим треба було ввести штучну нейтральну точку, утворену резисторами R1-R3, і за допомогою діода V4 приєднати її до землі. Крім того, конденсатори С1-СЗ утворюють ще одну нейтральну точку до якої приєднано компенсуючий дросель L1. Діоди VI- V3 включені так, що струми через них протікають від землі до фаз мережі.
Мал. 44. Схема реле витоку УАКІ-380
Обмотки реле До з'єднані так, щоб їх магнітні потоки були спрямовані зустрічно. Поки ізоляція мережі не пошкоджена, струм витоку відсутня. Токи в обмотках реле рівні (активний опір обох обмоток однаково), і результуючий магнітний потік дорівнює нулю. Коли знижується опір ізоляції, струм витоку збільшується, збільшується і оперативний струм, що протікає через обмотку 1 реле К. Допоміжний струм, що протікає через діод V4, зменшується. При подальшому зниженні опору ізоляції струм через реле К ще більше збільшиться, а коли він стане більше допоміжного струму, діод V4 закриється. В цьому випадку по обмотці 1 реле До протікає тільки оперативний струм. При достатньої різниці магнітних потоків реле спрацьовує і впливає на обмотку відключення автоматичного вимикача, який відключає мережу з пошкодженою ізоляцією.
Апарати захисту мереж від витоку з пристроєм автоматичної компенсації ємнісної складової струму витоку типів A3AK-380 і Азака-660. Апарати призначені для відключення трифазних мереж 380 і 660 В з ізольованою нейтраллю при зниженні загального опору ізоляції мережі до встановленого значення і для зниження струмів витоку методом компенсації їх ємнісної складової.
Пристрій Азака-660 складається з реле витоку УАКІ і пристрої автоматичної компенсації ємнісних струмів витоку. Реле витоку спрацьовує, коли опір ізоляції стає нижче уставки і викликає відключення автоматичного вимикача. Для компенсації ємнісних струмів витоку використовується реактор, включений між фазами мережі і землею. Індуктивність реактора регулюється підмагнічуванням його постійним струмом.
Апарат захисту мереж від витоку з самоконтролем типу АЗТС. Апарат АЗТС призначений для захисту людей від ураження електричним струмом і від неприпустимих струмів витоків на землю шляхом автоматичної компенсації ємнісних струмів витоків і захисного відключення. Область застосування - електричні мережі з ізольованою нейтраллю рудників.
Основні характеристики апарату наведені нижче.
Тривалий струм витоку, мА 10
Короткочасний струм витоку, мА 100
Уставки однофазного витоку, кОм 40-50
Напруга контрольованої мережі, В 660
Самоналагоджувальний апарат захисту від витоків струму САЗУ-2 призначений для безперервного контролю ізоляції мережі з ізольованою нейтраллю. Відключення мережі відбувається, якщо струм витоку дорівнює або перевищує тривалий допустиме значення 30 мА; або опір ізоляції мережі знижується до 1,5 кОм.
Застосування САЗУ-2 в мережах 380 В шахт і кар'єрів дає можливість запобігти ураженню струмом людини при дотику його до струмоведучих частин, виникнення пожеж від струмів витоків, передчасне займання електродетонаторів від струмів витоку.
Технічні характеристики пристрою САЗУ-2 наведені нижче.
Напруга контрольованої мережі, В 380
Час спрацювання захисту і відключення мережі, з Не більше 0,15
Виконання Рудникове,
нормальне
Габарити, мм 365 x 265x140
Маса, кг 10
Спрацьовування захисту викликають лише швидко розвиваються пошкодження ізоляції і дотик людини до струмоведучих частин електроустаткування. При повільному зниженні опору ізоляції оперативна напруга зменшується і оперативний струм не досягає струму спрацювання реле захисту. Тільки при зниженні опору ізоляції до 1,5 кОм і менше відбувається спрацьовування захисту незалежно від характеру зміни.
Пристрій захисного відключення Зорг-12 призначений для захисту обслуговуючого персоналу електрифікованих бурових установок від ураження електричним струмом. Пристрій рекомендується використовувати з моменту подачі напруги до спуску і приєднання до контуру заземлення першої колони обсадних труб-.
Технічні характеристики пристрою наведені нижче.
Напруга спрацьовування, В 12
Напруга живлення, В 100
Власний час спрацьовування, з Не більше 0,1
Споживана потужність, В-А Не більше 15
Маса, кг 5,5
Габарити, мм 295x209x175
Шахтний апарат захисного відключення типу A3U1
призначений для захисту персоналу від ураження електричним струмом та інших наслідків зменшення опору ізоляції в електричних мережах трифазного змінного струму частотою 50 Гц, напругою 380 і 660 В з ізольованою нейтраллю. Апарат застосовується в підземних виробках вугільних і гірничорудних підприємств.
Апарат має три варіанти виконання: АЗШ-1 (замість АЗПБ), АЗШ-2 (замість БЗП-1А), АЗШ-З (замість Азака 660/380).
Апарат АЗШ-1 встановлюється в розподільчому пристрої до 1 кВ шахтної пересувної трансформаторної підстанції і може впливати на расцепители автоматичного вимикача А3700. Апарат складається з пристрою контролю опору ізоляції
і пристрої автоматичної компенсації ємнісної складової струму витоку.
Апарат АЗШ-2 встановлюється в розподільчому пристрої до 1 кВ шахтної пересувної трансформаторної підстанції типу ТК ШВП і може впливати на незалежний розчепитель автоматичного вимикача АВ або АВМ (АВМУ). Апарат складається з -Пристрої контролю опору ізоляції, пристрої автоматичної компенсації ємнісної складової струму витоку та блоку теплового захисту.
Апарат АЗШ-З виконаний в окремій вибухозахищеної оболонці і може впливати на незалежний розчепитель автоматичного вимикача. АВ або АВМ (АВМУ). Апарат складається з пристрою контролю опору ізоляції та автоматичної компенсації ємнісної складової струму витоку.