что такое реле утечки для чего служит
Устройство и работа реле утечки
В угольной промышленности для контроля за качеством изоляции в сетях переменного тока применяют два типа реле утечки: УАКИ и АЗАК.
Реле УАКИ (устройство автоматического контроля изоляции) применяют для защиты неразветвленных сетей напряжением 127, 380, 660 В.
Реле АЗАК (аппарат защиты и автоматической компенсации) применяют для защиты разветвленных сетей, где возникает необходимость автоматической компенсации емкости электрической сети для ограничения отключаемой величины тока утечки. Реле АЗАК представляет собой реле УАКИ, дополненное устройством для автоматического измерения и компенсации емкости электрической сети,
В основу конструкций реле утечки положен принцип измерения величины сопротивления изоляции методом амперметра и вольтметра. В качестве измерительного тока используют постоянный ток, наложенный на основной переменный ток, питающий потребители.
На рис. 2.5 представлена принципиальная электрическая схема реле УАКИ и автоматического выключателя АФВ.
Реле утечки состоит из следующих основных узлов: корпуса в исполнении РВ; разъединителя РБ делителя напряжения R2 и R3; выпрямительных устройств Д1 и Д2 устройства для частичной компенсации емкости сети Др; фильтра постоянного тока С; двухобмоточного реле Р; газоразрядной лампы Л; омметра; кнопки проверки К/7.
Реле постоянного тока Р имеет две катушки, обмотки которых намотаны навстречу друг другу. Количество ампервитков подбирается таким образом, чтобы при отсутствии сосредоточенного тока утечки ут, определен ком значении распределенного тока утечки 10 и внутреннего выпрямленного тока 8, в, в магнитные потоки их уравновешивались.
Автомат АФВ имеет выключатель А н отключающую катушку ОК. Он ставится на линии, которая подает напряжение к потребителям, может включаться и отключаться вручную или с помощью катушки ОК, цепь питания которой замыкает реле Р (контакт Р-1).
Работу реле целесообразно рассмотреть в нескольких конкретных условиях.
При определенном значении распределенного тока утечки 0 (т. е. при определенном значении величин сопротивлений хс и г) результирующий магнитный поток станет достаточным для срабатывания реле Pt и оно сработает. При этом: контакт Р-2 замкнется и зашунтирует катушку II, результирующий магнитный поток возрастет (так как ток не будет проходить через обмотку II, реле Р будет надежно удерживаться во включенном положении); контакт Р-1 замкнет цепь катушки ОК (фаза а — Р-1 — ОК фаза с) и автомат А отключится — потребители потеряют питание.
Аналогично будет работать реле УАКИ при появлении значительной сосредоточенной утечки ут или одно Квременной значительной сосредоточенной и равномерной Щутечке в сети.
Омметр во всех случаях будет показывать величину сопротивления изоляции контролируемой линии.
Учитывал, что при параллельном подсоединении реле их чувствительность уменьшается, в защищаемой сети ставят всегда одно реле утечки.
Место установки реле выбирают таким образом, чтобы обеспечить контроль за утечками на всей линии электроснабжения.
ПБ предписывают проверку исправности реле утечки ИВ начале каждой смены. Это делают нажатием кнопки. При нажатии на кнопку создается искусственная утечка через дополнительное заземление ДЗ, исправное реле срабатывает и отключает АФВ. Если реле не срабатывает при двухкратном нажатии кнопки С/7, оно неисправно.
Правила безопасности запрещают включение электрической сети при неисправном реле утечки.
Назначение и устройство реле утечки тока
Применяемое в рудниках реле утечки – это аппаратура, защищающая человека от воздействия электротока, предотвращающая возгорания и взрывы при контакте токоведущих частей оборудования или кабелей с землей. Используется в системах с изолированной нейтралью в подземных выработках угольной и горнодобывающей отрасли.
Применение
В такой сети фазное напряжение при коротком замыкании на землю попадает через какое-то сопротивление значительно большее, чем сопротивление заземлителя. Поэтому короткое замыкание имеет относительно небольшие значения и электрической дуги обычно не возникает.
На фоне работы мощного оборудования это может быть не замечено и в последствие приведет уже к межфазному замыканию, сопровождающимся электрической дугой и взрывом угольной пыли или газа.
Для этого в системах с изолированной нейтралью постоянно проверяется состояние изоляции контролируемой линии, и моментально отключается подача напряжения, если сопротивление изоляции снижается меньше порогового уровня. Реле утечки выполняют эту защитную функцию.
Принцип действия
В простейшем случае, реле утечки – это электромеханическое реле, у которого обмотка управления подключена к земле и искусственной нейтрали.
Присутствует точка соединения трех цепей с индуктивными и активными сопротивлениями, другие концы которых подсоединяются к фазам сети, есть искусственная нейтраль. При возникновении утечки тока (пробой изоляции) выше граничного значения, устройство отключает электрическую сеть.
На практике дело обстоит иначе. При повторном включении оборудования может возникнуть электрическая дуга, если пробой изоляции не будет устранен.
Чтобы этого не произошло, в аппаратуре защиты предусмотрена блокировка включения оборудования при пониженном сопротивлении изоляции. То есть и при отключенном оборудовании оно контролирует изоляцию сети. Это обеспечивается применением дополнительных источников напряжения, обычно постоянного, в пределах 100 В.
Аппаратура защиты представляет собой трехфазный трансформатор, токоограничивающие сопротивления и реле с двумя катушками. Один конец первичной обмотки присоединен к соответствующей фазе сети, а другой подключается к выводу 1 первой обмотки двухобмоточного реле.
Второй вывод подсоединяется к земле. Вторичная обмотка трансформатора (источник вспомогательного тока) подсоединяется ко второй катушке реле. Они включены встречно, у второй обмотки наведенный ток больше, но их разность (дифференциальный ток) недостаточен для размыкания контактов при нормальной работе сети.
Срабатывание
Сопротивление утечки, если рассматривать эквивалентную схему, включается параллельно с устройством, контролирующим проводимость изоляции. В первой обмотке ток будет самым большим при минимальной проводимости изоляции.
При увеличении проводимости выше порогового уровня, оперативный ток снижается настолько, что происходит размыкание контактов реле. Это приводит к подаче управляющего воздействия на отключающую обмотку мощного релейного устройства.
Уже оно отключает участок сети с повреждением изоляции. Так как обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой, и управляющий сигнал на двухобмоточное реле поступает из центра звезды, то аппаратура защиты сработает при утечках в любой линии сети.
Модели аппаратуры защиты
Аппаратура защитного отключения в электросетях с изолированным нулевым проводником выполняет те же функции, что и дифференциальное реле в обычной бытовой сети.
Основными характеристиками приборов являются:
Время срабатывания составляет 0,1 с. Длительный ток допускается максимум 0,010 А, кратковременный до 0,1 А. Уставка устанавливается в пределах 10-50 кОм.
Один из распространенных защитных приборов в системах безопасности шахт и горнодобывающих предприятий – реле утечки РУ-380. Используется в электросетях синусоидального тока 380 В с изолированным нулевым проводником.
Кроме этого, реле утечки данного типа имеются в исполнении на трехфазное напряжение.
Модели контроля изоляции УАКИ – это разновидность защитной аппаратуры на 380 и 660 В. Они играют роль дифреле в промышленных электросетях с изолированным нулевым проводником.
Другой разновидностью являются аппараты защиты с автокомпенсацией емкостной составляющей утечки марки A3AK. Прибор работает так же, как и УАКИ.
Автоматический компенсатор в виде подключенного между фазовыми проводниками и заземлителем индуктивного устройства снижает токовые утечки. Управление им происходит за счет подмагничивания.
Встречаются реле утечки с самонастройкой. Они не реагируют на плавное изменение токов утечки, только на быстрые броски. Но при достижении определенного предела срабатывают и на медленные нарастания.
Рудничные устройства защиты от токов утечки
Применение
В такой сети фазное напряжение при коротком замыкании на землю попадает через какое-то сопротивление значительно большее, чем сопротивление заземлителя. Поэтому короткое замыкание имеет относительно небольшие значения и электрической дуги обычно не возникает.
На фоне работы мощного оборудования это может быть не замечено и в последствие приведет уже к межфазному замыканию, сопровождающимся электрической дугой и взрывом угольной пыли или газа.
Для этого в системах с изолированной нейтралью постоянно проверяется состояние изоляции контролируемой линии, и моментально отключается подача напряжения, если сопротивление изоляции снижается меньше порогового уровня. Реле утечки выполняют эту защитную функцию.
Устройство и работа реле утечки
В угольной промышленности для контроля за качеством изоляции в сетях переменного тока применяют два типа реле утечки: УАКИ и АЗАК.
Реле УАКИ (устройство автоматического контроля изоляции) применяют для защиты неразветвленных сетей напряжением 127, 380, 660 В.
Реле АЗАК (аппарат защиты и автоматической компенсации) применяют для защиты разветвленных сетей, где возникает необходимость автоматической компенсации емкости электрической сети для ограничения отключаемой величины тока утечки. Реле АЗАК представляет собой реле УАКИ, дополненное устройством для автоматического измерения и компенсации емкости электрической сети,
В основу конструкций реле утечки положен принцип измерения величины сопротивления изоляции методом амперметра и вольтметра. В качестве измерительного тока используют постоянный ток, наложенный на основной переменный ток, питающий потребители.
На рис. 2.5 представлена принципиальная электрическая схема реле УАКИ и автоматического выключателя АФВ.
Реле утечки состоит из следующих основных узлов: корпуса в исполнении РВ; разъединителя РБ делителя напряжения R2 и R3; выпрямительных устройств Д1 и Д2 устройства для частичной компенсации емкости сети Др; фильтра постоянного тока С; двухобмоточного реле Р; газоразрядной лампы Л; омметра; кнопки проверки К/7.
Реле постоянного тока Р имеет две катушки, обмотки которых намотаны навстречу друг другу. Количество ампервитков подбирается таким образом, чтобы при отсутствии сосредоточенного тока утечки ут, определен ком значении распределенного тока утечки 10 и внутреннего выпрямленного тока 8, в, в магнитные потоки их уравновешивались.
Автомат АФВ имеет выключатель А н отключающую катушку ОК. Он ставится на линии, которая подает напряжение к потребителям, может включаться и отключаться вручную или с помощью катушки ОК, цепь питания которой замыкает реле Р (контакт Р-1).
Работу реле целесообразно рассмотреть в нескольких конкретных условиях.
При определенном значении распределенного тока утечки 0 (т. е. при определенном значении величин сопротивлений хс и г) результирующий магнитный поток станет достаточным для срабатывания реле Pt и оно сработает. При этом: контакт Р-2 замкнется и зашунтирует катушку II, результирующий магнитный поток возрастет (так как ток не будет проходить через обмотку II, реле Р будет надежно удерживаться во включенном положении); контакт Р-1 замкнет цепь катушки ОК (фаза а — Р-1 — ОК фаза с) и автомат А отключится — потребители потеряют питание.
Аналогично будет работать реле УАКИ при появлении значительной сосредоточенной утечки ут или одно Квременной значительной сосредоточенной и равномерной Щутечке в сети.
Омметр во всех случаях будет показывать величину сопротивления изоляции контролируемой линии.
Учитывал, что при параллельном подсоединении реле их чувствительность уменьшается, в защищаемой сети ставят всегда одно реле утечки.
Место установки реле выбирают таким образом, чтобы обеспечить контроль за утечками на всей линии электроснабжения.
ПБ предписывают проверку исправности реле утечки ИВ начале каждой смены. Это делают нажатием кнопки. При нажатии на кнопку создается искусственная утечка через дополнительное заземление ДЗ, исправное реле срабатывает и отключает АФВ. Если реле не срабатывает при двухкратном нажатии кнопки С/7, оно неисправно.
Правила безопасности запрещают включение электрической сети при неисправном реле утечки.
Принцип действия
В простейшем случае, реле утечки – это электромеханическое реле, у которого обмотка управления подключена к земле и искусственной нейтрали.
Присутствует точка соединения трех цепей с индуктивными и активными сопротивлениями, другие концы которых подсоединяются к фазам сети, есть искусственная нейтраль. При возникновении утечки тока (пробой изоляции) выше граничного значения, устройство отключает электрическую сеть.
На практике дело обстоит иначе. При повторном включении оборудования может возникнуть электрическая дуга, если пробой изоляции не будет устранен.
Чтобы этого не произошло, в аппаратуре защиты предусмотрена блокировка включения оборудования при пониженном сопротивлении изоляции. То есть и при отключенном оборудовании оно контролирует изоляцию сети. Это обеспечивается применением дополнительных источников напряжения, обычно постоянного, в пределах 100 В.
Аппаратура защиты представляет собой трехфазный трансформатор, токоограничивающие сопротивления и реле с двумя катушками. Один конец первичной обмотки присоединен к соответствующей фазе сети, а другой подключается к выводу 1 первой обмотки двухобмоточного реле.
Второй вывод подсоединяется к земле. Вторичная обмотка трансформатора (источник вспомогательного тока) подсоединяется ко второй катушке реле. Они включены встречно, у второй обмотки наведенный ток больше, но их разность (дифференциальный ток) недостаточен для размыкания контактов при нормальной работе сети.
Аппарат защиты от утечки токов шахтный РУ-380
Реле утечки защищает рабочий персонал от поражающего действия электрического тока. Опасная ситуация может возникнуть, если в электрической сети трехфазного переменного тока возникнет утечка в землю. Модель РУ-127/220 действует в сети с частотой 50 Гц и напряжением 127 и 220 В для. Для напряжения 380 и 660 В разработано устройство РУ-380/660. Нейтраль трансформатора изолирована. Реле эксплуатируется на поверхностях угольных шахт и в подземном угледобывающем производстве высокого уровня опасности (из-за взрыва метана и угольной пыли). Конструктивные особенностиРеле утечки сделано в двухканальной модификации. Оно контролирует значения напряжения 127/220 В и 380/660 В. Устройство покрыто оболочкой, которая имеет прямоугольную форму и высокий уровень устойчивости к взрывам. РУ разделено на два отсека: для вводов и аппаратных деталей. Соединение вводов осуществляется втулкой, через которую идут залитые провода. Оба отсека накрыты крышками. Аппаратное управление имеет крышку, оснащенную устройством блокировки. Оно не дает крышке открыться, когда разъединитель включен.Рассмотрим отдельно каждую версию реле.РУ-127/220В аппаратный отсек этой версии вмонтирован блок реле утечки, тумблер для выбора напряжения (127 или 220 В) и разъединитель. На крышке расположена кнопка старта и светодиодная лампочка.РУ-380/660Аппаратный отдел этой модификации оснащен разъединителем и выемным блоком со смонтированной арматурой для коммутации. Крышка оборудована кнопкой проверки и смотровым окошком для контроля показаний.Отделение вводов имеет три ввода для кабелей с диаметром 1,6-2,5 см и клеммные зажимы. Также в реле предусмотрены заземляющие зажимы: два внутренних и один наружный.
| Номинальное напряжение защищаемой сети (50 Гц), В | 380 |
| Длительный ток утечки, А, не более | 0,025 |
| Сопротивление срабатывания реле утечки при симметричной трехфазной утечке, кОм, на фазу, не менее | 10 |
| Сопротивление срабатывания реле утечки при однофазной утечке в диапазоне емкостей от 0 до 1,0 мкФ на фазу и номинальном напряжении сети, кОм, не более | 15 |
| Собственное время срабатывания реле утечки при возникновении однофазной утечки сопротивлением 1000 Ом, с, не более | 0,1 |
| Уровень взрывозащиты | РВ |
| Вид взрывозащиты | 3В |
| Потребляемая мощность, В А | 30 |
| Средняя наработка на отказ, ч., не менее | 10 000 |
| Средний срок службы, лет | 5 |
| Габариты, мм, не более | 390х375х315 |
| Масса, кг, не более | 40 |
Срабатывание
Сопротивление утечки, если рассматривать эквивалентную схему, включается параллельно с устройством, контролирующим проводимость изоляции. В первой обмотке ток будет самым большим при минимальной проводимости изоляции.
При увеличении проводимости выше порогового уровня, оперативный ток снижается настолько, что происходит размыкание контактов реле. Это приводит к подаче управляющего воздействия на отключающую обмотку мощного релейного устройства.
Уже оно отключает участок сети с повреждением изоляции. Так как обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой, и управляющий сигнал на двухобмоточное реле поступает из центра звезды, то аппаратура защиты сработает при утечках в любой линии сети.
Ответ:
Реле утечки тока должно проверяться на срабатывание в начале каждой смены. Реле утечки в сетях, питающих электрооборудование, работающее по непрерывному производственному циклу и оснащенное автоматическими устройствами контроля утечки тока с функциями самоконтроля – должны проверятся в соответствии с требованиями, установленными организацией – изготовителем.
В электрических сетях, питающих электродвигатели автоматизированного конвейерного транспорта, загрузочно-разгрузочных комплексов шахтного подъема реле утечки должно проверяться один раз в сутки в ремонтную смену.
Результаты проверки реле утечки должны заноситься в журнал проверки реле утечки или в журналы осмотра добычных комплексов.
Общее время отключения электрической сети напряжением 380, 660, 990, 1000, 1140 В, а также напряжением 3 — 6 кВ, питающим очистные комплексы, под действием реле утечки должно измеряться не реже одного раза в шесть месяцев при создании искусственной однофазной утечки через сопротивление 1 кОм.
Время срабатывания аппаратуры защиты для отключения поврежденной сети, напряжением от 3000 до 6000 В не должно превышать 0,1 с.
Вторичные обмотки силовых трансформаторов подземных электроустановок напряжением от 127 до 1140 В должны быть оснащены реле утечки с автоматическим отключением поврежденной сети.
Защита от утечек тока на землю потребителей, получающих питание от полупроводниковых преобразователей, должна осуществляться с помощью общесетевого реле утечки, установленного в питающем их электрооборудовании.
Время отключения поврежденной сети напряжением от 380 до 1000В не должно превышать 0,2 с.;
— напряжением 1140В — 0,12 с.;
— для сетей напряжением от 127 и 380В, а так же при частоте сети отличной от 50 Гц, время срабатывания реле утечки устанавливается эксплуатационными документами.
Периодичность измерения сопротивления изоляции электрооборудования и кабелей.
Ответ:
Измерение сопротивления изоляции электрооборудования и кабелей должно производиться перед включением после их монтажа и переноски, после аварийного отключения защитой, после длительного пребывания в бездействии (более 3 месяцев), если реле утечки не позволяет включать сеть, а также периодически: для стационарных электроустановок — не реже одного раза в год; для передвижных, переносных и периодически перемещаемых электроустановок — не реже одного раза в три месяца.
Электрооборудование и кабели, сопротивление изоляции которых не соответствует нормам и вызывает срабатывание реле утечки, должны быть отсоединены от сети для проведения мероприятий по повышению сопротивления их изоляции или ремонта.
Измерение сопротивления изоляции электрооборудования и кабелей напряжением до 1140 В должно производиться с помощью мегомметра на напряжение 500 — 1000 В, а в электроустановках выше 1000 В — с помощью мегомметра на напряжение 2500 В.
При периодическом измерении сопротивления изоляции отдельного оборудования и кабелей, а также после монтажа перед включением в работу результаты измерения заносятся в соответствующий журнал. Во всех других случаях занесение результатов измерений в журнал не требуется.
Требования П по ОПБ к информации наносимой на крышки пусковой аппаратуры. Пломбировка пусковой аппаратуры.
Ответ:
На каждом пусковом аппарате должна быть четкая надпись, указывающая тип аппарата, напряжение питания, величину уставки тока максимальной токовой защиты или номинального тока плавкой вставки предохранителя силовой сети, наименование потребителя.
Крышки отделений аппаратуры, содержащих электрические защиты, устройства блокировки и регулировки, должны пломбироваться именными пломбами. Требование не распространяется на электрооборудование, находящееся в камерах и обслуживаемое постоянным дежурным электроперсоналом, а также в камерах, запирающихся на замок.
Реле утечки рудничное РУ-380/660
Применение
В такой сети фазное напряжение при коротком замыкании на землю попадает через какое-то сопротивление значительно большее, чем сопротивление заземлителя. Поэтому короткое замыкание имеет относительно небольшие значения и электрической дуги обычно не возникает.
На фоне работы мощного оборудования это может быть не замечено и в последствие приведет уже к межфазному замыканию, сопровождающимся электрической дугой и взрывом угольной пыли или газа.
Для этого в системах с изолированной нейтралью постоянно проверяется состояние изоляции контролируемой линии, и моментально отключается подача напряжения, если сопротивление изоляции снижается меньше порогового уровня. Реле утечки выполняют эту защитную функцию.
Реле утечки рудничное РУ-380/660
Главная / Шахтная автоматика, пускатели и трансформаторы / Реле утечки рудничное РУ-380/660
Назначение
Реле утечки РУ-380/660 предназначено для защиты людей от поражения электрическим током и других опасных последствий утечек тока на землю в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением 380 В и 660 В с изолированной нейтралью трансформатора.
Область применения
В подземных выработках и на поверхностях угольных шахт, опасных по взрыву газа метана и угольной пыли в соответствии с «Правилами безопасности в угольных шахтах» ПБ 05-618-03 и горнорудных предприятий в соответствии с «Едиными правилами безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом» ПБ 03-553-03.
Технические характеристики
| Основные параметры | Значение | |
| Технические условия | ТУ 3148-015-62509866-2011 | |
| Маркировка взрывозащиты | РВ Ехd I | |
| Степень защиты | IP54 | |
| Номинальное напряжение питания, В | 380/660 | |
| Номинальная потребляемая мощность, Вт, не более | 100 | |
| Сопротивление срабатывания при симметричной трехфазной утечке и емкости сети от 0 до 1 мкФ на фазу, кОм на фазу, не более: | 380 В | 10 |
| 660 В | 30 | |
| Сопротивление срабатывания при однофазной утечке и емкости сети от 0 до 1 мкФ/фазу, кОм, не более: | 380 В | 12 |
| 660 В | 20 | |
| Время срабатывания при сопротивлении однофазной утечки 1 кОм и ёмкости сети от 0 до 1 мкФ/фазу, с, не более: | 380 В | 0,1 |
| 660 В | 0,1 | |
| Продолжительность автоматической настройки устройства компенсации, с, не более | 0,1 | |
| Длительный ток утечки при изменении емкости сети от 0 до 1 мкФ на фазу, А, не более | 0,025 | |
| Кратковременный ток через однофазную утечку сопротивлением 1 кОм в диапазоне изменения сопротивления изоляции от до критического значения и емкости сети от 0 до 1 мкФ на фазу, А не более | 0,1 | |
| Минимальное напряжение сети, при котором обеспечивается функционирование компенсатора от номинального не более | 0,5Uном | |
| Климатическое исполнение и категория размещения | УХЛ 5 | |
| Температура окружающей среды, °С | — 10… + 40 | |
| Габаритные размеры, мм, не более | 403х320х446 | |
| Масса, кг, не более | 44 | |
| Срок службы, лет, не менее | 5 | |
| Наработка на отказ, часы, не менее | 10 000 | |
| Ресурс, часы, не менее | 50 000 | |
Конструкция
Реле утечки РУ выполнено двухканальным на напряжения 380В или 660В.
Реле утечки помещено в стальную взрывонепроницаемую оболочку прямоугольной формы и состоит из аппаратного отделения и отделения вводов, которые соединены между собой втулкой, через которую проходят залитые провода. В аппаратном отделении установлены: выемной блок, разъединитель и внутренний заземляющий зажим. В отделении вводов размещены три кабельных ввода, заземляющий зажим и клеммы для присоединения проводов. Оба отделения закрыты крышками. Крышка аппаратного отделения снабжена блокировочным устройством, которое препятствует открытию крышки при включенном разъединителе. Реле оснащено наружным заземляющим зажимом. Уплотнение кабеля в корпусе осуществляется с помощью резинового уплотнительного кольца.
Принцип работы РУ-127/220 основан на использовании тока оперативного напряжения, протекающего через обмотку исполнительного реле, который шунтируется сопротивлением изоляции сети освещения.
Структура обозначения
Реле утечки РУ–380/660.УХЛ5 ТУ 3148-015-62509866-2011
380/660 – номинальное напряжение питания, В
Условное обозначение при заказе и в документации другого изделия:
Реле утечки РУ–380/660.УХЛ5 ТУ 3148-015-62509866-2011
ВЕРНУТЬСЯ В РАЗДЕЛ
Принцип действия
В простейшем случае, реле утечки – это электромеханическое реле, у которого обмотка управления подключена к земле и искусственной нейтрали.
Присутствует точка соединения трех цепей с индуктивными и активными сопротивлениями, другие концы которых подсоединяются к фазам сети, есть искусственная нейтраль. При возникновении утечки тока (пробой изоляции) выше граничного значения, устройство отключает электрическую сеть.
На практике дело обстоит иначе. При повторном включении оборудования может возникнуть электрическая дуга, если пробой изоляции не будет устранен.
Чтобы этого не произошло, в аппаратуре защиты предусмотрена блокировка включения оборудования при пониженном сопротивлении изоляции. То есть и при отключенном оборудовании оно контролирует изоляцию сети. Это обеспечивается применением дополнительных источников напряжения, обычно постоянного, в пределах 100 В.
Аппаратура защиты представляет собой трехфазный трансформатор, токоограничивающие сопротивления и реле с двумя катушками. Один конец первичной обмотки присоединен к соответствующей фазе сети, а другой подключается к выводу 1 первой обмотки двухобмоточного реле.
Второй вывод подсоединяется к земле. Вторичная обмотка трансформатора (источник вспомогательного тока) подсоединяется ко второй катушке реле. Они включены встречно, у второй обмотки наведенный ток больше, но их разность (дифференциальный ток) недостаточен для размыкания контактов при нормальной работе сети.
Описание работы схемы
Аппарат защиты обеспечивает непрерывный контроль сопротивления изоляции сети при напряжениях 660/1140 В и автоматически адаптируется к указанным напряжениям. После подачи питающего напряжения на аппарат и трехфазного напряжения сети, аппарат автоматически определяет величину напряжения и выбирает уставку срабатывания без участия оператора. Установленная после включения трехфазного напряжения уставка срабатывания в режиме реле утечки, а также в режиме предупредительного контроля изоляции сохраняется в энергонезависимой памяти до следующего включения питающего и трехфазного напряжения.
В режиме непрерывного контроля сопротивления изоляции сети аппарат защиты работает следующим образом. После подачи напряжения на трансформатор формируется измерительный ток, который протекает через фильтры, а после обработки поступает на вход микроконтроллера, где происходит его измерение. Таким образом осуществляется предварительный контроль сопротивления изоляции сети. При параметрах сопротивления изоляции сети выше нормируемых микроконтроллер выдает сигнал, в результате чего реле взводится и разрешает включение силового коммутационного аппарата, подающего напряжение на сеть. Элементы цепи измерительного тока непрерывно контролируются микроконтроллером после подачи на них рабочего напряжения сети. Одновременно происходит самотестирование элементов схемы, о нормальной работе которых свидетельствует мигающий светодиод. При сбое работы аппарата или отказе хотя бы одного из элементов, светодиод перестает мигать, а исполнительное реле блокирует процесс включения силового автоматического выключателя.
После подачи силового напряжения на аппарат защиты происходит измерение величины напряжения, выбирается уставка срабатывания аппарата и осуществляется контроль целостности цепей измерительного тока и напряжений. При снижении сопротивления изоляции сети измерительный ток увеличивается, а при превышении им порогового значения микроконтроллер через реле выдает команду на отключение силового коммутационного аппарата.
При этом происходит запоминание и запись в энергонезависимую память (EEPROM) даты и времени события, характера события (аварийное отключение или отключение в результате проверки), наименования поврежденной фазы сети. При проведении проверки срабатывания аппарата в энергонезависимую память также записывается время срабатывания (собственное время, время шунтирования поврежденной фазы на землю и полное время срабатывания совместно с автоматическим выключателем). Указанная информация может быть передана диспетчеру по линии связи через информационный блок, или снята оперативным персоналом при расследовании аварий посредством специализированного стенда.
Килоомметр является одним из элементов цепи измерительного тока, поэтому, если вместо него используется информационный блок необходимо установить перемычку между выводами 1 и 9 разъема X1.
В процессе измерения одновременно непрерывно контролируется цепь протекания измерительного тока, его величина, а также наличие, величина напряжения смещения нейтрали сети и фазовые зависимости между фазными напряжениями и напряжением смещения нейтрали сети микроконтроллером. При отклонении их от заданных эталонных значений аппарат также выдает команду на отключение силового коммутационного аппарата. При возникновении утечки в сети по совокупности заданных признаков микроконтроллер определяет поврежденную фазу сети. После выдачи команды на отключение силового коммутационного аппарата, выдается команда на срабатывание одного из исполнительных шунтирующих реле, которое подключает параллельно утечке один соответствующий резистор сопротивлением 100 Ом, и тем самым многократно снижает ток, протекающий через утечку. Уставка срабатывания определителя поврежденной фазы является многофакторной зависимостью от параметров сопротивления изоляции и емкости сети, вычисляется и устанавливается автоматически, и не регулируется. Величина уставки срабатывания устройства определения поврежденной фазы и время срабатывания исполнительной части схемы выбраны из условий необходимого обеспечения ограничения величины количества электричества, протекаемого через тело человека при прикосновении к фазе сети, не более 50 мА•с.
После отключения силового коммутационного аппарата РУНН трансформаторной подстанции аппарат защиты снова переходит в режим работы предварительного контроля изоляции сети. Схема аппарата при заказе может быть выполнена с блокированием исполнительного реле. При таком исполнении после отключения коммутационного аппарата, исполнительное реле не восстанавливается и блокирует подачу напряжения на сеть до нажатия на кнопку «Сброс сигнализации» или снятия и повторной подачи питающего напряжения аппарата защиты.
Аппарат контролирует наличие напряжения во всех трех фазах, а также асимметрию напряжения сети не более 15%. В случае обрыва одной из фаз или асимметрии, аппарат выдает команду на отключение коммутационного аппарата через исполнительное реле, а во второй строке ЖКИ указывается отсутствующая фаза, например: «Обрыв фазы C».
Для осуществления проверки работоспособности аппарата защиты в условиях эксплуатации в аппарате предусмотрены проверочные резисторы которые через зажим К подключаются к кнопке «Проверка» трансформаторной подстанции. В режиме работы реле утечки при помощи кнопки «Проверка» через указанные резисторы создаётся искусственная утечка тока на землю, что приводит к срабатыванию аппарата защиты.
При использовании информационного блока с дисплеем представляется возможным производить проверку времени срабатывания аппарата защиты совместно с силовым коммутационным аппаратом трансформаторной подстанции. Для этого необходимо подключить к кнопке «Проверка» в РУНН трансформаторной подстанции между зажимом К и землей () резистор величиной 1 кОм, мощностью не менее 50 Вт. Закрыть крышку РУНН, подать напряжение питания аппарата, включить силовой автоматический выключатель и нажать на кнопку «Проверка» трансформаторной подстанции. После этого произойдет отключение коммутационного аппарата и на дисплее будет отображена информация о собственном времени срабатывания аппарата, а также полном времени срабатывания совместно с коммутационным аппаратом. Полученные результаты измерения времени срабатывания могут служить в качестве протокола проверки аппарата защиты без дополнительных стендовых испытаний при обязательных периодических проверках.
Визуальный контроль состояния изоляции контролируемой сети осуществляется при помощи килоомметра или информационного блока.
Аппарат защиты имеет также световую сигнализацию с запоминанием состояния о срабатывании аппарата, выполненную на светодиодном индикаторе, и световую индикацию, подключенную к контактам исполнительного реле, указывающую на его состояние.
Состояние световой индикации о срабатывании аппарата защиты не влияет на его работоспособность. Возврат в исходное состояние световой сигнализации о срабатывании аппарата защиты осуществляется кнопкой «Сброс индикации» трансформаторной подстанции.
В зависимости от требований заказчиков электрическая схема аппарата предусматривает исполнение с блокированием исполнительного реле и без него.
Такое построение схемы аппарата защиты позволяет осуществлять:
Срабатывание
Сопротивление утечки, если рассматривать эквивалентную схему, включается параллельно с устройством, контролирующим проводимость изоляции. В первой обмотке ток будет самым большим при минимальной проводимости изоляции.
При увеличении проводимости выше порогового уровня, оперативный ток снижается настолько, что происходит размыкание контактов реле. Это приводит к подаче управляющего воздействия на отключающую обмотку мощного релейного устройства.
Уже оно отключает участок сети с повреждением изоляции. Так как обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой, и управляющий сигнал на двухобмоточное реле поступает из центра звезды, то аппаратура защиты сработает при утечках в любой линии сети.
Техническое обслуживание и меры безопасности
Клеммы К, U, V, W и штепсельный разъем Х1 предназначены для внешних соединений и полностью взаимозаменяемы с аппаратом АЗУР-4.
К обслуживанию аппаратов допускается только проинструктированный персонал. АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ В ШАХТНЫХ УСЛОВИЯХ НЕ ВСКРЫВАТЬ! Категорически запрещается блокирование и эксплуатация аппарата защиты в сети с наличием утечки, т.к. это приводит к выходу из строя отдельных элементов аппарата защиты, в т.ч. трехфазного присоединительного трансформатора и к выходу из строя аппарата защиты в целом. Аппарат проверяется обслуживающим персоналом один раз в сутки с помощью кнопки «Проверка» или дистанционно, преимущественно в ремонтную смену. При нажатии на кнопку «Проверка» и удержании её в течение 1-2 секунд, аппарат должен сработать. При неисправности аппарата, проводивший проверку должен немедленно обесточить сеть и сообщить об этом горному диспетчеру. Перед установкой аппарата АЗУР.4МК в подстанцию необходимо произвести ревизию разъемов. При подготовке аппарата к работе и его эксплуатации необходимо соблюдать требования, установленные «Правилами безопасности в угольных шахтах», «Правилами технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт». Все работы, связанные с ремонтом аппарата, необходимо выполнять только на поверхности. Монтаж и эксплуатация аппарата должны выполняться электротехническим персоналом, ознакомившимся с руководством по эксплуатации аппарата и прошедшим инструктаж по технике безопасности в установленном порядке.
Применение устройства УАКИ-Э (380, 220, 127В)
Описываемое устройство активно задействуется в системах, которые питаются от изолированной нейтрали, например:
Известно, что агрегат имеет независимый источник, подающий питающее и измерительное напряжение. Этим и объясняется возможность осуществления поиска неисправных зон, когда вводный автомат находится выключенным.