Устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети для узо (уконпэ-узо). Контроль обрыва нулевого провода

Способ автоматического контроля параметров нулевого провода воздушных и кабельных линий 0,4 кв и устройство для его осуществления

Использование: для защиты потребителей электрической энергии от перенапряжений, вызванных ухудшением параметров нулевого провода или его обрыва, и для обеспечения электро-, пожаро- и взрывобезопасности. Технический результат заключается в повышении качества контроля непрерывности и параметров нулевого провода, увеличении достоверности определения его обрыва или обрыва части повторных заземлителей в любой точке сети. Способ и работа устройства основаны на постоянном пропускании высокочастотных прямоугольных импульсов по цепи «нулевой провод защищаемой линии - система повторных заземлителей - земля» с частотой каналов, отличающейся от соседних каналов не менее чем на 200 Гц. Затем производят фильтрацию поступающих сигналов на питающем конце линии (подстанции), дешифрацию, оценивание заранее известной величины амплитуды импульса и при снижении ее более чем на 15% - отключают аварийную линию. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к средствам электробезопасности, и может быть использовано для защиты потребителей электрической энергии от перенапряжений, вызванных ухудшением параметров нулевого провода или его обрыва, и для обеспечения электро-, пожаро- и взрывобезопасности.

Изобретение предназначено для организации контроля непрерывности нулевого провода и его параметров относительно земли воздушных и кабельных линий электропередачи 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью.

Практика эксплуатации воздушных и кабельных линий показала, что основными причинами:

обрыва нулевого провода являются:

- длительное однофазное короткое замыкание в конце длинной линии, приводящее к отгоранию нулевого провода в местах контактных соединений;

- постепенное электроэрозионное разрушение нулевого провода при схлестывании с фазным в местах наибольшей стрелы провеса;

увеличения напряжения прикосновения являются:

- обрыв части системы повторных заземлителей;

- увеличение переходных сопротивлений в месте контакта повторных заземлителей с нулевым проводом;

- увеличение сопротивления грунта в месте установки повторных заземлителей.

При несимметричной нагрузке обрыв или увеличение сопротивления системы "нулевой провод-земля" вызывает появление у потребителей значительных перенапряжений в наименее нагруженных фазах, что приводит к массовому выходу из строя оборудования потребителей и возникновению электро-, пожаро- и взрывоопасных ситуаций.

Обеспечение непрерывности нулевого провода предполагает постоянный контроль за его состоянием и параметрами и в случае аварии отключение отходящей линии от трансформаторной подстанции.

Известен способ определения повреждения нулевого провода в сетях 0,4 кВ путем определения сопротивления петли фаза-нуль (Сидоров А.И. Основы электробезопасности: Учебное пособие. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001. - с.66-172).

Основным недостатком при измерении сопротивления петли фаза-нуль является невозможность точно определить, чем вызвано увеличение суммарного сопротивления петли фаза-нуль: обрывом нулевого провода или недопустимым увеличением сопротивления фазных проводов, а также невозможностью организации постоянного автоматического контроля указанных аварийных состояний.

Существует устройство, использующее наложение на напряжение сети оперативного постоянного тока и предназначенное для контроля зануления конкретной электрической установки (А.с. 845115 СССР - Устройство для контроля целостности заземляющей цепи передвижных электроустановок. G 01 R, заявлено 09.07.1979 г.; опубликовано 07.07.1981 г., бюл. №25), содержащее основной трехфазный дроссель, источник оперативного постоянного тока, дополнительный трехфазный дроссель и реагирующий орган.

Недостатком устройства, использующего наложение на напряжение сети оперативного тока, является контроль непрерывности лишь одного участка цепи зануления, а кроме того, ухудшение качества электроэнергии.

Известно также устройство контроля непрерывности нулевого провода в воздушных линиях 0,4 кВ, в основу которого положен принцип сравнения тока I01 в нулевом проводе в начале линии и тока I3 в заземлении нейтрали питающего трансформатора. Как было установлено, в нормальном режиме работы сети при любом распределении нагрузки между линиями величина тока I01 всегда больше величины тока I3. При нарушении непрерывности нулевого провода соотношение I01>I3 нарушается, что и используется для обнаружения возникновения аварийной ситуации и выработки сигнала, который подается на исполнительный механизм, отключающий неисправную линию (А.с. 2230415 РФ - Устройство контроля непрерывности нулевого проводника в воздушных линиях 0,4 кВ. Н 02 Н, заявлено 17.10.2002 г.; опубликовано 10.06.2004, бюл. №16).

Недостатком этого устройства является малая зона контроля, так как оно надежно работает на длинах до 500 м. Согласно анализу схем городских электросетей длина отдельных линий распределительных сетей 0,4 кВ не превышает 300-400 м. Поэтому в городских условиях зоны действия 500 м достаточно, а в сельской местности зачастую нет, так как линии 0,4 кВ в сельской местности могут достигать длин порядка 1,5-2 км.

Наиболее близким по технической сущности является способ контроля непрерывности заземляющего провода передвижных горнодобывающих электроустановок, в котором в качестве канала связи используется совокупность фазных проводов, а контролирующие сигналы вводятся в сеть в виде чередующихся импульсов заранее заданной одной и той же частоты (Сидоров А.И. Теория и практика системного подхода к обеспечению электробезопасности на открытых горных работах. - Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Кемерово, 1994, с.23-25, рис.5).

Наиболее близким по технической сущности является также устройство контроля непрерывности заземляющего провода передвижных горнодобывающих электроустановок (Сидоров А.И. Теория и практика системного подхода к обеспечению электробезопасности на открытых горных работах. - Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Кемерово, 1994, с.23-25, рис.5), включающее блок приема импульсов, установленный на питающей подстанции, где находится центральный заземлитель, который посылает в сеть опросные импульсы, каждый из которых предназначен для запуска соответствующего блока передачи импульсов, установленного на той или иной передвижной электроустановке. Блок передачи импульсов по контуру нулевой последовательности или по цепи сопротивление самозаземления - грунт - центральный заземлитель - совокупность фазных проводов передает на блок приема импульсы, которые дешифруются и преобразуются в контрольный сигнал. Величина этого контрольного сигнала и является критерием непрерывности цепи заземления.

Недостатками известного способа и устройства являются:

- ухудшение качества электроэнергии в данной сети за счет прохождения импульсного тока через совокупность фазных проводов;

- за счет временного ограничения полосы пропускания нарушается импульсный характер сигнала, импульсный сигнал конечной длительности «расплывается», переходные процессы в канале продолжаются после выключения i-го сигнала и происходит наложение сигналов, что приводит к ухудшению чувствительности;

- контроль параметров нулевого провода по каждой защищаемой линии производится через некоторые промежутки времени, длительность которых зависит от количества защищаемых линий, т.е. контроль осуществляется непостоянно.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение качества контроля непрерывности и параметров нулевого провода, увеличение достоверности определения его обрыва или обрыва части повторных заземлителей в любой точке сети.

Технический результат достигается тем, что в способе автоматического контроля параметров нулевого провода воздушных и кабельных линий 0,4 кВ, включающем пропускание высокочастотных импульсов через нулевой провод и совокупность повторных заземлителей защищаемых линий, прием импульсов, их дешифрацию, регистрацию амплитуды импульсов и подачу сигнала на отключение линии при значениях амплитуды импульсов ниже определенной величины, осуществляется непрерывная передача импульсов определенной частоты, отличающейся на 200 Гц для соседних каналов частоты, а перед дешифрацией дополнительно производят измерения частоты и разделение спектра сигналов по исходным полосам частоты, определяют амплитуды импульсов, соответствующих каждой линии, и при уменьшении амплитуды импульсов более чем на 15% от амплитуды импульсов в нормальном режиме работы производят отключение линии с нарушенными параметрами нулевого провода.

Технический результат также достигается тем, что в устройстве автоматического контроля непрерывности и параметров нулевого провода воздушных и кабельных линий 0,4 кВ, содержащем блоки передачи высокочастотных импульсов, установленные в конце защищаемых линий, и блок приема с дешифраторами, установленный на питающей трансформаторной подстанции, причем блоки передачи высокочастотных импульсов и блок приема имеют два зажима, первый из которых соединен с нулевым проводом, дополнительно введены частотные фильтры, установленные последовательно между нулевым проводом и дешифраторами блока приема, при этом блоки передачи высокочастотных импульсов и блок приема вторым зажимом соединены с повторным заземлителем.

Введение частотных фильтров позволяет измерить частоту и разделить спектр группового сигнала на полосы частоты, соответствующие защищаемым линиям, что необходимо для обеспечения непрерывного контроля всех отходящих от трансформаторной подстанции линий.

Сущность предлагаемого способа и устройства поясняется чертежом.

На чертеже представлена структурная схема устройства постоянного автоматического контроля параметров нулевого провода для двух отходящих от трансформаторной подстанции линий, в которой используются стандартные общепринятые блоки, где

1 - силовой питающий трансформатор;

2 - нагрузки потребителей;

3 - автоматические выключатели отходящих от подстанции линий;

4 - контур заземления подстанции сопротивлением 4 Ом;

5 - повторные заземлители воздушных или кабельных линий сопротивлением 30 Ом;

6 - сопротивления нулевых проводов отходящих линий;

7 - блоки передачи импульсов соответствующих линий;

8 - блок приема импульсов;

9 - частотные фильтры соответствующих линий;

10 - дешифраторы соответствующих линий;

11 - исполнительные механизмы автоматических выключателей защищаемых линий.

Устройство содержит блоки передачи высокочастотных сигналов, установленные в конце защищаемых линий и включаемые между нулевым проводом и повторным заземлителем 5. Каждый блок передачи импульсов 7 представляет собой генератор высокочастотных импульсов, вырабатывающий высокочастотные импульсы соответствующих полос частоты Δω1, Δω2,..., Δωn.

Согласно данным анализа схем городских электрических сетей количество отходящих от трансформаторных подстанций линий 0,4 кВ не превышает 30. Следовательно, для работы устройства при максимальном количестве отходящих линий необходимо разделение канального сигнала частотными фильтрами на 30 полос частоты. Для обеспечения минимального влияния между полосами канала, обусловленного нелинейными искажениями 2-го порядка, вызванными нелинейностью канала прохождения сигнала, несущая частота канала должна быть кратна определенной частоте ΔFМАКС, равной скорости передачи (при предельной скорости модуляции BМАКС): ΔFмакс=Bмакс. Согласно требованиям к системе передачи импульсных посылок, связанных с тремя ее основными характеристиками: пропускной способностью, верностью и надежностью, скорость модуляции варьируется в пределах 50-160 бод (Балагин И.А., Кудряшов В.А., Семенюта Н.Ф. Передача дискретной информации и телеграфия. М.: Транспорт, 1971, с.234-235). В этом случае при передаче потеря достоверности не превышает 10-3, а вероятность ошибки, вносимой приемником при демодуляции импульсов, лежит в пределах 10-6-10-10. Исходя из реальных характеристик фильтров несущая частота канала ΔF должна быть увеличена на величину полосы расфильтровки ΔFРАСФ, равной не менее 40 Гц. Учитывая эти соображения, ΔF=ΔFМАКС+ΔFРАСФ=160+40=200 Гц. Тогда для обеспечения защиты 30 отходящих линий несущая частота блока передачи импульсов должна быть равна ΔFНЕС=ΔF·n=200·30=6000 Гц.

Способ реализуется следующим образом. Блоки передачи импульсов 7 генерируют высокочастотные импульсы соответствующей полосы частоты Δωi для каждой защищаемой линии. Проходя через сопротивление нулевого провода 6, совокупность повторных заземлителей 5 соответствующей линии и грунт, сигналы поступают в блок приема 8. Затем спектр группового сигнала частотными фильтрами 9 разделяется на полосы Δωi, соответствующие каждой защищаемой линии. Дешифраторы 10 производят расшифровку сигналов, а при ненормальных параметрах импульсов подают сигнал на исполнительный механизм 11 автоматического выключателя, осуществляющий отключение отходящей линии с поврежденным нулевым проводом от трансформаторной подстанции.

Для полного разделения каналов необходимо, чтобы спектры канальных сигналов были полностью сосредоточены в соответствующих полосах Δωi, а частотные фильтры выделяли спектр только своего сигнала и не пропускали бы никаких гармоник других сигналов.

Большинство электрических сетей, находящихся в эксплуатации в настоящее время, выполнены в соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок» (6-е изд., перераб. и доп. - Красноярск, 1998. - с.83-84, пункт 1.7.79), согласно которым для обеспечения автоматического отключения аварийных участков должно выполняться следующее условие , где - ток однофазного короткого замыкания, Iрасц - величина уставки тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику. Относительная погрешность измерения тока однофазного короткого замыкания согласно техническим характеристикам применяемых приборов составляет 10-20%. С учетом погрешности условие выбора защитного аппарата принимает вид . Поэтому порог срабатывания предлагаемого устройства для согласования с работой защитного аппарата должен быть ориентирован на понижение отношения на 0,6. Такое понижение соответствует в свою очередь увеличению сопротивления нулевого проводника на 10-15% или выходу из строя 40-50% повторных заземлителей от общей совокупности повторных заземлителей соответствующей линии.

Результаты исследований на математических и физических моделях электрических сетей наиболее характерных аварийных ситуаций состояния нулевого провода и системы "нулевой провод-земля" представлены в таблице 1, где Ro - сопротивление нулевого провода 6; Rп - сопротивление повторного заземлителя 5, равное 30 Ом.

Таким образом, данные табл. 1 показывают, что при снижении амплитуды напряжения сигнала более чем на 15% от значения для нормального режима работы в случае недопустимого изменения параметров нулевого провода, подается сигнал на исполнительный механизм автоматического выключателя, осуществляющий отключение отходящей линии от трансформаторной подстанции с поврежденным нулевым проводом.

Таблица 1
Условия моделирования	Изменение параметров нулевого провода	Изменениеамплитуды высокочастотного сигнала
Линия 0,4 кВ	Обрыв нулевого провода в начале линии	-56,1%
Длина 1 км	Обрыв нулевого провода в 1/3 длины линии	-51,8%
Нагрузка несимметричная	Обрыв нулевого провода в 1/2 длины линии	-49,3%
Количество повторных заземлителей - 10 шт.	Обрыв нулевого провода в 2/3 длины линии	-41,0%
	Обрыв нулевого провода в конце линии	-31,6%
	Увеличение Ro на 10%	-15,4%
	Увеличение Ro на 11%	-15,7%
	Увеличение Ro на 12%	-16,0%
	Увеличение Ro на 13%	-16,4%
	Увеличение Ro на 14%	-16,8%
	Увеличение Ro на 15%	-17,2%
	Выход из строя четырех Rп (40%)	-16,2%
	Выход из строя пяти Rп (50%)	-19,7%

Согласно предложенному способу за счет постоянного приема передаваемых импульсов осуществляется непрерывный автоматический контроль, а посредством измерения частоты и разделения спектра сигналов на отдельные полосы частоты, отличающиеся на 200 Гц для соседних каналов частоты, реализуется селективная защита линий 0,4 кВ от последствий обрыва нулевого провода или увеличения сопротивления системы "нулевой провод-земля".

Предложенные способ и устройство позволяют повысить электробезопасность при эксплуатации электрических сетей 0,4 кВ за счет сокращения времени определения аварийной ситуации и повышения достоверности измерения, что достигается как непрерывными передачей и приемом высокочастотных сигналов, так и частотным их разделением с помощью дополнительного введения частотных фильтров.

1. Способ автоматического контроля параметров нулевого провода воздушных и кабельных линий 0,4 кВ, включающий пропускание высокочастотных импульсов через нулевой провод и совокупность повторных заземлителей защищаемых линий, приеме импульсов, их дешифрации, регистрации амплитуды импульсов и подаче сигнала на отключение линии при значениях амплитуды импульсов ниже определенной величины, отличающийся тем, что через каждую защищаемую линию осуществляют непрерывную передачу импульсов определенной частоты, отличающейся на 200 Гц для соседних каналов частоты, а перед дешифрацией производят измерение частоты и разделение спектра сигналов по исходным полосам частоты, определяют амплитуды импульсов, соответствующие каждой линии, и при уменьшении амплитуды импульсов более чем на 15% от амплитуды импульсов в нормальном режиме работы, производят отключение линии с нарушенными параметрами нулевого провода.

2. Устройство автоматического контроля непрерывности и параметров нулевого провода воздушных и кабельных линий 0,4 кВ, содержащее блоки передачи высокочастотных импульсов, установленные в конце защищаемых линий, и установленный на питающей трансформаторной подстанции блок приема с дешифраторами, соединенными последовательно с исполнительными механизмами коммутационных аппаратов отходящих линий, отличающееся тем, что оно снабжено частотными фильтрами, включенными последовательно между нулевым проводом и дешифраторами блока приема, при этом блок приема своим входом и блоки передачи своим выходом соединены последовательно между нулевым проводом и соответствующим повторным заземлителем.

www.findpatent.ru

Контроль трехфазных электрических сетей

При симметричной нагрузке обрыв нулевого провода не влияет на работу оборудования, так как фазные токи IL1 , I L 2 и IL3 равны по величине и сдвинуты относительно друг друга на 120°.

Ток, протекающий через нулевой провод IN , в любой момент времени равен нулю (см. кривые тока/напряжения на рис. 3а), и контроля обрыва нулевого провода не требуется.

В сетях с несимметричной нагрузкой - таких, как правило, большинство - фазные токи I L 1 IL2 и IL3 имеют разные значения и разную величину фазного угла, а фазные напряжения UL1 , UL2 и UL3 относительно UN одинаковые. Из-за разницы фазных токов через нулевой провод протекает компенсирующий ток IN . При обрыве нулевого провода ток IN становится равным 0, при этом сдвигается нейтральная точка «звезды», а, следовательно, происходит пере распределение фазных напряжений по отдельным фазам (рис. 4). Это означает, что фазное напряжение в цепи с пониженной на грузкой снижается, а в цепи с повышенной нагрузкой повышается. Таким образом, в одной из цепей появляется перенапряжение, которое может вывести из строя подключенное оборудование. В другой цепи, наоборот, происходит падение напряжения, которое может привести к различным последствиям в зависимости от нагрузки. Если, например, работающий двигатель продолжает потреблять из сети такую же мощность, которую он потреблял до обрыва нулевого провода, то ток в данной цепи повышается и вызывает нагрев нагрузки и при определенных обстоятельствах может привести к ее разрушению. В переключающих устройствах, например, контакторах, из-за падения напряжения могут возник нуть «нестабильные» состояния в работе (произвольное включе ние - выключение). Это приводит к непредсказуемым коммутаци ям подключенной нагрузки и возникновению опасных ситуаций для оборудования.

Реле контроля трехфазного тока с функцией контроля нулевого провода обеспечивают безопасную и надежную защиту от обрыва нулевого провода. Эти реле подключаются к трем фазам сети элек тропитания и нулевому проводу, как показано на рисунке 5. Внутри реле моделируется соединение «звездой», а нагрузка подключается к нулевому проводу.

Определить состояние нулевого провода можно, измерив напря жение на сопротивлении в его цепи. При подключении нулевого провода возникает компенсирующий ток IN , который вызывает падение напряжения URN . При обрыве нулевого провода ток IN равен нулю. Напряжение URN при этом также равно нулю, и выходное реле сообщает об обрыве нулевого провода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные выше примеры доказывают целесообразность и важность контроля параметров в трехфазных сетях. При минимальных затратах обеспечивается безопасная работа оборудования, со храняется процесс производства и предотвращаются поломки.

Ключевые характеристики, которые компания АББ стремит ся придать всем производимым трехфазным реле контроля, - это простота в эксплуатации и универсальность. При своих небольших размерах многофункциональные реле имеют полный набор функ ций, позволяющих достаточно гибко встроить их в практически любой технологический процесс. При изменении параметров про цесса реле можно с легкостью перенастроить, выбрав необходимую функцию.

Одним из таких устройств является многофункциональное реле CM - MPS . Это реле обеспечивает контроль всех параметров фаз: последовательности фаз, обрыва фаз, перепадов напряжения и асимметрии. Для питания этого реле не требуется дополнительных цепей, т.к. оно может осуществляться от контролируемой сети.

В номенклатуре реле компании АББ есть также и более простые устройства, контролирующие только определенный параметр, что позволяет осуществлять экономичный контроль трехфазных сетей.

Трехфазные реле контроля компании АББ обеспечивают контроль всех важных параметров ваших трехфазных цепей. Они распознают ошибки на ранней стадии, помогая избежать отключения всей ус тановки. А в случае серьезных ошибок они производят безопасное отключение подключенных устройств и двигателей, уменьшая риск повреждения и предохраняя установку от поломок, которые приводят к временным и денежным затратам.

Благодаря применению трехфазных реле контроля сохраняется безопасная работа оборудования с максимальной эксплуатационной готовностью, что является важным вкладом в экономику предпри ятия.

www.energycenter.ru

Устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети для узо (уконпэ-узо)

Устройство, выполняет функцию контроля целостности нулевого проводника. Обеспечивает безопасную эксплуатацию электроприборов и электрооборудования, работающие от однофазного ЭДС 220 В. Задача полезной модели, (Устройства) (УКОНПЭ-УЗО) является, исключить при обрыве нулевого проводника присутствие от линий электропередач с трех фазной ЭДС 380 В разницы потенциалов трех фаз, проходящей через сопротивление нагрузки подключенных токоприемников в остаточную линию нулевого проводника, и привести в действие систему защиты любого типа (марки) УЗО с током защитного отключения I=10ма-500ма. Устройство можно устанавливать как в корпусе УЗО, так и вне корпуса УЗО (навесным монтажом). Устройство также позволяет стабильно работать при, высоких перенапряжениях в электросети, температуре окружающей среды от -50 до +80°С, устройство стабильно работает при импульсных коммутационных помехах, как в фазе, так и в рабочем нуле «N», а также устойчиво к изменению сопротивления проводника «РЕ» (заземление) до 100 Ом. При групповой установке УЗО с данным устройством, отключение одной не влияет на другое УЗО, данной группы. При селективной установке УЗО с применением устройство, рекомендуется устанавливать устройство, только на общем, вводном УЗО.

Сопротивление цепи резистора 1 и порогового устройства 2 больше 50 мОм, соответственно соединения проводников «N» и «РЕ» на протяжении всего участка линии не происходит, что соответствует ПУЭ и ПТЭЭП. В ходе проведения электроизмерительных работ по измерению сопротивления изоляции, (УКОНПЭ-УЗО) необходимо отсоединить.

Устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети для УЗО, относится к области электротехники и может найти применение в селективной защите электроприборов и электрооборудования работающего от электросети ЭДС 220 В,

Данное, устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети (полезная модель), аналогов (прототипа) не имеет и является дополнительным устройством защиты, в системе защиты УЗО.

Задача, устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети для УЗО (полезная модель), защитить в момент обрыва нулевого проводника электрооборудования, электроприборы, как бытового, так и промышленного применения, работающего от ЭДС 220 В.

Осуществляя контроль, обрыва нулевого проводника в трех фазных электроустановках ЭДС 380 В, исключает присутствие разницы потенциала трех фаз ЭДС от 120-320 В, в оставшейся линии нулевого проводника (N), проходящей через сопротивление нагрузок подключенных электрооборудования, электроприборов, работающих в линиях ЭДС 220 В и приводя в действие систему защиты УЗО.

Более подробное раскрытие выше изложенного содержит Фиг.2.

В результате использования полезной модели повышается надежная эксплуатация электрооборудования, электроприборов, как бытового, так и промышленного назначения, обширная область применения, в том числе и в промышленных электроустановках.

Вышеуказанный технический результат достигается, простатой исполнения с наименьшим количеством элементов схемы, используя новейшие электронные компоненты, работающие в широком диапазоне температур -50 +80С, устройство стабильно работает при импульсных коммутационных помехах, как в фазе, так и в рабочем нуле «N», а также устойчиво к изменению сопротивления проводника «РЕ» (заземления) до 100 Ом.

Сущность полезной модели поясняется фиг.1.

Как видно на Фиг.1 устройство состоит из сопротивления 1, порогового устройства 2, вольт ампирная характеристика которого, показана на Фиг.3.

Устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети для УЗО работает следующим образом.

В результате замыкания, нормально разомкнутого контакта нулевого проводника входа «N» и выхода «N» УЗО, с которым соединен первый вывод первого ограничительного резистора 1 и нулевой вывод токоприемника (нагрузки), начинает поступать нулевой потенциал «N», проходя через резистор 1 поступает на первый вывод порогового устройства 2, пороговое устройство 2 в этот момент находится в закрытом состоянии, сопротивление перехода порогового устройства 2 больше 50 мОм, второй вывод порогового устройства 2 соединен с линией проводника РЕ (Земля).

В момент обрыва линии нулевого проводника на контактах «N» УЗО и на первом выводе резистора 1, появляется разница потенциалов трех фазного ЭДС 120-320 В, в этот момент на выводе два резистора 1 и на первом выводе порогового устройства 2, появляется положительный или отрицательный период ЭДС, достигая порога 120 В, пороговое устройство 2 открывается, что соответствует появлению ЭДС на втором выводе порогового устройства 2 и на линию проводника РЕ (Земля).

Устройство защита УЗО по току I в этот момент срабатывает, происходит расцепление фазных и «N» контактов.

Расцепление фазных и «N» контактов УЗО, является выполнением, полезной моделью функции защиты электрооборудования, электроприборов, как бытового, так и промышленного назначения.

Сведения, раскрывающие сущность применения электронных компонентов и цепей устройства (полезной модели).

Цепь резистора 1 и порогового устройства 2 в совокупности выполняет задачу контроля порога ЭДС потенциала рабочего нуля «N», при превышении порога VBR Фиг.3 в диапазоне ЭДС 120-135 В, пороговое устройства 2 открывается, сопротивление перехода порогового устройства 2 в этот момент очень маленькое, не более 1 Ом.

В этот момент относительно цепи защитного проводника «РЕ» (заземления), происходит увеличение тока порогового устройства 2, для ограничения данного тока предназначен резистор 1 а также резистор 1 в статистическом режиме работы устройства, ограничивает по входу импульсы коммутационных помех.

Следовательно, резистора 1, пороговое устройство 2, в совокупности и выполняет функцию стабильной работы устройства при импульсных коммутационных помех, как в фазе, так и в рабочем нулевом проводнике «N», электросети.

В данный момент на пороговое устройства 2 предоставляется только вольт ампирная характеристика Фиг.3, внутренняя схема пороговое устройства 2 не раскрывается, раскрытие данного порогового устройства 2 не возможно, так как порогового устройства 2 является электронным компонентов, схема собирается в одном корпусе, фирма выпускающая данный электронный компонент, внутреннюю схему не раскрывает.

Устройство можно вмонтировать вовнутрь УЗО, а также применять вне корпуса УЗО, как навесной элемент Фиг.4.

Используя его как навесной элемент можно применить корпус цилиндрической формы, в соответствии с размерами компонентов.

Материал корпуса может быть стальной или пластмассовый, внутри которого находиться полупроводниковые элементы устройства с выводами из провода ПВ1, ПВ3 1×0,75 мм2 и залитый эпоксидным наполнителем.

Характеристики устройства:

Номинальное рабочие напряжение, В, с применением в России,	400
Частота тока сети, Гц	50/400
Чувствительность к R- нагрузки, Ом	5000
Время срабатывание устройства	t<0.2c
Степень защиты корпуса устройства согласно ГОСТ.	IP55

Устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети для универсальной защиты оборудования (УЗО), состоящее из резистора 1, порогового устройства 2, при замыкании нормально разомкнутого контакта входа «N» УЗО с выходом «N» УЗО, к которому подключен первый вывод резистора 1, второй вывод резистора 1 соединен с первым выводом порогового устройства 2, второй вывод порогового устройства 2 соединен с проводником «РЕ» (Заземление).

poleznayamodel.ru

Как найти обрыв нулевого провода в стене

Чем опасен обрыв нулевого провода в электросети?

О последствиях обрыва нуля в трехфазной и однофазной сети должен знать каждый электрик, особенно самоучка. Данное явление может быть очень опасным как для бытовой техники, так и для жизни человека. Чтобы Вы знали, чем опасно повреждение нулевого провода и почему данный режим является аварийным, далее мы подробно рассмотрим неблагоприятные ситуации и советы по их устранению.

На стояке подъезда

Для начала в общих чертах рассмотрим, что собой представляет электросеть городского многоэтажного дома. Источником питания в данном случае является трансформаторная подстанция, от которой протянуты провода к главному распределительному щиту постройки. Напряжение в главном щитке трехфазное, то есть сеть 380 Вольт.

Отсюда уже выводятся группы проводов на каждую квартиру. В самих квартирах сеть уже однофазная – 220 В. Если произойдет обрыв общего нуля на стояке подъезда, это может стать причиной выхода бытовой техники из строя.

Приводит это к неравенству — в трехфазной схеме питания произойдет перекос фаз и вместо симметричной нагрузки образуется несимметричная, проходящая в четырехпроводной цепи.

Простыми словами можно это объяснить так: от главного щитка в подъезде к каждой отдельной квартире подается одинаковое напряжение – 220 В. Если произойдет обрыв нулевого провода, может получиться так, что к одной квартире поступит 300 Вольт, а к другой 170 (как пример).

Результат – перенапряжение и «недонапряжение» станет причиной выхода электроприборов из строя. Обычно если происходит повреждение нуля, ломается техника, имеющая двигатель: стиральная машина, холодильник, кондиционер и т.д. Помимо этого может произойти пожар, что еще хуже.

Что собой представляет перекос фаз

Внутри жилого помещения

Совсем противоположная ситуация может произойти при обрыве нуля в однофазной сети 220 Вольт, то есть внутри Вашей квартиры, частного дома либо на даче.

В этом случае последствием может стать поражение человека электрическим током. Происходит это потому, что в розетке у Вас появиться одноименная фаза на обоих зажимах.

Сейчас мы расскажем, чем вызвано появление так называемой второй фазы.

От Вашего вводного щитка ток проходит по фазному проводу, а так как большинство потребителей электроэнергии постоянно подключены к сети (та же люстра), при обрыве напряжение перейдет от фазы к нулю.

Результат – в двух отверстиях розетки будет присутствовать электрический ток. Но это еще не самое страшное, т.к. главная опасность заключается в том, что удар током может произойти от любой техники. Причина этому – неправильная система заземления сети в квартире либо доме.

Если Вы подключите «землю» в распределительном щитке к нулевой шине (чего делать нельзя), при прикосновении к заземленному корпусу бытовой техники Вас сразу же ударит током. Последствия, как Вы понимаете, могут быть плачевными.

Сразу же предоставляем к Вашему вниманию правильный вариант защиты от обрыва нуля в доме — сеть с системой заземления TN-S:

Подведя итог по поводу последствий обрыва нуля в трехфазной и однофазной сети, следует отметить следующее: при повреждении нулевого провода на стояке подъезда опасность распространиться на бытовую технику, а при повреждении рабочего нуля в самой квартире угроза распространится на Вас.

Увидеть, что может произойти, если оборвется нулевая жила, Вы можете на данном видео:

Наглядный обзор неисправности

Как определить опасность?

Чтобы найти место повреждения нулевого провода, можно воспользоваться специальным тестером, который сможет точно показать, где произошел обрыв даже под отделкой стен, как показано на фото ниже (если проводка скрытая). О том, как найти провод в стене, мы рассказывали в соответствующей статье.

Еще один вариант поиска – визуальный осмотр всей цепи. Просмотрите все соединения проводов в распределительном щитке. Возможно, ноль отгорел на одном из автоматов, что не сложно определить и устранить.

Если же обрыв нулевого провода произошел на стояке подъезда, тут уже дело не Ваше и поиском неисправности займется ЖКХ либо специальная служба, которую они вызовут для осмотра силового трансформатора и вторичной цепи в том числе.

Чем защитить домашнюю электропроводку?

Для защиты бытовой электросети от обрыва нулевого провода нужно использовать специальные устройства: реле контроля и ограничители напряжения. Рекомендуем обязательно подключить данные устройства на вводном щитке, чтобы самостоятельно защититься от неблагоприятных последствий.

Источник: https://samelectrik.ru/chem-opasen-obryv-nulevogo-provoda-v-elektroseti.html

Как найти обрыв провода в стене: эффективные методы и рекомендации

Электроэнергия в наше современное время играет важную роль, поскольку от нее многое зависит. Все мы пользуемся электрическими приборами, которые существенно упрощают нашу жизнь.

К тому же, любая производственная сфера не обходится без данного вида энергии.

Но время от времени может возникнуть вопрос – как найти обрыв провода в стене? В домах жилого сектора проводка бывает открытой либо скрытой, причем последний вариант встречается в большинстве случаев.

Для решения задачи не обязательно обладать профессиональными навыками либо вызывать на дом квалифицированного специалиста. Иногда достаточно простого желания и некоторых усилий, и тогда проводка станет «открытой для взора». Причем можно даже обойтись без использования специальных приборов.

Когда возникает необходимость

Необходимость в поиске скрытой проводки возникает обычно по разным причинам:

проведение перепланировки;
обрыв цепи;
сверление перегородки.

Перепланировкой обычно занимаются те жильцы, которых со временем не устраивает их обстановка, и они желают привнести в свое жилище что-то новое. К примеру, сделать дверной проем в новом месте. Для этого необходимо знать способы, как найти проводку в стене, чтобы избежать неприятностей. Также есть и другие причины для проведения таких работ.

Что касательно обрыва цепи, то это настоящая проблема. Необходимо не только найти месторасположение проводки, но и определить, где именно произошел обрыв фазного либо нулевого проводника.

Необходимость в сверлении перегородки возникает при желании повесить настенное крепление для телевизора или прочей бытовой техники.

Также это может быть актуально в случае монтажа настенных светильников, если надо повесить картину, полку и т. д.

А поскольку в этом случае следует проделать несколько отверстий, следует знать, как располагаются провода. В противном случае это чревато многими неприятностями, включая и риск для жизни.

Подобная необходимость еще возникает при покупке новой квартиры, так как новый владелец должен знать все техническое оснащение своего жилища. И первым делом стоит знать, где именно проходит электрическая линия.

Характер неисправностей

Многих домашних мастеров интересует, как найти и устранить обрыв провода в стене своими руками. Но также важно понимать, что подразумевается под неисправностью электрической сети.

Как правило, неполадки обусловлены рядом факторов:

неправильный монтаж;
повреждение изолирующего слоя;
обрыв проводов;
нарушения целостности элементов цепи;
высокая нагрузка на проводку.

Сами симптомы неисправности при этом следующие:

отсутствие признаков наличия нуля либо фазы;
нет ни фазы, ни нуля;
наличие искр;
короткие замыкания;
защитные автоматические устройства срабатывают регулярно.

Зачастую причина неисправностей проводки заключается в нарушении технологии прокладки электросетей. Либо для монтажа и подключения было подобрано неверное сечение, либо использовалась старая добрая и известная многим домашним умельцам методика – скрутка проводов.

По этой причине, если квартира была приобретена на вторичном рынке, желание знать, как найти обрыв провода в стене своими руками, будет более чем оправдано. При необходимости лучше исправить сразу все недочеты после переселения на новое место.

Классификация неисправностей

В большинстве случаев поломки локализуются в местах соединения проводов с выключателями освещения, розетками. Также неисправность может быть в районе местонахождения распределительных коробок и на участках подключения проводки к автоматическим приборам электрощита. Данный характер поломок соотносят с I классом, что составляет более половины всех случаев проблем с электропроводкой.

II класс неисправностей – это проблемы в отношении скрытой проводки. В свою очередь это связано с проведением монтажных работ при ремонте, когда мастера вынуждены нарушать целостность бетонных перекрытий. К примеру, провод легко можно повредить в процессе вкручивания шурупа либо сверления дрелью, что приводит к нарушению его изоляции.

В результате это заканчивается коротким замыканием в стене. Причем сама проблема может начать проявляться не сразу после окончания ремонта, а гораздо позднее.

То есть нарушение изоляционного слоя проводов после контакта со сверлом или шурупом в полной мере даст о себе знать спустя несколько месяцев.

Как найти обрыв в скрытой проводке в стене? Здесь мы плавно переходим к III классу поломок, что обычно не связано с вмешательством сторонних предметов либо оборудования.

К счастью, такое явление встречается достаточно редко и происходит в результате износа алюминиевых проводов либо повышенной нагрузки на электрическую сеть.

В этом случае найти место обрыва без использования специальных приборов практически невозможно.

Самое безобидное, что может случиться в результате обрыва – это отсутствие напряжения на каком-либо участке цепи. А вот искрение и короткое замыкание — это уже более серьезная проблема.

Способы определения проводки

Если возникла необходимость найти скрытую проводку в квартире, то можно привлечь к делу специалиста, хотя все не так уж и трудно выполнить самостоятельно. Для этого стоит ознакомиться с разными способами. Причем как с привлечением дополнительных приборов, так и обходясь без их помощи.

Проверенные временем простые способы, как найти обрыв провода в стене, до сих пор пользуются успехом. Но какой из них стоит использовать зависит от конкретной ситуации.

Методика наших предков

Высокая стоимость профессиональных приборов не каждому домашнему мастеру по карману. И поэтому они ищут способы, как отыскать нужную проводку в стене без помощи специального оборудования. А ведь дедовские способы были не раз проверены временем на практике и хорошо себя зарекомендовали.

Это сейчас, когда прогресс шагнул далеко вперед, реализовано множество приборов и инструментов, а тогда, во время СССР такого многообразия не было. Наши деды и прадеды прекрасно обходились без специального технического оснащения. Но и в наше время старые методики могут прийти на помощь, и каждая из них отличается по степени точности.

Визуальная диагностика

Обычно такая методика работает в случае проведения запланированного капитального ремонта. Причем она актуальна по большей части в отношении кирпичных либо бетонных стен. Как найти проводку в стене без прибора своими руками? Для этого достаточно снять все старые обои и тщательно осмотреть стены.

Как правило, скрытую укладку проводов можно обнаружить сразу – ее выдают штробы, под которыми как раз и располагаются провода. Эти линии не так сложно заметить, так как они выделяются на общем фоне: шпаклевка в этих местах более шершавая, оттенок также другой.

«Прослушиваем» стены

При использовании данного метода понадобится радиоприемник, которые следует настроить на определенную частоту (100 кГц). Прибором следует провести вдоль стен, в местах предполагаемой электропроводки. Там, где есть напряжение, приемник начнет издавать шум.

Также в качестве хорошей альтернативы радиоприемнику можно воспользоваться микрофоном, подключенным к магнитоле. Технология здесь такая же – аккуратно вести его вдоль поверхности стен. При вхождении в зону с током будет слышен треск либо шум – электрическая сеть найдена.

При решении, как найти и устранить обрыв провода в стене посредством микрофона либо радиоприемника, следует учесть высокую погрешность – 150 мм. В связи с этим, руководствуясь сигналами с данных приборов, желательно соблюсти меры предосторожности. Во избежание поражения током следует немного отступить.

Логика в помощь

Отыскать месторасположение проводки можно, подключив толику логики. Если монтажом электрической сети занимался профессионал, то все провода обычно располагаются в горизонтальной либо вертикальной плоскости в перегородках квартиры или дома. При этом каждый специалист в области электрики знает, что все повороты должны делаться исключительно под прямым углом (90°).

Чтобы решить, как найти обрыв провода в стене, цепь логических рассуждений выглядит следующим образом:

От любого выключателя либо розетки провод поднимается вверх, а далее у самого потолка направлен в сторону распределительной коробки. В связи с чем, в данном месте лучше не вбивать гвозди, не вкручивать шурупы и не работать дрелью.
В соответствии с правилами, электрическая линия проходит в 10-15 см от потолка и в 10 см от пола.
С учетом всех определенных электрических точек можно визуально представить всю схему проводки, зарисовав ее на бумаге.

В то же время полностью безопасным данное визуальное восприятие назвать никак нельзя. Полученные сведения лучше закрепить проверенными дедовскими способами. Однако все же надежнее воспользоваться специальными приборами.

«Прозвонка» электропроводки или как найти место разрыва мультиметром

Данная методика по определению проводки в квартире или частном доме придется по вкусу многим радиолюбителям. Здесь потребуется использование мультиметра – данное устройство сочетает в себе функции нескольких электронных приборов (амперметр, омметр, вольтметр). Среди них наибольшее распространение получили модели:

LA-1014 – способен точно определить месторасположение не только электрической сети, но и обнаружить места обрыва. С его помощью можно оценить состояние компьютерной либо телефонной линии, а также места, где есть замыкание.
ПМВ-504Фб ПМВ-503б ПМЕ-92б МЗ-440 – с помощью этих приборов тоже можно найти места обрыва проводов и оценить состояние скрытых кабелей.

Естественно, профессиональные приборы стоят дорого, но для наших целей можно воспользоваться дешевым аналогом – подойдет любой китайский мультиметр. Также еще необходим полевой транзистор марки КП103А, КП303,2SK241.

Прибор следует перевести в режим измерения сопротивления (200кОм), а щупы соединить с контактами электронной детали – один с левым (сток), другой со средним (исток). Правый контакт используется как антенна.

Как найти обрыв провода в стене? Принцип действия основывается на следующем – как только полевой транзистор попадает в электромагнитное поле, его внутреннее сопротивление меняется. Это легко фиксируется мультиметром.

Таким ручным приспособлением также следует водить вдоль стен, как при использовании радиоприемника или микрофона. И в том месте, где тестер покажет максимальное значение – проводка найдена.

Прикрепив к свободному выводу кусочек медной проволоки, можно заметно повысить чувствительность прибора.

Специальные приборы

При использовании специальных приборов месторасположение проводки или даже разрыва будет обнаружено с высокой степенью точности. И если средства позволяют, стоит воспользоваться ими. И первое, что приходит на ум – металлоискатель. Как известно, провода делаются из металла, в силу хорошей проводимости материала. Следовательно, электросеть с помощью этого прибора легко обнаружить.

Однако не имеет смысла задумываться над тем, как найти обрыв проводки в отношении железобетонных стен – металла здесь очень много. Тем не менее, в большинстве случаев устройство считается практически незаменимым. К тому же у многих людей имеется такой прибор для разных целей.

Тепловизоры отличаются более точными результатами, однако их цена очень высока, чтобы применять их в быту. Рациональнее вызвать мастера на дом, что обойдется гораздо дешевле, нежели стоимость дорогой вещи. К тому же применять такое профессиональное оборудование придется в редких случаях, а поэтому эта трата в полной мере неоправданна. В то же время услуги специалиста тоже стоят недешево.

Доступные варианты

Такое устройство, как сигнализатор Е-121 или всем известный «Дятел» будет лучшим вариантом для поиска скрытой проводки в своей квартире либо доме. Соотношение цена-качество у такого прибора находится на оптимальном уровне.

Причем с помощью данного детектора можно не только определить точное местонахождение проводов, но и обнаружить места их обрыва.

Глубина залегания электрической линии, с которой способен работать прибор, составляет до 70 мм, чего более чем достаточно для большинства квартир.

Другой не менее полезный помощник в решении задачи, как найти обрыв провода в стене – это сигнализатор «MS» от китайского производителя. Только к такому тестеру следует приноровиться, поскольку устройство одинаково реагирует и на проводку, и на вбитый в стену гвоздь. «Набив руку», уже можно различать сигналы.

Прибор не способен находить провода, «одетые» в фольгированный экран, и поэтому многие электрики обходят его стороной. Однако в бытовых условиях использование сигнализатора оправдывает себя.

Кроме того, отыскать проводку можно индикаторной отверткой. Только способ работает при неглубоком залегании токопроводящих жил. К тому же обесточенные и экранированные провода данный инструмент тоже определить не способен.

Источник: http://fjord12.ru/article/418264/kak-nayti-obryiv-provoda-v-stene-effektivnyie-metodyi-i-rekomendatsii

Найти трассу проводки в стене поможет прибор для поиска

Как найти проводку в стене, не разрушая её – с этим вопросом когда-то сталкивался почти каждый домашний умелец, если терялся ток на пути к электрической лампочке, розетке или другому токоприёмнику.

Сначала, кажется, что задача практически неразрешима и придётся обращаться к специалисту, но вникнув в проблему, узнаёшь, существуют приборы для обнаружения скрытой проводки и справится с такими детекторами любой человек, знакомый с электротехникой в рамках программы средней школы.

Обнаружить место повреждения проводки в стене
Подобрать место для крепежа в стене
Искать нарушенный контакт или обрыв
Приборы для поиска скрытой проводки
Полупрофессиональные поисковики

Прежде чем искать скрытый обрыв провода, следует убедиться в наличии специального инструмента и приборов: индикаторная отвёртка и сигнализатор скрытой проводки – бесконтактный указатель напряжения.

Проводку в стене ищут в случаях нарушения контакта или обрыва в стене, при необходимости вбить в стену крепёж для мебельной полки или кронштейна настенного телевизора, не попав в проводку, если требуется найти точку подключения в стене для нового токоприёмника.

Подобрать место для крепежа в стене

Чтобы определить место крепления на стене, большой точности поиска не требуется – плюс-минус десять сантиметров погоды не сделают, и в этом случае подойдёт недорогой детектор, бесконтактный указатель разности потенциалов – напряжения.

Его индикаторная лампочка вблизи от участков протекания электрического тока загорается красным цветом. При поиске следует помнить о том, что при выключенном положении включателя света тока в проводах нет, и индикатор, конечно же, не загорится.

Поэтому искать надо при включённом свете потолочного светильника.

Специалисты рекомендуют знать, как определить фазу и ноль.

Искать нарушенный контакт или обрыв

При скрытом обрыве провода поиск несколько сложнее, для начала надо понять, какой провод повреждён – нулевой или фазный (речь идёт о квартирном напряжении 220 вольт). Для этого годится и прибор для обнаружения скрытой проводки, и отвёртка индикаторная.

Скрытые провода до розетки: если присутствует напряжение на одном проводе, повреждён, вероятно, другой – нулевой провод. Если индикатором напряжения не выявлено ни на одном проводе, значит, обрыв на фазном проводе. Может случиться и третий вариант, когда оба провода розетки находятся под напряжением, но этот редкий случай не является предметом рассмотрения в этой статье.

Скрытый обрыв проводов освещения: для начала следует установить место поиска, а потом уже думать, как найти проводку в стене. Начинать надо с выключателя, к нему подведена только фазная жила. Нулевой жилы нет или она проходит мимо.

Если индикатор показал, что к выключателю напряжение приходит, значит, повреждение на другом участке. Индикатор не светится – обрыв на трассе от распределительного узла до выключателя. Следующий шаг – включить выключатель света, и проверить напряжение на патроне осветительного прибора.

Если оно на выключателе было, а на патроне нет, то на этом участке и следует искать обрыв. Если же на патроне напряжение есть, то повреждена нулевая жила.

Установив примерный участок поиска, можно приступать к определению конкретного места, брать в руки индикатор скрытой проводки – бесконтактный индикатор, и передвигать его по трассе участка предполагаемого обрыва: где индикатор погаснет, место вероятного повреждения. Здесь круговыми движениями индикатора нужно убедиться, продолжения провода под напряжением нет, и только потом приступать к вскрытию повреждённого провода и его ремонту.

Найти место обрыва нулевой жилы сложнее, ведь искатели скрытой проводки реагируют только на участки проводов, находящихся под напряжением. Решение этой проблемы лежит на поверхности – надо подать ток по нулевому проводу, но делать это неспециалистам не рекомендуется и даже запрещается – это опасно для жизни.

Приборы для поиска скрытой проводки

Обнаружить электропроводку, скрытую под слоем бетона и штукатурки можно даже простейшим инструментом – отвёрткой с индикатором напряжения.

Работает она, основываясь на базовых законах электротехники – проводник, находясь под током, создаёт электромагнитные волны.

Современное исполнение индикаторных отвёрток позволяет расширить их возможности в части обнаружения скрытых электропроводов по стадиям чувствительности:

— менее восприимчивые определяют наличие фазы в сети непосредственным касанием – маркируются буквой «О»;
— восприимчивые годятся для обнаружения электропроводов, заложенных вблизи поверхности стены бесконтактным способом, и маркируются буквой L;
— маркированные буквой «Н» обладают большей чувствительностью и работают также бесконтактно.

Для изменения рабочих режимов на ручке отвёртки имеется переключатель. Точность нахождения мест повреждений такой отвёрткой вполне соизмерима с его стоимостью – при малой восприимчивости он вполне определённо укажет источник излучения в радиусе до двадцати метров. Оповещение о приближении к источнику происходит нарастающим звуковым сигналом и зелёным цветом индикатора.

Этим же детектором можно проверить, не разорвана ли цепь – «прозвонить», при этом тело человека используется как «провод»: палец прижимает верхний контакт, а другой рукой берётся оголённый конец проверяемого провода – индикатором прикоснуться к другому оголённому концу провода. Если цепь замкнулась, то в положении «О» загорится красный индикатор, но это – только в отношении неэкранированных проводов, находящихся под напряжением.

Батарейки питания установлены в ручке индикаторной отвёртки. Рекомендуется хранить устройство в положении «О» и с закрытым стержнем отвёртки, чтобы уберечь батарейки от быстрого разряда.

Полупрофессиональные поисковики

Такие приборы позволяют не только отыскать в стене электропроводку под напряжением, но и другие металлические предметы из чёрного и цветного металла, находящиеся внутри стены.

Работают эти детекторы также на принципе улавливания электромагнитного поля, но при этом прибор способен и сам генерировать магнитное поле и улавливать его прошедшим через различные вещества.

Разная проводимость каждого вещества позволяет посредством электромагнитных волн различать их по этому признаку:

— изделия из чёрных металлов – железные, чугунные и стальные увеличивают электромагнитное поле;
— изделия из цветных металлов – алюминия и меди имеют низкую магнитную проницаемость и, соответственно, меньшее электромагнитное поле;
— сплошной бетон имеет магнитную проницаемость большую, чем бетон с пустотами.

Такие искатели обладают универсальностью и помогают выявить даже пустоты в стенах.

Цена полупрофессионального прибора выше, чем индикаторной отвёртки, но и функций он выполняет больше – можно обнаружить в стене и арматуру, и трубопровод, и пустоту.

Чтобы быть уверенным в приборе при работе, следует до его применения проверить на участке стены с известными параметрами и включениями. Ниже приводятся описания некоторых приборов этого класса:

детектор BDS 300 – модель несложная, индикаторы светодиодные, быстрая перенастройка режимов поиска, подача звукового сигнала при уверенности прибора в обнаружении предмета поиска. Индикатор обнаружения проводки выполнен отдельным светодиодом, есть возможность менять восприимчивость аппарата, тем самым достигается высокая точность обнаружения предмета поиска. Направление поиска у аппарата одностороннее, чтобы точно определить месторасположение предмета, надо сменить направление на 90 градусов (повернуть аппарат) и повторить поиск из этого положения;
искатель металла Scanner PRO SL – прибор тройного назначения: выявление металлических изделий, поиск деревянных предметов и глубокое зондирование. По обнаружению искомого предмета срабатывает направленный на предмет поиска светодиод. Есть ещё очень полезная функция – прибор постоянно контролирует обнаружение скрытых электропроводов под напряжением, какой бы ни был установлен режим поиска;
поисковик универсальный Skill 0550 AA – продвинутый аппарат с индикатором на жидких кристаллах с возможностями поиска деревянных изделий, чёрных и цветных металлов, а если обнаруженные металлы в виде проводки и находятся под напряжением, издаёт сигнальный звук и подаёт цветовой импульс красным светодиодом. Имеется функция точного наведения на искомый предмет, выполняется нажатием клавиши Focus. Сквозь отверстие в центре прибора можно замаркировать найденное место;
цифровой сканер Bosch PDO Multi – из семейства дорогостоящих детекторов фирмы Bosch это самый недорогой. В точности не уступает своим собратьям и может отыскивать в стенах любые материалы с разными свойствами, устанавливает присутствие электропроводки с напряжением. Найденное в поиске место посредством опции Zoom отмечается сквозь мишень индикатора.

Источник: https://instrument.guru/izmeritelnye/najti-trassu-provodki-v-stene-pomozhet-pribor-dlya-poiska.html

stroim42.ru

устройство контроля непрерывности нулевого проводника в воздушных линиях 0,4 кв - патент РФ 2230415

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для защиты потребителей электрической энергии от перенапряжений, вызванных обрывом нулевого провода, и для обеспечения электро-, пожаро- и взрывобезопасности. Принцип действия предложенного устройства основан на использовании соотношения между токами в нулевом проводе и в заземлении нейтрали питающего трансформатора, которое зависит от физических параметров линии и количества повторных заземлителей на линии. Отличительной особенностью заявляемого устройства является то, что оно содержит датчики тока, которые через вычислительный блок, блоки проверки симметрии и принятия решения соединены с исполнительным механизмом. Устройство позволяет определить обрыв нулевого проводника в любой точке сети, не внося при этом изменений в режим работы сети и не ухудшая качество электроэнергии. 2 ил. Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам контроля непрерывности нулевого проводника, и может быть использовано для защиты потребителей электрической энергии от перенапряжений, вызванных обрывом нулевого провода и обеспечения электро-, пожаро- и взрывобезопасности.Обеспечение непрерывности нулевого проводника предполагает постоянный контроль за его состоянием и параметрами и, в случае аварии, отключение питающего трансформатора. В настоящее время применительно к сетям 0,4 кВ это достигается путем определения сопротивления петли фаза-нуль. Кроме того, существуют устройства, использующие наложение на ток сети оперативного тока и предназначенные для контроля зануления конкретной электрической установки. Следует отметить, что измерение сопротивления петли фаза-нуль не позволяет точно определить, чем вызвано увеличение суммарного сопротивления петли фаза-нуль: обрывом нуля или недопустимым увеличением сопротивления фазных проводов. Устройства же, работающие на оперативном токе, позволяют контролировать непрерывность лишь одного участка цепи зануления, а кроме того, ухудшают качество электроэнергии.Известно устройство автоматического контроля исправности цепи зануления. Оно содержит разделяющий трансформатор Т2, от вторичной обмотки которого питается трехфазный выпрямитель VS. В цепь стабилизации входят резисторы Rc, включенные последовательно с диодами выпрямителя и стабилитроном V, который подключен к общим точкам соединенных в звезду диодов и нейтрали вторичной обмотки трансформатора Т [1, стр. 58, рис. 5,21].Подключение схемы обеспечивается присоединением первичной обмотки разделяющего трансформатора Т к фазным проводникам контролируемой сети и общей точки вторичной обмотки к зануленному корпусу электроприемника.Стабилитрон V является источником стабилизированного оперативного напряжения Uoп. Оперативный постоянный ток в схеме проходит по цепи: плюс источника питания - реле К - кнопка S1 - корпус электроприемника - зануляющий проводник - нейтраль силового трансформатора Т1 - фазные провода сети - первичная обмотка трансформатора Т2 - минус источника питания.При исправном занулении (сопротивление цепи зануления Rзан0) ток в реле К наибольший, якорь и контакты реле притянуты. При недопустимом увеличении сопротивления цепи зануления реле К срабатывает и переключает контакты К1 и К2 в цепях сигнализации и защиты.Недостатками этого устройства являются:- ограниченность зоны контроля, а именно только контроль исправности присоединения зануления установки к магистрали зануления, поскольку при обрыве магистрали зануления за электроустановкой устройство срабатывать не будет;- ухудшение качества электроэнергии в данной сети за счет наложения постоянного оперативного тока.Известно также устройство контроля непрерывности цепи зануления коммунально-бытовых установок, которое одновременно измеряет сопротивление нулевого защитного проводника и контролирует непрерывность цепи заземления нейтрали питающего трансформатора. Устройство содержит следующие элементы [2, стр. 60, рис. 1]:r0 - сопротивление заземления нейтрали; rп - сопротивление шунта; rш -повторное заземление; ИБ - измерительный блок; ИОТ - источник оперативного тока, НЗП - нулевой защитный проводник; БК - блок контроля цепи заземления нейтрали.Устройство работает следующим образом. По цепи ИОТ - rш - НЗП - rп - ИОТ протекает постоянный оперативный ток, падение напряжения которого на rш измеряется и сравнивается с уставкой блока ИБ. При целостности нулевого защитного проводника (НЗП) падение напряжения на rш превышает уставку и измерительный блок сигнализирует о целостности НЗП.При обрыве НЗП падение напряжения на rш уменьшается практически до нуля. Блок ИБ подает сигнал на отключение питающего трансформатора и одновременно выдает аварийный сигнал.Недостатками этого устройства являются:- увеличение сопротивления магистрали зануления из-за включения в рассечку НЗП шунта rш;- ухудшение качества электроэнергии в данной сети за счет наложения постоянного оперативного тока.- ухудшение нормальной работы заземления нейтрали питающего трансформатора из-за наличия диода VD.В основу изобретения положена техническая задача обеспечения автоматического контроля непрерывности нулевого проводника в любой точке сети без ухудшения качества электроэнергии.Указанная задача решается тем, что в устройство контроля непрерывности нулевого проводника в воздушных линиях 0,4 кВ, содержащее измерительные датчики тока и исполнительный механизм, согласно изобретению введены вычислительный блок, блок проверки симметрии и блок принятия решения, при этом один из измерительных датчиков подключен своим входом к источнику входного сигнала, которым является ток в нулевом проводе в начале линии, а его выход подключен к одному из входов блока проверки симметрии и входу вычислительного блока, выход которого подключен к одному из входов блока принятия решения, другой измерительный датчик подключен своим входом к источнику входного сигнала, которым является ток в заземлении нейтрали трансформатора, а его выход подключен ко второму входу блока проверки симметрии и одному из входов блока принятия решения, выход блока проверки симметрии подключен к третьему входу блока принятия решения, выход которого подключен к входу исполнительного механизма.Особенностью заявляемого устройства является то, что его принцип действия основан на измерении и использовании соотношения между токами в нулевом проводе и в заземлении нейтрали трансформатора. В нормальном режиме работы сети между током в нулевом проводе в начале линии и током в заземлении нейтрали трансформатора существует определенное соотношение, зависящее от физических параметров сети, которое может быть рассчитано для каждой конкретной сети. Следовательно, зная ток в нулевом проводе в начале линии, можно вычислить ток в заземлении нейтрали трансформатора, причем расчетное значение этого тока должно совпадать с измеренным. При обрыве нулевого проводника соотношение между токами резко изменяется. Если значение тока в заземлении нейтрали трансформатора, вычисленное в вычислительном блоке, отличается от измеренного значения, блок принятия решения генерирует сигнал на отключение, подаваемый на исполнительный механизм. Блок проверки симметрии предотвращает ложные срабатывания устройства в случае симметричной нагрузки потребителей, когда возможно нарушение соотношения между токами в нулевом проводнике в начале линии и в заземлении нейтрали трансформатора.Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 дана структурная схема устройства контроля непрерывности нулевого проводника в воздушных линиях 0,4 кВ, на фиг.2 - схема замещения участка сети и организация измерений.Устройство содержит измерительные датчики тока 1 и 2, блок проверки симметрии 3, предотвращающий ложные срабатывания устройства при симметричной нагрузке у потребителя, вычислительный блок 4, в котором по значению тока в нулевом проводе в начале линии I01 вычисляется значение тока в заземлении нейтрали питающего трансформатора Iз.выч, которое затем сравнивается с измеренным значением того же тока Iз, блок принятия решения 5, который на основании этого сравнения при значительном расхождении, величина которого определяется погрешностью измерений, расчетов и выбранной уставкой срабатывания генерирует сигнал на отключение питающего трансформатора, который подается на исполнительный механизм 6.Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы сети в нулевом проводе в начале линии протекает ток 01; в заземлении нейтрали трансформатора протекает ток Iз (фиг. 2). По измеренному с помощью датчика 1 значению тока 01 блок 4 вычисляет расчетное значение тока Iз, которое в блоке 5 сравнивается с измеренным, полученным с помощью датчика 2. В случае несовпадения расчетного и измеренного значений Iз, блок 5 генерирует сигнал на отключение питающего трансформатора, который подается на исполнительный механизм 6.Ниже приведено теоретическое обоснование того, что существует вполне определенная взаимосвязь между током в нулевом проводе в начале линии и током в заземлении нейтрали трансформатора. Рассмотрена воздушная линия 0,4 кВ с нагрузкой, сосредоточенной в конце линии (фиг. 2). На схеме приняты следующие обозначения: r0 - сопротивление заземления нейтрали; RП - сопротивление повторного заземления нулевого провода; R - сопротивление участка нулевого провода между повторными заземлителями; ZН - сопротивление нагрузки.Напряжение в узле 0 относительно земли Зная ток I01 в нулевом проводе в начале линии, определяем напряжение в узле 1 относительно земли: После чего определяем ток в Rn, повторном заземлителе (ПЗ), подключенном к узлу 1: Ток в нулевом проводе I02 между узлами 1 и 2 можно определить как сумму тока в нулевом проводе в начале линии I01 и тока Iз1 в ПЗ, подключенном к узлу 1: Аналогично, зная напряжение U1 в узле 1 и ток I02 между узлами 1 и 2, находим напряжение в узле 2 относительно земли:U2=U1+I02R.Ток в ПЗ, подключенном в узле 2: Ток в нулевом проводе I03 между узлами 2 и 3:I03=I02+Iз2.Для n-го узла сети, содержащей n-е количество ПЗ, можно записать:Un=Un-1+I0nR, ПосколькуIз=Iз1+Iз2+... +Iзn,то отсюда следует, чтоIз=k I01.Следовательно, ток в заземлении нейтрали питающего трансформатора и ток в нулевом проводе в начале линии связаны коэффициентом пропорциональности k, который зависит от физических параметров сети (в частности, сопротивления заземления нейтрали, сопротивлений участков нулевого провода между ПЗ и сопротивлений самих ПЗ), а также от количества ПЗ на линии.Один из вариантов исполнения устройства описан ниже. В качестве датчиков тока 1,2 возможно использование измерительных трансформаторов тока с соответствующим пределом измерений; в качестве вычислительного блока 4 возможно использование операционного усилителя с фиксированным коэффициентом усиления; в качестве блока проверки симметрии 3 возможно применение логического элемента 2 И-НЕ, сигнал высокого уровня на выходе которого появляется в случае отсутствия сигналов на его входах (симметрия нагрузки). В качестве блока принятия решения 5 возможно использование компаратора, который срабатывает при превышении измеренным током I3 расчетного значения. В качестве исполнительного механизма 6 возможно использование магнитного пускателя соответствующей величины.Промышленная применимостьИзобретение может быть использовано для организации контроля непрерывности нулевого проводника воздушных линий электропередачи 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью. Практика эксплуатации таких воздушных линий показала, что основными причинами обрыва нулевого провода являются:- длительное однофазное короткое замыкание в конце длинной линии, приводящее к отгоранию нулевого провода в местах контактных соединений;- постепенное электроэрозионное разрушение нулевого провода при схлестывании с фазным в местах наибольшей стрелы провеса.При несимметрии нагрузки обрыв нулевого провода приводит к появлению у потребителей значительных перенапряжений в наименее нагруженных фазах, что приведет к массовому выходу из строя оборудования потребителей и возникновению электро-, пожаро- и взрывоопасных ситуаций. Применение изобретенного устройства позволит избежать негативных последствий обрыва нулевого провода, своевременно отключив от линии питающий трансформатор.Источники информации1. Безопасность жизнедеятельности: конспект лекций/ Сидоров А.И., Бухтояров В.Ф., Леухина Л.И. и др. - Челябинск: ЧГТУ, 1997. - 4.VI. - 239 с.2. Пястолов А.А., Сидоров А.И., Катаева Н.К. Контроль непрерывности цепи зануления коммунально-бытовых установок// Техника в сельском хозяйстве. - 1988. - №5. - С.60-61.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство контроля непрерывности нулевого проводника в воздушных линиях 0,4 кВ, содержащее измерительные датчики тока и исполнительный механизм, отличающееся тем, что в него введены вычислительный блок, блок проверки симметрии и блок принятия решения, при этом один из измерительных датчиков подключен своим входом к источнику входного сигнала, которым является ток в нулевом проводе в начале линии, а его выход подключен к одному из входов блока проверки симметрии и входу вычислительного блока, выход которого подключен к одному из входов блока принятия решения, другой измерительный датчик подключен своим входом к источнику входного сигнала, которым является ток в заземлении нейтрали трансформатора, а его выход подключен ко второму входу блока проверки симметрии и одному из входов блока принятия решения, выход блока проверки симметрии подключен к третьему входу блока принятия решения, выход которого подключен к входу исполнительного механизма.

www.freepatent.ru

Устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети

Устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети, относится к области электротехники и может найти применение в селективной защите электроприборов и электрооборудования работающего от электросети ЭДС 220В.

Задача, устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети (полезная модель), защитить в момент обрыва нулевого проводника электрооборудования, электроприборы, как бытового, так и промышленного применения, работающего от ЭДС 220В.

Осуществляя контроль, обрыва нулевого проводника в трех фазных электроустановках ЭДС 380В, исключает присутствие разницы потенциала трех фаз ЭДС от 120-320В, в оставшейся линии нулевого проводника (N), проходящей через сопротивление нагрузок подключенных электрооборудования, электроприборов, работающих в линиях ЭДС 220В и приводя в действие систему защиты электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

Более подробное раскрытие выше изложенного Фиг.3.

Вышеуказанный технический результат достигается, простатой исполнения с наименьшим количеством элементов схемы, используя новейшие электронные компоненты, работающие в широком диапазоне температур -85+90С, устройство стабильно работает при импульсных коммутационных помехах, как в фазе, так и в рабочем

нуле «N», а также устойчиво к изменению сопротивления проводника «РЕ» (заземления) до 100 Ом.

Сущность полезной модели поясняется фиг.1.

Устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети, состоящее из, первого резистора 1, порогового устройства 2, тиристора 4, резистора 3, катушку индуктивности электромагнитного расцепителя 8, диод 5, диод 6, диод 7.

Устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети работает следующим образом.

В результате замыкании нормально разомкнутого контакта автоматического выключателя нулевого проводника «N» с которым соединен первый вывод первого ограничительного резистора 1, начинает поступать нулевой потенциал «N», проходя через первый резистор 1 поступает на первый вывод порогового устройства 2, пороговое устройство 2 в этот момент находится в закрытом состоянии, сопротивление перехода порогового устройства 2 больше 50 мОм, второй вывод порогового устройства 2 соединен с первым выводом резистора 3 и входом управления тиристора 4, долее с контактов фаз полюсов автоматического выключателя Фа, Фв, Фс, подается соответственно на аноды диод 5, диод 6, диод 7, с катодов диод 5, диод 6, диод 7, соединенных в один узел с анодом тиристора 4, в этот момент тиристор 4 находится в закрытом состоянии.

С катода тиристора 4, на первый вывод катушка индуктивности электромагнитного расцепителя 8, и второй выводом резистора 3, второй вывод катушки индуктивности электромагнитного расцепителя 8, соединен с контактом «РЕ» автоматического выключателя, в этот момент магнитной индукции в катушке индуктивности электромагнитного расцепителя 8, не наводится.

В момент обрыва нулевого проводника на контактах «N» автоматического выключателя и соответственно на первом выводе резистора 1, появляется разница потенциалов трех фазного ЭДС 120-3 20В, в этот момент на выводе два резистора 1 и выводе один порогового устройства 2 появляется положительный или отрицательный период ЭДС, достигая порога 120В пороговое устройство 2 открывается, что соответствует появлению ЭДС на втором выводе порогового устройства 2, на управляющем выводе тиристора 4 и первом выводе резистора 3.

В этот момент открывается тиристор 4 и сформированное фазное, напряжение Фа, Фв, Фс, диод 5, диод 6, диод 7, поступающее на анода тиристора 4, с анода тиристора 4 на катод тиристора 4 а так же на второй вывод резистора 3, первый вывод катушки индуктивности электромагнитного расцепителя 8, относительно контакта «РЕ» автоматического выключателя второго вывода катушки индуктивности электромагнитного расцепителя 8, в катушке индуктивности электромагнитного расцепителя 8, наводится магнитная индукция и происходит расцепление контактов Фа, Фв, Фс, «N», автоматического выключателя.

Расцепление контактов Фа, Фв, Фс, «N», полюсов автоматического выключателя, является выполнением, полезной моделью функции защиты электрооборудования, электроприборов, как бытового, так и промышленного назначения.

Сведения, раскрывающие сущность применения электронных компонентов и цепей устройства (полезной модели).

Цепь резистора 1 и порогового устройства 2 в совокупности выполняет задачу контроля порога ЭДС потенциала рабочего нуля «N», при превышении порога VBR Фиг.2 в диапазоне ЭДС 120-130В, пороговое устройства 2 открывается, сопротивление перехода порогового устройства 2 в этот момент очень маленькое, не более 1 Ом.

В этот момент относительно цепи первого вывода резистора 3, перехода, вывод управления и катода тиристора 4, катушки индуктивности электромагнитного расцепителя 8, защитного проводника «РЕ» (заземления), происходит увеличение тока порогового устройства 2, для ограничения данного тока предназначен резистор 1, так же в статистическом режиме работы резистор 1, ограничивает по входу импульсы коммутационных помех.

Применение резистора 3, необходимо для гарантированной нормы на не отпирающий ток управления тиристора 4, что гарантирует стабильную работу тиристора 4 при импульсных коммутационных помехах в электросети.

Следовательно, резистора 1, пороговое устройства 2, резистор 3 в совокупности и выполняет функцию стабильной работы устройства при импульсных коммутационных помех, как в фазе, так и в рабочем нуле «N», электросети.

В данный момент на пороговое устройства 2 предоставляется только вольт ампирная характеристика Фиг.2, внутренняя схема пороговое устройства 2 не раскрывается, раскрытие данного порогового устройства 2 не возможно, так как порогового устройства 2 является электронным компонентов, схема собирается в одном корпусе и компания выпускающая данный электронный компонент внутреннюю схему не раскрывает.

Применение в качестве силового ключа тиристора 4, позволяет управлять катушки индуктивности электромагнитного расцепителя 8, без опасения пробоя перехода тиристора 4, так как максимально допустимый постоянный ток тиристора 4 в открытом состоянии равен 10 ампирам, а ток катушки индуктивности электромагнитного расцепителя 8, в рабочем режиме не более 1 ампира.

Сопротивление цепи резистора 1, порогового устройства 2 а так же перехода тиристора 4 анод - катод, очень велико и достигает свыше

50 мОм, согласно, новых правил ПУЭ и ПТЭЭП сопротивление изоляции между «РЕ» и «N» проводниками не менее 0,5 мОм, что допустимо применение данной полезно модели в электроустановках переменного тока до 1000В.

В место тиристора 4 также можно применить симистор, Российского производства.

Пояснение установки, устройства контроля обрыва нулевого проводника в электросети в автоматический выключатель типа ВА47-29.

В данный момент для установки устройство контроля обрыва нулевого проводника в электросети, применили автоматический выключатель типа ВА47-29, Сертификат соответствия №РОСС RU.0001.11ME86, Сертификат соответствия №РОСС CN.ME86.B00335.

Устройство устанавливается в двух полюсной или четырех полюсный автоматический выключатель в правую, в зависимости по кокой схеме в электроустановки необходимо его применение, (трехфазная, однофазная).

На место пластин искрогасителя устанавливается схема устройства, система контактная подвижная и неподвижная остается, удаляется тепловой расцепитель с типовой обмоткой электромагнитного расцепителя с гибкой переходной связью подвижного контакта.

Рядом с катушкой электромагнитного расцепителя высверливается проходное отверстие в левые секции полюсов 1, 2, 3, автоматического выключателя.

От переходного, гибкого, медного соединения обмотки электромагнитного расцепителя полюсов 1, 2, 3 левых секций, делается отвод, тонким, гибким, медным проводом в правую секцию и припаивается к устройству Фа, Фв, Фс, диод 5, диод 6, диод 7, Фиг.1, Фиг.3, Фиг.4.

Такой же отвод делается от первого вывода катушки индуктивности электромагнитного расцепителя 8 идущий на катод тиристора 4 и от подвижного контакта «N» правой секции идущий на первый вывод резистора 1, пороговой цепи устройства.

От неподвижного контакта «РЕ» Фиг.3, правой секции, оставшегося со стороны теплового расцепителя, (после его удаления), припаивается второй вывода катушки индуктивности электромагнитного расцепителя 8.

Пояснение расчета параметров катушка индуктивности электромагнитного расцепителя 8.

Катушка индуктивности электромагнитного расцепителя 8, наматывается провод марки ПЭВ1 d=.064-0.1 мм и количеством 1500-1700 витков.

Формула расчета количества витков:

W=U/(4,44*f*B*S)

Где:

U - ЭДС наведенное на катушке индуктивности, В.

F - Частота сети, Гц.

В - Индукция магнитного поля в стали магнитопровода, Тл.

S - Площадь сечения магнитопровода, М2

Формула расчета индуктивности:

L=μ *(1,256*W2*S/1)*10 -8

Где:

μ = магнитная проницаемость материала сердечника, Гн/м

W = число витков катушке индуктивности

S = площадь сечения магнитопровода, М2

1 = длинна катушки, см

bankpatentov.ru

Устройство контроля непрерывности нулевого проводника в воздушных линиях 0,4 кв

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам контроля непрерывности нулевого проводника, и может быть использовано для защиты потребителей электрической энергии от перенапряжений, вызванных обрывом нулевого провода и обеспечения электро-, пожаро- и взрывобезопасности.Обеспечение непрерывности нулевого проводника предполагает постоянный контроль за его состоянием и параметрами и, в случае аварии, отключение питающего трансформатора. В настоящее время применительно к сетям 0,4 кВ это достигается путем определения сопротивления петли фаза-нуль. Кроме того, существуют устройства, использующие наложение на ток сети оперативного тока и предназначенные для контроля зануления конкретной электрической установки. Следует отметить, что измерение сопротивления петли фаза-нуль не позволяет точно определить, чем вызвано увеличение суммарного сопротивления петли фаза-нуль: обрывом нуля или недопустимым увеличением сопротивления фазных проводов. Устройства же, работающие на оперативном токе, позволяют контролировать непрерывность лишь одного участка цепи зануления, а кроме того, ухудшают качество электроэнергии.Известно устройство автоматического контроля исправности цепи зануления. Оно содержит разделяющий трансформатор Т2, от вторичной обмотки которого питается трехфазный выпрямитель VS. В цепь стабилизации входят резисторы Rc, включенные последовательно с диодами выпрямителя и стабилитроном V, который подключен к общим точкам соединенных в звезду диодов и нейтрали вторичной обмотки трансформатора Т [1, стр. 58, рис. 5,21].Подключение схемы обеспечивается присоединением первичной обмотки разделяющего трансформатора Т к фазным проводникам контролируемой сети и общей точки вторичной обмотки к зануленному корпусу электроприемника.Стабилитрон V является источником стабилизированного оперативного напряжения Uoп. Оперативный постоянный ток в схеме проходит по цепи: плюс источника питания - реле К - кнопка S1 - корпус электроприемника - зануляющий проводник - нейтраль силового трансформатора Т1 - фазные провода сети - первичная обмотка трансформатора Т2 - минус источника питания.При исправном занулении (сопротивление цепи зануления Rзан0) ток в реле К наибольший, якорь и контакты реле притянуты. При недопустимом увеличении сопротивления цепи зануления реле К срабатывает и переключает контакты К1 и К2 в цепях сигнализации и защиты.Недостатками этого устройства являются:- ограниченность зоны контроля, а именно только контроль исправности присоединения зануления установки к магистрали зануления, поскольку при обрыве магистрали зануления за электроустановкой устройство срабатывать не будет;- ухудшение качества электроэнергии в данной сети за счет наложения постоянного оперативного тока.Известно также устройство контроля непрерывности цепи зануления коммунально-бытовых установок, которое одновременно измеряет сопротивление нулевого защитного проводника и контролирует непрерывность цепи заземления нейтрали питающего трансформатора. Устройство содержит следующие элементы [2, стр. 60, рис. 1]:r0 - сопротивление заземления нейтрали; rп - сопротивление шунта; rш -повторное заземление; ИБ - измерительный блок; ИОТ - источник оперативного тока, НЗП - нулевой защитный проводник; БК - блок контроля цепи заземления нейтрали.Устройство работает следующим образом. По цепи ИОТ - rш - НЗП - rп - ИОТ протекает постоянный оперативный ток, падение напряжения которого на rш измеряется и сравнивается с уставкой блока ИБ. При целостности нулевого защитного проводника (НЗП) падение напряжения на rш превышает уставку и измерительный блок сигнализирует о целостности НЗП.При обрыве НЗП падение напряжения на rш уменьшается практически до нуля. Блок ИБ подает сигнал на отключение питающего трансформатора и одновременно выдает аварийный сигнал.Недостатками этого устройства являются:- увеличение сопротивления магистрали зануления из-за включения в рассечку НЗП шунта rш;- ухудшение качества электроэнергии в данной сети за счет наложения постоянного оперативного тока.- ухудшение нормальной работы заземления нейтрали питающего трансформатора из-за наличия диода VD.В основу изобретения положена техническая задача обеспечения автоматического контроля непрерывности нулевого проводника в любой точке сети без ухудшения качества электроэнергии.Указанная задача решается тем, что в устройство контроля непрерывности нулевого проводника в воздушных линиях 0,4 кВ, содержащее измерительные датчики тока и исполнительный механизм, согласно изобретению введены вычислительный блок, блок проверки симметрии и блок принятия решения, при этом один из измерительных датчиков подключен своим входом к источнику входного сигнала, которым является ток в нулевом проводе в начале линии, а его выход подключен к одному из входов блока проверки симметрии и входу вычислительного блока, выход которого подключен к одному из входов блока принятия решения, другой измерительный датчик подключен своим входом к источнику входного сигнала, которым является ток в заземлении нейтрали трансформатора, а его выход подключен ко второму входу блока проверки симметрии и одному из входов блока принятия решения, выход блока проверки симметрии подключен к третьему входу блока принятия решения, выход которого подключен к входу исполнительного механизма.Особенностью заявляемого устройства является то, что его принцип действия основан на измерении и использовании соотношения между токами в нулевом проводе и в заземлении нейтрали трансформатора. В нормальном режиме работы сети между током в нулевом проводе в начале линии и током в заземлении нейтрали трансформатора существует определенное соотношение, зависящее от физических параметров сети, которое может быть рассчитано для каждой конкретной сети. Следовательно, зная ток в нулевом проводе в начале линии, можно вычислить ток в заземлении нейтрали трансформатора, причем расчетное значение этого тока должно совпадать с измеренным. При обрыве нулевого проводника соотношение между токами резко изменяется. Если значение тока в заземлении нейтрали трансформатора, вычисленное в вычислительном блоке, отличается от измеренного значения, блок принятия решения генерирует сигнал на отключение, подаваемый на исполнительный механизм. Блок проверки симметрии предотвращает ложные срабатывания устройства в случае симметричной нагрузки потребителей, когда возможно нарушение соотношения между токами в нулевом проводнике в начале линии и в заземлении нейтрали трансформатора.Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 дана структурная схема устройства контроля непрерывности нулевого проводника в воздушных линиях 0,4 кВ, на фиг.2 - схема замещения участка сети и организация измерений.Устройство содержит измерительные датчики тока 1 и 2, блок проверки симметрии 3, предотвращающий ложные срабатывания устройства при симметричной нагрузке у потребителя, вычислительный блок 4, в котором по значению тока в нулевом проводе в начале линии I01 вычисляется значение тока в заземлении нейтрали питающего трансформатора Iз.выч, которое затем сравнивается с измеренным значением того же тока Iз, блок принятия решения 5, который на основании этого сравнения при значительном расхождении, величина которого определяется погрешностью измерений, расчетов и выбранной уставкой срабатывания генерирует сигнал на отключение питающего трансформатора, который подается на исполнительный механизм 6.Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы сети в нулевом проводе в начале линии протекает ток 01; в заземлении нейтрали трансформатора протекает ток Iз (фиг. 2). По измеренному с помощью датчика 1 значению тока 01 блок 4 вычисляет расчетное значение тока Iз, которое в блоке 5 сравнивается с измеренным, полученным с помощью датчика 2. В случае несовпадения расчетного и измеренного значений Iз, блок 5 генерирует сигнал на отключение питающего трансформатора, который подается на исполнительный механизм 6.Ниже приведено теоретическое обоснование того, что существует вполне определенная взаимосвязь между током в нулевом проводе в начале линии и током в заземлении нейтрали трансформатора. Рассмотрена воздушная линия 0,4 кВ с нагрузкой, сосредоточенной в конце линии (фиг. 2). На схеме приняты следующие обозначения: r0 - сопротивление заземления нейтрали; RП - сопротивление повторного заземления нулевого провода; R - сопротивление участка нулевого провода между повторными заземлителями; ZН - сопротивление нагрузки.Напряжение в узле 0 относительно земли Зная ток I01 в нулевом проводе в начале линии, определяем напряжение в узле 1 относительно земли: После чего определяем ток в Rn, повторном заземлителе (ПЗ), подключенном к узлу 1: Ток в нулевом проводе I02 между узлами 1 и 2 можно определить как сумму тока в нулевом проводе в начале линии I01 и тока Iз1 в ПЗ, подключенном к узлу 1: Аналогично, зная напряжение U1 в узле 1 и ток I02 между узлами 1 и 2, находим напряжение в узле 2 относительно земли:U2=U1+I02R.Ток в ПЗ, подключенном в узле 2: Ток в нулевом проводе I03 между узлами 2 и 3:I03=I02+Iз2.Для n-го узла сети, содержащей n-е количество ПЗ, можно записать:Un=Un-1+I0nR, ПосколькуIз=Iз1+Iз2+... +Iзn,то отсюда следует, чтоIз=k I01.Следовательно, ток в заземлении нейтрали питающего трансформатора и ток в нулевом проводе в начале линии связаны коэффициентом пропорциональности k, который зависит от физических параметров сети (в частности, сопротивления заземления нейтрали, сопротивлений участков нулевого провода между ПЗ и сопротивлений самих ПЗ), а также от количества ПЗ на линии.Один из вариантов исполнения устройства описан ниже. В качестве датчиков тока 1,2 возможно использование измерительных трансформаторов тока с соответствующим пределом измерений; в качестве вычислительного блока 4 возможно использование операционного усилителя с фиксированным коэффициентом усиления; в качестве блока проверки симметрии 3 возможно применение логического элемента 2 И-НЕ, сигнал высокого уровня на выходе которого появляется в случае отсутствия сигналов на его входах (симметрия нагрузки). В качестве блока принятия решения 5 возможно использование компаратора, который срабатывает при превышении измеренным током I3 расчетного значения. В качестве исполнительного механизма 6 возможно использование магнитного пускателя соответствующей величины.Промышленная применимостьИзобретение может быть использовано для организации контроля непрерывности нулевого проводника воздушных линий электропередачи 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью. Практика эксплуатации таких воздушных линий показала, что основными причинами обрыва нулевого провода являются:- длительное однофазное короткое замыкание в конце длинной линии, приводящее к отгоранию нулевого провода в местах контактных соединений;- постепенное электроэрозионное разрушение нулевого провода при схлестывании с фазным в местах наибольшей стрелы провеса.При несимметрии нагрузки обрыв нулевого провода приводит к появлению у потребителей значительных перенапряжений в наименее нагруженных фазах, что приведет к массовому выходу из строя оборудования потребителей и возникновению электро-, пожаро- и взрывоопасных ситуаций. Применение изобретенного устройства позволит избежать негативных последствий обрыва нулевого провода, своевременно отключив от линии питающий трансформатор.Источники информации1. Безопасность жизнедеятельности: конспект лекций/ Сидоров А.И., Бухтояров В.Ф., Леухина Л.И. и др. - Челябинск: ЧГТУ, 1997. - 4.VI. - 239 с.2. Пястолов А.А., Сидоров А.И., Катаева Н.К. Контроль непрерывности цепи зануления коммунально-бытовых установок// Техника в сельском хозяйстве. - 1988. - №5. - С.60-61.

Формула изобретения

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2