Устройство автоматического отключения в шахте

 

Блоки реле утечки УАКИ-127 – III, встраиваемые во взрывобезопасные оболочки пусковых агрегатов ручных электросверл АП-3, выпускает завод «Красный металлист», г.Конотоп и в АБК-2,5 – Прокопьевский завод шахтной автоматики. Схемы блоков ничем существенным от аналогичных взрывобезопасных модификаций не отличаются, за исключением того, что в блоках отсутствует блокировочный разъединитель, роль которого выполняют силовые контакты автоматических выключателей.

Схема реле утечки типа УАКИ, примененного в блоке БЗП-1А, позволяет производить необходимые переключения для использования ее либо при напряжении, 660 или 380 В.

В блоке БЗП-1А  кроме реле утечки размещены элементы схемы тепловой защиты, силового трансформатора передвижной подстанции, осуществляемой с помощью термистора, закрепляемого на верхней секции обмотки низшего напряжения силового трансформатора.

Для протяженных и разветвленных электрических сетей с низким сопротивлением изоляции были разработаны устройства защиты с деформированными характеристиками, у которых чувствительность к несимметричным повреждениям изоляции оставалась такой же высокой, как и в схеме РУ-380, и даже выше, а чувствительность к симметричным ухудшениям изоляции всех трех фаз сети была значительно снижена. Считалось, что такую деформацию можно допустить, так как прикосновение человека эквивалентно несимметричному снижению изоляции.

Наиболее характерной схемой защиты такого рода является схема РУН, сопротивление срабатывания трехфазной симметричной утечки которой примерно в 3 раза меньше сопротивления срабатывания схемы РУ-380 и при напряжении 380 В составило приблизительно 3 кОм на каждую фазу сети.

В схеме РУН  применены дополнительные источники  постоянного тока, поэтому она значительно сложнее схемы РУ-380. кроме того, потребность в таких устройствах защиты оказалась ограниченной (только для шахт, не опасных по газу и пыли), широкий промышленный выпуск ее освоен не был. В настоящее время устройство РУН не применяется.

Перспективной оказалась схема защиты САЗУ (самонастраивающий аппарат защиты от утечек) с автоматически изменяющейся величиной оперативного напряжения (то есть сопротивления срабатывания симметричной утечки) при изменении сопротивления изоляции защищаемой электросети.

Контроль изоляции в схеме защиты САЗУ, как и в  схеме РУ-380, осуществляется наложением выпрямленного постоянного напряжения на сеть, находящуюся под нормальным рабочим напряжением. Схема защиты питается от феррорезонансного стабилизатора напряжения, что обеспечивает ее нечувствительность к колебаниям напряжения сети. Свойства схемы таковы, что реле реагирует только на быстрые изменения сопротивления изоляции (быстро развивающиеся повреждения, прикосновения человека) независимо от того, возникает при этом несимметрия или нет. При медленном снижении сопротивления изоляции оперативное напряжение уменьшается и оперативный ток не достигает тока срабатывания реле.

В дальнейшем вентильные схемы защитного отключения совершенствовались в направлении обеспечения автоматического регулирования дросселя-компенсатора емкостных токов на базе аппаратов типа УАКИ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Новые схемы устройств защитного  отключения с самоконтролем исправности элементов и резервированием отключающих аппаратов.

Дальнейшее  совершенствование аппаратуры защитного  отключения направлено на повышение  надежности её функционирования.

На основе принципиальной схемы (рисунок 2.29 страница 141) с учетом изложенных выше требований и с использованием известных в электротехнике методов выбора и расчета электрических параметров отработаны элементы принципиальных схем взрывобезопасных реле утечки типа РУ-127/220, РУ-380, РУ-660 соответственно для электрических сетей напряжением 127, 220, 380, 660 В.

Схема реле утечки с самоконтролем исправности  элементов на напряжение 127 и 220 В практически не отличается от основной принципиальной схемы.

Схемы реле утечки на напряжения 380 и 660 В (рис.1 5) отличается от схемы (рис. 1.6) главным образом наличием статического компенсатора емкостных токов утечки. Состоящего из дросселя L_k и конденсаторного фильтра присоединения C₁ – C₃, а также наличием прибора (килоомметра) для измерения сопротивления сети. Схемы реле утечки на напряжения 380 и 660 В (РУ-380 и РУ-660) подобны, поэтому рассмотрим лишь схему РУ-660.

 

Рис.1.6 Устройство защиты с самоконтролем, основанное на использовании оперативного постоянного тока.

В реле утечки РУ-660 к отпайкам автотрансформатора Т через токоограничивающие резисторы R1, R2, R3 присоединен трехфазный выпрямитель, образованный диодами V1, V2, V3, который через диод V4, резистор R9 и компенсирующий дроссель присоединен к корпусу реле утечки (зажиму з).

В нулевую точку  автотрансформатора T с целью повысить сопротивление схемы переменному току и для возможности осуществления деформации (повышения величины однофазной уставки по сравнению с трехфазной) включен дроссель L₀. Между дросселем и “землей» подключены токоограничивающие резисторы R13, R11, R8, килоомметр, регулировочный резистор R5, диод V5 и реле K.

Для уменьшения влияния колебания напряжения на величину уставок сопротивлений  срабатывания предусмотрен стабилитрон V8. Деформация уставок сопротивлений срабатывания осуществляется цепью, образованной диодами V6, V7 и резисторами R12, R11, R13. Взвод реле осуществляется кнопкой S1. Конденсатор C4, как и РУ-127, предназначен для устранения влияния переходных процессов, возникающих в сети, и для взвода измерительного реле K.

Проверка исправности реле утечки осуществляется с помощью кнопки S2, при нажатии на которую между фазой и землей создается однофазная утечка через резистор R4.

Один контакт реле K введен в цепь промежуточного реле K1, второй – в цепь сигнальной лампы H2.

Контакты реле K1, выведенные через проходные зажимы оболочки, предназначены для включения отключающей катушки автоматического выключателя или отключения нулевого расцепителя, если он будет применен в выключателе (второй контакт).

С помощью реле утечки можно предварительно до подачи напряжения в сеть измерить сопротивление изоляции магистрального кабеля (от трансформатора до распредпункта участка), не включая автоматического выключателя. Для этой цели нулевая точка автотрансформатора подключается через кнопку S3 и размыкающийся блок-контакт автоматического выключателя к одной из фаз отключаемого участка сети.