Реле витоку струму для застосування в шахті: його схема і принцип дії

Що застосовується в рудниках реле витоку – це апаратура, що захищає людину від впливу електроструму, що запобігає загоряння і вибухи при контакті струмоведучих частин обладнання або кабелів з землею. Використовується в системах з ізольованою нейтраллю в підземних виробках вугільної і гірничодобувної галузі.

застосування

У шахті і руднику скупчуються горючі гази типу метану, бутану і пропану, присутній вугільний пил, яка є вибухонебезпечною. Застосування звичайної системи електропостачання з глухозаземленою нейтраллю неприпустимо через те, що при попаданні фазної напруги на корпус електрообладнання виникає електрична дуга, яка може призвести до виникнення пожежі або вибух. Тому застосовується система енергопостачання з ізольованою нейтраллю.

У такій мережі фазна напруга при короткому замиканні на землю потрапляє через якийсь опір значно більше, ніж опір заземлювача. Тому коротке замикання має відносно невеликі значення і електричної дуги зазвичай не виникає. На тлі роботи потужного устаткування це може бути не помічено і в наслідок призведе вже до міжфазній замикання, що супроводжується електричною дугою і вибухом вугільного пилу або газу. Для цього в системах з ізольованою нейтраллю постійно перевіряється стан ізоляції контрольованої лінії, і моментально відключається подача напруги, якщо опір ізоляції знижується менше порогового рівня. Реле витоку виконують цю захисну функцію.

Принцип дії

У найпростішому випадку, реле витоку – це електромеханічний реле, у якого обмотка управління підключена до землі і штучної нейтралі.

Присутній точка з’єднання трьох ланцюгів з індуктивними і активними опорами, інші кінці яких приєднуються до фаз мережі, є штучна нейтраль. При виникненні витоку струму (пробою ізоляції) вище граничного значення, пристрій відключає електричну мережу.

На практиці справа йде інакше. При повторному включенні обладнання може виникнути електрична дуга, якщо пробій ізоляції не буде усунутий. Щоб цього не сталося, в апаратурі захисту передбачено блокування включення обладнання при зниженому опорі ізоляції. Тобто і при відключеному обладнанні воно контролює ізоляцію мережі. Це забезпечується застосуванням додаткових джерел напруги, зазвичай постійного, в межах 100 В.

Апаратура захисту представляє собою трифазний трансформатор, токоограничивающие опору і реле з двома котушками. Один кінець первинної обмотки приєднаний до відповідної фазі мережі, а інший підключається до висновку 1 першої обмотки двохобмотувальні реле. Другий висновок приєднується до землі. Вторинна обмотка трансформатора (джерело допоміжного струму) приєднується до другої котушці реле. Вони включені зустрічно, у другій обмотки наведений струм більше, але їх різниця (диференційний струм) недостатній для розмикання контактів при нормальній роботі мережі.

спрацювання

Опір витоку, якщо розглядати еквівалентну схему, включається паралельно з пристроєм, контролюючим провідність ізоляції. У першій обмотці струм буде найбільшим при мінімальній провідності ізоляції. При збільшенні провідності вище порогового рівня, оперативний струм знижується настільки, що відбувається розмикання контактів реле. Це призводить до подачі керуючого впливу на здатність, що відключає обмотку потужного релейного пристрою. Уже воно відключає ділянку мережі з пошкодженням ізоляції. Так як обмотки трифазного трансформатора з’єднані зіркою, і керуючий сигнал на двообмоткових реле надходить з центру зірки, то апаратура захисту спрацює при витоках в будь-якої лінії мережі.

Моделі апаратури захисту

Апаратура захисного відключення в електромережах з ізольованою нульовим провідником виконує ті ж функції, що і диференціальне реле в звичайної побутової мережі.

Основними характеристиками приладів є:

  • час спрацьовування реле витоку;
  • тривалий струм витоку;
  • короткочасний струм;
  • уставка однофазного витоку.

Час спрацювання становить 0,1 с. Тривалий струм допускається максимум 0,010 А, короткочасний до 0,1 А. Уставка встановлюється в межах 10-50 кОм.

Один з поширених захисних приладів в системах безпеки шахт і гірничодобувних підприємств – реле витоку РУ-380. Використовується в електромережах синусоїдального струму 380 В з ізольованим нульовим провідником. Є схема контролю справності приладу. Застосовується для захисту людини від прямого впливу електроструму, при попаданні напруги мережі безпосередньо на нього. Відключає електрообладнання при зниженні опору ізоляції нижче порогового рівня. Може працювати на вибухонебезпечних об’єктах діапазоні -10 … + 40 ° C.

Крім цього, реле витоку даного типу є у виконанні на трифазну напругу.

Моделі контролю ізоляції УАКІ – це різновид захисної апаратури на 380 і 660 В. Вони відіграють роль діфреле в промислових електромережах з ізольованим нульовим провідником.

Іншим різновидом є апарати захисту з автокомпенсації ємнісної складової витоку марки A3AK. Прилад працює так само, як і УАКІ. Автоматичний компенсатор у вигляді підключеного між фазовими провідниками і заземлителем індуктивного пристрою знижує струмові витоку. Управління ним відбувається за рахунок подмагничивания.

Зустрічаються реле витоку з самонастроювання. Вони не реагують на плавну зміну струмів витоку, тільки на швидкі кидки. Але при досягненні певної межі спрацьовують і на повільні наростання.

Ссылка на основную публикацию