Особенности устройства и функционирования аппаратов защиты от утечек тока на землю в сетях напряжения

Прикосновение человека к фазе электрической сети с изолированной нейтралью
Rиз
Iч
Rч
Хиз
Xиз = 1/ωCиз

Аппарат защиты от утечек тока на землю предназначен для защиты человека от поражения электрическим током при касании к проводнику, нормально находящемуся под напряжением
Аппарат защиты от утечек тока на землю функционирует в электрической сети с изолированной нейтралью трансформатора
Аппарат защиты от утечек тока на землю выявляет снижение сопротивления изоляции электросети и формирует команду не её защитное отключение
Аппарат защиты от утечек тока на землю формирует команду на опережающее отключение электросети при повреждении изоляции одной фазы кабеля

Доктор технических наук, профессор
Рувим Моисеевич Лейбов (1904 - 1982 г.г.) - выдающийся учёный, автор теории электробезопасности эксплуатации шахтной электросети, первого серийного аппарата защиты от утечек (РУВ)
Заведовал кафедрой «Горная электротехника и автоматика» ДПИ
с 1942 по 1977 г.г.
Вид первых серийных реле утечки (1949 г.)
Многие аспекты исследований профессора Р.М. Лейбова послужили началом создания научного направления, которое развивается и в настоящее время. Начиная с 50-х годов ХХ века применение аппаратуры защитного отключения стало обязательным в шахтной электросети

Принцип действия простейшего аппарата защиты от утечек тока на землю
Rиз
Iоп
Rут
Хиз
+
_
К
РR
АВ
СК
СК
Статический компенсатор (дроссель) с фильтром присоединения
IL
Ic

Устройство автоматического контроля сопротивления изоляции УАКИ-127 – типичный представитель аппаратов защиты от утечек тока на землю со статическим компенсатором ёмкостных токов утечки

Принцип выявления утечек тока на землю современными аппаратами защиты
Сравнение
Iоп
Iэт
Узел блокирования
работы
исполнительного
реле
Контроль
целостности
цепи
оперативного тока
Источник питания
исполнительного
реле
СЕТЬ
К
АЗУР-1

Принцип автокомпенсации ёмкостных составляющих токов утечки в современных аппаратах защиты
усилитель
постоянного тока
формирование
постоянного тока
подмагничивания
дросселя
автокомпенсации
СЕТЬ
источник
оперативного
тока
Iоп
Rут
Дроссель
К сети
Измерение
Фактической
ёмкости
изоляции сети
L = var
I = var
Iоп
Iоп

Принцип опережающего отключения электросети при повреждении одной фазы кабеля
Посторонний предмет
Экран из
Проводящей резины
Сигнальная
жила
Команда
на откл. АВ
А З
Заземляющая
жила
Резиновая
изоляция

Схема электроснабжения технологического участка – объект контроля аппарата АЗУР
6кВ 660 В
127В 660 В
Агрегат пусковой
шахтный (АПШ)
АЗУР-4
Комплектная трансформаторная
подстанция взрывозащищённая
КТПВ
(Сеть 127 В контролируется
аппаратом защиты УАКИ)

Защита человека от электропоражения путём
закорачивания на землю повреждённой фазы
Реализация принципа электрозащиты схемой корткозамыкателей аппаратов
РУ-1140 и АЗУР-4 (разработки УкрНИИВЭ)
БКЗ
аппарата АЗУР-4
БКЗ
аппарата РУ-1140

Двуполярная и однополярная широтно-импульсная модуляция напряжения автономного инвертора ПЧ
u2*(t)
t
Тн
t
t
Импульсный характер составляющих полуволн выходного напряжения ПЧ обусловливает наличие высокочастотных гармоник напряжения, которые нарушают параметры работы участковых аппаратов защиты от утечек тока на землю. В шахтной электросети ПЧ совместимы только со специальными аппаратами защиты АЗУР-4 ПП
u2(t)
u2(t)
Твых