"Новости Электротехники"«АРГУС» — надежная защита от поражения электрическим током

< Предыдущая ] [ Следующая >

Журнал №1(13) 2002

«АРГУС» — надежная защита от поражения электрическим током

В. Фролкин, к.т.н., Компания «Объединенная Энергия» (г. Москва)

Аппарат типа «АРГУС» предназначен для защиты людей от поражения электрическим током в комбинированных электрических сетях с изолированной нейтралью трансформатора, содержащих управляемые (тиристорные) выпрямители, и от других опасных последствий утечки токов на землю.

Комбинированные сети наиболее опасны для жизни людей
Исследования показали, что комбинированные сети представляют собой не меньшую, а даже большую опасность, чем сети переменного тока.
Например, в комбинированной трехфазной сети напряжением 380 В и общей емкостью фаз и полюсов относительно земли 3 мкФ, для угла регулирования a=90 0 тиристорного выпрямителя в таблице приведена зависимость действующих значений токов однофазной Iу.ф и однополюсной Iу.п. утечек через сопротивление 1 кОм (расчетное сопротивление тела человека) от емкости фаз C1 и емкости полюсов C2 .

Таблица
Зависимости Iу.ф., Iу.п.= f(С1, С2)

Iу.ф, А	Iу.п, А	C1, мкф	C2, мкФ
0,157	0,16	3,0	0
0,16	0,135	2,4	0,6
0,173	0,102	1,5	1,5
0,195	0,077	0,6	2,4
0,213	0,0716	0	3,0

Из таблицы видно, что комбинированная сеть более опасна, чем сеть переменного тока (для емкости полюсов С2>0 ток Iу.ф. превышает значение, определенное для С2=0).

Помехи от работы управляемого выпрямителя осложняют создание аппаратов защиты
Одной из проблем при создании аппаратов защиты от токов утечки для комбинированных сетей является борьба с помехами, возникающими при работе управляемого выпрямителя. Даже при отсутствии однофазных и однополюсных утечек тока на землю потенциал земли отличен от нуля и обусловливает ток помехи, протекающий через нагрузку аппарата защиты. Практика показала, что аппараты защиты, использующие источники оперативного постоянного тока, неработоспособны при утечках тока на землю с одного из полюсов выпрямителя, а аппараты, использующие источники оперативного переменного тока пониженной частоты (25-37,5 Гц), подвержены ложным срабатываниям и работоспособны только в сетях с общей емкостью относительно земли не более 0,6 мкФ.

Разнополярные импульсы напряжения и микропроцессор гарантируют надежность работы аппарата «АРГУС»
Действие аппарата «АРГУС» основано на принципе наложения на контролируемую сеть оперативного напряжения, действующее значение которого не превышает 70 В и которое представляет собой последовательность разнополярных импульсов специальной формы, поступающих через резистор нагрузки и резисторы фильтра присоединения в контролируемую сеть.
Обработка измерительной информации, состоящая в определении и запоминании значений токов утечки на землю, вычислении сопротивления изоляции, сравнении результата с уставками, организации повторных измерений и вычислений, формировании сигналов о снижении сопротивления изоляции и аварийного отключения, выполняется с помощью микропроцессора.
Это в совокупности позволило создать надежный работоспособный аппарат защиты от токов утечки в комбинированных сетях с общей емкостью относительно земли до 3 мкФ.

Технические характеристики аппарата «АРГУС»

Наименование основных параметров		Значение
1.	Номинальное напряжение контролируемых сетей, В	40 ... 660
2.	Предельная емкость Cф фазы сети переменного тока относительно земли , мкФ	1
3.	Предельная емкость С сети с полупроводниковыми преобразователями относительно земли, мкФ С = 3Сф + 2Сп , где Сф – емкость фазы сети переменного тока до преобразователя относительно земли , С п - емкость полюса за преобразователем относительно земли)	3
4.	Предельная емкость сети постоянного тока (2Сп), мкФ	1
5.
	Сопротивление срабатывания при однофазной утечке на землю (в цепи переменного тока):
	в сетях до 380 В, кОм, не менее	10
	в сетях свыше 380 В, кОм, не менее	13
6.	Сопротивление срабатывания при однополюсной утечке на землю (в цепи постоянного тока), кОм, не менее	10
7.	Сопротивление срабатывания при симметричной трехфазной утечке на землю в цепи переменного тока), кОм на фазу, не менее	30
8.	Сопротивление срабатывания при симметричной двухполюсной утечке на землю (в цепи постоянного тока), кОм на полюс, не менее	20
9.	Сопротивление «50 кОм» срабатывания предупредительной световой сигнализации контроля изоляции, кОм на сеть	40...60
10.	Сопротивление «30 кОм» срабатывания предупредительной световой сигнализации контроля изоляции, кОм на сеть	20...40
11.	Собственное время срабатывания аппарата при однофазной (однополюсной) утечке на землю через сопротивление Ry < 3 кОм, мс, не более	140*
12.	Выдержка времени дополнительная на срабатывание для цепей бурового станка, с	0
13.
	Выдержка времени дополнительная на срабатывание для внутриэкскаваторных электрических сетей:
	13.1. для цепей, питающих тиристорные блоки и генераторы собственных нужд экскаватора (возбуждения) , с	**
	13.2. для силовых цепей главных приводов (систем Г-Д, ТП-Д), с	**
	13.3. для разветвленных цепей, питающих потребителей разного назначения:
	при выполнении цикла экскавации, с	**
	при неработающих главных приводах, с	0
	13.4. для цепей 220 В, питающих освещение, с	0
14.	Номинальное напряжение питания (при питании от контролируемого участка сети), В	127 220 380
15.	Отклонение напряжения сети, %	-40...+20
16.	Потребляемая мощность, ВА, не более	35
17.	Степень защиты аппарата	IР54
18.	Температура окружающей среды, ^оС	-40...+40
19.	Относительная влажность окружающей среды при температуре +25^о С, %	98 (+2)
20.	Габаритные размеры, мм, не более	215 х185 х190
21.	Масса, кг, не более	3,0

Аргус

* – общее время срабатывания аппарата и коммутационного аппарата, отключающего сеть, должно быть таким, чтобы, согласно ГОСТ 12.1.038-82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов», обеспечить безопасную величину количества электричества, проходящего через тело человека при прикосновении к токоведущим частям, не более 50 мА.с;
** – величина выдержки времени устанавливается в соответствии с техническими требованиями и условиями на горную машину (может быть согласовано с потребителем). В аппарате устанавливаются дополнительные зажимы для ввода сигнала разрешения срабатывания;
*** – при питании аппарата от отдельного источника или от контролируемого участка сети с нестандартным значением напряжения (может быть согласовано с потребителем).

1-источник питания; 2-измерительныйрезистор нагрузки R_н; 3-интегратор; 4-цифроаналоговый преобразователь (ЦАП); 5-усилитель; 6-микроконтроллер; 7-исполнительный усилитель; 8-селектор импульсов; 9-исполнительное реле; HL1-зеленый светодиод "Работа"; HL2-красный светодиод "Авария"; HL3-желтый светодиод контроля изоляции "30 кОм"; HL3-желтый светодиод контроля изоляции "50 кОм"; HL5-красный светодиод "Неисправность"; SB1-кнопка "проверка" для проверки работоспособности аппарата; SB2-кнопка "сброс"; NT1-блок зажимов; Д3-дополнительный заземлитель.