СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Применение
устройств защиты
от токов утечки
Для обеспечения надежной работы электрических сетей,
пи-
тающих
регулируемые
установки,
построенные
на
базе
си-
ловой электроники,
используют инновационные устройства
защиты от токов утечки.
При выборе типа таких устройств ис-
ходят из результатов анализа сети и параметров питаемых ею
электронных систем.
В связи с широким использова-
нием
регулируемых устройств си-
ловой
электроники
разрабатыва-
ются
системы
нового
поколения,
защищающие оборудование и пер-
сонал
от токов утечки.
Выбор та-
ких систем предусматривается уже
на стадии проектирования силовых
устройств. Различные неисправно-
сти,
вызывающие
возникновение
токов утечки,
могут быть рассмо-
трены
на
примере
системы
элек-
тронного регулирования
привода
(рис.
1),
разновидности
которого
применяются в тяговых цепях же-
лезнодорожного подвижного соста-
ва, а также в приводе его вспомога-
тельных устройств.
Многофазные
силовые
элек-
тронные
устройства
типа
преоб-
разователей частоты или инверто-
ров при наличии дефектов изоля-
ции могут быть источником утечки
постоянного тока. В рассматривае-
мом
случае
постоянный
ток,
от-
ветвляющийся
в
землю
с
выхо-
да трехфазного мостового выпря-
мителя, не может быть обнаружен
существующими устройствами за-
щиты (1*СО) типов А или АС, так
как в их суммирующем трансфор-
маторе тока
не
происходит изме-
няющегося во времени намагничи-
вания сердечника. Такое намагни-
чивание было бы необходимо для
индукционной
передачи
энергии
на выходное реле устройства ИСО.
Чем больше постоянный ток утечки,
тем выше становится порог сраба-
тывания ИСЭ по переменному то-
ку, который в данном случае также
присутствует в виде гармоник (см.
рис.
1, б). В неблагоприятном слу-
чае устройства защиты типов А или
АС вообще не сработают. В этой си-
туации следует применять КСЭ ти-
па В.
Устройство защиты типа АС реа-
гирует только на токи утечки пере-
менного тока частотой 50 Гц и по-
этому в Германии не применяется.
ИСО типа А защищает от утечек пе-
ременного тока
и
пульсирующих
переменных токов (гармоник)
пи-
тающей сети с частотой 50 Гц.
ИСО типа
В реагирует на сете-
вые гармоники, сглаженный посто-
янный ток и переменные токи всех
частот вплоть до 1 М Гц. Эти устрой-
ства в наибольшей степени пригод-
ны
для
защиты
сетей,
питающих
схемы силовой электроники.
а)
Линия 1
Линия 2
Линия 3
ж ш
Разница между токами утечки
и наведенными токами
Токи утечки в основном имеют
омический характер и возникают в
результате дефектов изоляции то-
коведущих частей по отношению к
земле, в том числе и в результате за-
грязнения электрического прибора
или попадания в него влаги (рис. 2).
Другим примером утечки, пред-
ставляющей серьезную опасность
для жизни, является возникновение
тока в случае прикосновения чело-
века непосредственно к неизолиро-
ванной токоведущей части.
Наведенные
токи
утечки
(да-
лее — наведенные токи), возникаю-
щие в ходе эксплуатации электро-
установок, имеют преимуществен-
но емкостный характер и стекают
в землю, например, через конден-
саторы помехоподавляющих элек-
тромагнитных ЕМУ-фильтров или
же через емкость экранированных
проводов большой длины (рис. 3).
Особо
важное значение
имеет
то, что в сетях с нагрузкой, содер-
жащей элементы силовой электро-
ники, как токи утечки, так и наве-
денные токи могут содержать, по-
мимо основной частоты 50 Гц, так-
же и несколько других частот. Здесь
по сравнению с классическими схе-
мами, где нагрузкой являются лам-
пы накаливания или нерегулируе-
мые двигатели
и
где токи утечки
и наведенные токи имеют частоту
50 Гц, нужны другие решения. По-
лоса частот токов утечки обоих ти-
пов, иногда называемых дифферен-
циальными токами, в зависимости
б)
>>
1
Рис. 1. Возникновение тока утечки в схеме
регулируемого привода трехфазного тока:
а
— схема привода:
б
— кривая тока утечки
— переходное сопротивление
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, №6
53
предыдущая страница 54 Железные дороги мира 2011 06 читать онлайн следующая страница 56 Железные дороги мира 2011 06 читать онлайн Домой Выключить/включить текст