198359. lajstromszámú szabadalom • Érintésvédelmi kapcsolási elrendezés földelt generátorok számára
1 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés, amely a technika állásához képest jobb feltételek Között biztosítja villamos áramfejlesztő gépekkel (továbbiakban: generátorok) üzemelő létesítményeknél az érintésvédelmet. Ismeretes, hogy a villamos berendezések védelmi intézkedései a védelem különböző céljai szerint kombinált intézkedés-rendszerbe foglalhatók. A biztonsági intézkedések egyfelelol az üzembiztonságot, másfelől a vagyonbiztonságot, s kitüntetetten a személyek épségét hivatottak szavatolni. A személyek épségét különböző rendellenességek veszélyeztetik, pl. zárlat okozta tűz, robbanás, stb., különösen alattomos veszély keletkezik akkor, ha a berendezés ember által megérinthető része a veszélyes szintet (pl. 24 V) meghaladó feszültség alatt áll, iDetve az emberi test pillanatnyi villamos ellenállást tekintve veszélyes áramütést okozhat. A védőeszközök a veszélyt különböző módon észlelik, egyebek között tűláram, hibaáram, túlfeszültség, hibafeszültség stb. érzékelése útján. Az érintésvédelem szempontjából mindinkább elterjedő eszköz a hibaáramvédő-kapcsoló. Érintésvédelem általában akkor szükséges, ha a létesítmény üzemel és ezen belül többnyire olyankor, amikor a villamos energiaforrás fogyasztókat táplál. Ezért a technika állása szerinti érintésvédelmi eszközök jelentős része fogyasztóorientált, a hibát a fogyasztók környezetében érzékelik és a fogyasztót érő érintésveszéíyes feszültség megszüntetésére irányulnak. Az áramfejlesztők érintésvédelme kevésbé változatos megoldásokkal szokásos, amiben annak is szerepe van, hogy a fogyasztókat kiterjedten alkalmazzák villamos szakismerettel nem rendelkezők is, míg az áramfejlesztők érintés veszélyes pontjaival általában csak szakképzett, illetve az érintésveszélyre nézve kioktatott személyzet kerülhet kapcsolatba. A generátorok érintésvédelmére pl. manapság is használatosak olyan védelmi eszközök, amelyek a hlbaáramot nem érzékelik, míg a fogyasztói védelemben a hibaáramvédelem rendszerint kötelező. A technika állása szerinti generátor vezérlő áramkör jellegzetes példáját mutatja az 1. ábra. Látható, hogy a 11 generátor kimenetére 14 túláramvédő-kapcsoló csatlakozik, s azon át történik a 17 terhelések táplálása. A generátor-kimenet nullavezetője üzemi földelést szolgáló 15 földelőnyárssal van összekapcsolva, a 12 gerjesztőkapcsoló egy bemenetére hibafeszültségre érzékeny 13 védőáramkor kimenete csatlakozik. A 13 védőáramkör a hibafeszültséget a 11 generátor teste és egy mintegy 20-25 méternyire lévő referenciapont között vizsgálja, amely pontban segédföldelés van kialakítva, így további 16 földelőnyársat is telepíteni keH. A rendszer telepítése körülményes, két földelőnyárs és különböző hosszúságú földelővezetékek szükségesek. Túlmenően azon, hogy a pusztán, különösen hátrányos, hogy a figyelő áramkör meghibásodása, a földelővezeték leszakadása esetén a Einerátor tovább dolgozik, az nem gerjed le és nem is hét legorjeszteni, A védelem javítható a fogyasztói érintésvédelemben már rendszeresített egyéb eszközök Járulékos alkalmazásával, pl. úgy, hogy a generátor-kimenetre csatlakozó 14 túláramvédő-kapcsoló és a 17 terhelések közé hibaáramvédő-kapcsolót is kapcsolunk. A hibaáramvédő-kapcsolóval kialakított védelmek közül említhető pl. a 170.822 lajstromszámú HU szabadalmi leírás szerinti, amelyet fogyasztók érintésvédelmére alakítottak ki (szálfolytonosság-flgyelővel kiegészítve), de az általunk kitűzött feladatra ez a megoldás nem alkalmazható, hiszen a gerjesztés felé nem hat és a generátort hiba esetén nem lehet legerleszteni. Ugyancsak fogyasztó-védelem orientált a 183.725 lajstromszámú HU szabadalmi leírás szerinti megoldás, amely további kiegészítő áramköröket és fedővédelmet is tartalmaz, megakadályozza a helytelen csatlakoztatással való üzemeltetést stb. Ez a megoldás sem teszi lehetővé a gerjesztéskapcsoló felőli védelmet és hiba esetén a generátort nem lehet legerjeszteni. Célul tűztük ki olyan érintésvédelmi kapcsolási elrendezés kialakítását, amely úgy biztosítja a veszélyes érintési feszültség elleni védelmet, hogy lehetővé teszi a generátor gerjesztéskapcsolójának letiltását és így a hiba fellépésének körülményeitől függően mind a (további) gerjesztés megakadályozását, mind a már kialakult mező legerjesztését. Abból indultunk ki, hogy a generátor-védelemben már eddig is alkalmazott alapvető intézkedések (túláramvédelem, hjbafeszültségvédelem( megtartása mellett a védelmet kiegészítjük a technika állása szerinti hibaáramvédelemme! és ennek figyelembevételével kerestük a kitűzött feladat megoldására alkalmas kapcsolási elrendezést. A találmány alapja az a felismerés, hogy a generátorok különböző típusaihoz egyaránt illeszthető eszközzel megbízható érintésvédelem érhető el, ha - előnyösen a genrátor armaturakapcsal és a túláramvédőkapcsoló bemenete közötti (továbbiakban: bemeneti) tápvonalszakaszba beiktatott — két felügyelő eszköz segítéségével felügyeljük egyfelől a generátor gerjesztőkörének pillanatnyi állapotát, másfelől a veszélyes érintési feszültségre utaló hibajelenségek legalább egyikének (hiba feszültség, hibaáram) a fellépését és e két felügyelő eszköz kimenőjeleivel befolyásoljuk a gerjesztéskapcsoló pillanatnyi állapotát. Az így különböző generátortípusokhoz Illeszthető egyes kiviteli alakok funkcionálisan két változat szerint csoportosíthatók:- az általánosabb rendeltetésű egyik változatnál a bemeneti tápvonalszakaszban felügyelt hibajelenség a nullvezető és a generátor teste (földpont) között fellépő hibafeszültség, ennél a változatnál a túláramvédőkapcsoló kimenete és a fogyasztói kapcsok közötti (továbbiakban: kimeneti) tápvonalszakaszba hagyományos — összegző áramváltóval és azzal csatolt erősáramú kontaktorral (hibaáram-jelfogóval) kialakított — hibaáramvédőkapcsolót Iktatunk, — a csak földelt csillagpontú generátorok körében alkalmazható, egyszerűbb felépítésű és mégis megbízhatóbb működési változatnál a bemeneti tápvonalszakaszban felügylet hibajelenség a hibaáram, amelynek fellépése a generátor legerjesztését és így a veszélyes állapotot - forrásánál való - megszüntetését eredményezi, mimeUett e változat előnyös kiviteli alakjánál a kimeneti tápvonalszakaszban erősáramú kontaktort rendezünk el, amelynek működtető bemenetével a bemeneti tápvonalszakaszba beiktatott hibafelügyelő eszköz kimenete van csatolva. A valamennyi kiviteli alaknál kimutatható közös jellemző, hogy a gerjesztőkapcsoló egy-egy bemenetével gerjesztés-felügyelő, Illetve hiba-felügyelő, nevezetesen hibafeszültségfelügyelő vagy hibaáramfelügyelő 198.359 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
