專利名稱：一種就地回零式漏電保護控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力供電控制裝置領(lǐng)域，具體涉及一種就地回零式漏電保護控制裝置。
現(xiàn)有的漏電保護器、漏電保護斷路器雖然在單獨使用時可以較好地起到保護作用，但如應(yīng)用于較大的低壓供電系統(tǒng)中，在多級、多點使用時，就會產(chǎn)生許多難以解決的矛盾，以致造成保護動作不正常，供電不正常。具體有以下問題1．使用現(xiàn)有的漏電保護器(開關(guān))，供電網(wǎng)絡(luò)的中性線(零線)必須可靠接大地，這樣以來，就給漏電構(gòu)成了一個永久性回路，因此會造成一定程度的加大漏電損耗。
2．由于只在變壓器低壓側(cè)中性點處直接接大地，又由于電網(wǎng)涉及面積太，用電戶布點密集，可能產(chǎn)生的漏電點太多，而造所有的漏電點的漏電流都會立即通過接中性點的地線回零，這樣會造成供電網(wǎng)絡(luò)的總保護遭受干擾多，動作太頻繁，因而造成停電面積大、次數(shù)多、操作多，使有關(guān)管理人員及用電戶很難接受。
3．由于現(xiàn)有技術(shù)是直接用漏電信號控制保護動作的，當(dāng)線路中遭受如雷電、奇形電流波等干擾時，也會保護動作，因而抗干擾能力差。
4．為了解決抗干擾問題，有的增大動作電流和延長動作時間，以及增設(shè)重合動作功能。顯然，這雖然能解決一點問題，但卻使某些區(qū)段降低或失去了對人畜的保護作用，失去了本來的意義。
本實用新型的目的就是為了克服上述缺點，從根本上解決漏電保護技術(shù)中存在的干抗和被干擾的問題，提供一種就地回零式漏電保護控制裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種就地回零式漏電保護控制裝置，其所述的漏電保護控制裝置，是一種將供電線路之火線對大地的漏電流，在本漏電保護控制裝置的自動控制下，通過本漏電保護控制裝置就地回零(中性線)，而不是在變壓器中性點處或中性線(零線)的其他處回零(中性線)。用這樣的辦法大幅度降低漏電流對前級和其他漏電保護裝置的干擾。同時，所述的漏電保護控制裝置采用了各自獨立作用的漏電區(qū)域識別，對干擾的識別，漏電強度識別這三重識別控制按序分步投入工作的新技術(shù)，其一是非本保護區(qū)域的漏電打不開本漏電保護控制裝置，其二是非真正的漏電流信號很難打開本漏電保護控制裝置，既使偶然打開了，由于事實上沒有漏電流，本漏電保護控制裝置也不動作。其三是弱小瞬間的漏電流雖然可以打開本漏電保護控制裝置，但在設(shè)有一定的強度時，保護裝置也不動作。當(dāng)發(fā)生在本保護區(qū)域內(nèi)，確有一定強度的漏電時則可以準(zhǔn)確、迅速地啟動本保護裝置，實施停電保護。用這樣的辦法去從根本上解決漏電保護裝置的抗干擾問題。其結(jié)構(gòu)特征在于在其機殼(架)體上設(shè)置了接地端子(或轉(zhuǎn)接扦孔)D。
在供電網(wǎng)絡(luò)之中性線O與接地端子(或轉(zhuǎn)接扦孔)D之間，通過K1串接有回零控制元件SCR1及電阻R2、R3、W1，在W1的中心抽頭接有SIAC1(或DW1)，其另一端與漏電保護動作控制元件SCR2的控制極相連。
在供電網(wǎng)絡(luò)之中性線O與回零控制元件SCR1之控制極之間接有由BG1、BG2等組成的相位放大器。
在漏電回零回路和漏電動回路之間采用光電藕合器MOC1，其電發(fā)光回路通過BG3接入漏電回零回路，其光電回路串入J1后，一端接O線另一端接火線。
在回零控制元件SCR1之陰極、供電網(wǎng)絡(luò)之火線、地D三者之間設(shè)有轉(zhuǎn)換開關(guān)K1(或轉(zhuǎn)接扦孔)。
本實用新型的應(yīng)用可產(chǎn)生如下積極效果
1．由于本實用新型首先使用了漏電流就地回零新技術(shù)，不但從根本上解決了本級漏電保護對上級及其他漏電保護設(shè)備的干擾，而且還可以有效地抑制供電網(wǎng)絡(luò)的中性線零位偏移，提高供電質(zhì)量。
2．由于本實用新型首先應(yīng)用相位放大器放大漏電信號，首先使用了各自獨立作用的三重識別(漏電區(qū)域識別、對干擾的識別、漏電強度識別)控制按序分步投入工作的新技術(shù)，從而從根本上解決了干擾對本實用新型的影響。
3．由于本實用新型解決了干擾和被干擾的問題，且靈敏度高，工作可靠，將其配套應(yīng)用于供電網(wǎng)絡(luò)中，既能起到良好的穩(wěn)定電網(wǎng)的作用又能可靠保證人畜觸電安全。
4．本實用新型適用于供電網(wǎng)絡(luò)的多級保護，也可適用于電網(wǎng)中性點(零線)接地和不接地兩種場合，不僅適用于三相電和單相電，也適用于各種漏電保護裝置和漏電保護斷路器。因而具有極大的實用性和寬廣的適用范圍。
以下結(jié)合附圖與具體實施方案，對本實用新型作進一步詳細說明
圖1為本實用新型電路構(gòu)成框圖。
圖2為本實用新型電路原理接線圖之一。
圖3為本實用新型電路原理接線圖之二。
圖4為本實用新型電路原理接線圖之三。
圖5為本實用新型電路原理接線圖之四。
圖2為本實用新型的電路原理接線圖之一，它適用于單相供電網(wǎng)絡(luò)它的具體接線原理如下其中，電流互感器CT1為漏電流采樣元件，供電線路之火線、O線一起從其中心孔內(nèi)穿過。CT1之輸出線圈兩端分別接在BG1BG2的相互連接在一起的b極和e極上，構(gòu)成了漏電信號的輸入回路。為了防止BG1、BG2反向電流，在它們的c極上分別接有D1和D2，D1和D2的另一端相互連在一起后接R1，R1接供電網(wǎng)絡(luò)之中性線O。BG1、 BG2的e極通過電容器C1接漏電流回零控制元件SCR1的控制極，通過SCR1的陰極、K1的1-2接地D，構(gòu)成了相位放大器的工作回路。顯然，相位放大器的工作回路就是漏電回零控制元件SCR1的控制回路。BG1、BG2、D1、D2、R1、C1構(gòu)成了一個完整的全波相位檢波放大器。
漏電流回零控制電路由SCR1、R2相串連而成，其上端接供電網(wǎng)絡(luò)之中性線O，下端通過K1的1、2接地D，或通過K1的1、3接火線。
與R2并連的W1、R3構(gòu)成了漏電動作信號取樣電路，W1的中心抽頭通過雙向觸發(fā)管SIAC1接漏電保護動作控制元件SCR2的控制極。顯然W1、R2是漏電保護動作控制信號的輸出和動作值整定回路，其中調(diào)整W1可準(zhǔn)確整定動作值，SIAC1可以使動作點更確切。
漏電保護動作控制元件SCR2，動作線圈J1，R4相串連構(gòu)成了漏電保護動作控制回路，其一端接供電線路之中性線O，另一端接火線。其中J1是主電源開關(guān)KJ1中設(shè)置的漏電保護動作脫扣線圈。
K2與R5相串連后，一端接(CT1外測)供電線路火線，另一端接(CT1內(nèi)側(cè))供電線路之中性線O，形成了漏電保護動作試驗電路。
本實用新型的工作過程如下當(dāng)火線對地產(chǎn)生漏電回路RL時，便會通過其他通路產(chǎn)生少量的發(fā)散漏電流if，此電流越CT1，于是CT1二次輸出線圈便有漏電流信號輸入相位放大器，如果CT1輸出的漏電流信號與加在相位放大器工作端的電源(即火線漏地后與O線之間的電壓)同相位，則相位放大器工作，其工作電流經(jīng)C1微分成正負脈沖后流經(jīng)回零控制元件SCR1的控制極和陰級，形成了SCR1的觸發(fā)電流。
SCR1在觸發(fā)電流的作用下導(dǎo)通，這時漏電發(fā)散電流if因SCR1的導(dǎo)通(阻抗很小)迅速收殮于iH，形成了漏電就地回零電流。由于if回路的阻抗比iH回路的阻抗大得多，這時iH≈iL。這時iH的大小取決于漏電程度即漏電阻RL的大小。
在iH達不到漏電保護動作值時，在W1上的壓降較小，打不開SIAC1SCR2不導(dǎo)通。這時如漏電消失，CT1無信號輸出，相位放大器BG1、BG2截止，SCR1也截止，一切恢復(fù)正常。當(dāng)iH達到漏電保護動作值時，在W1中心抽頭處的分壓導(dǎo)通SIAC1，給SCR2的控制極一觸發(fā)電流，SCR2工作導(dǎo)通，電磁線圈J1將電源開關(guān)脫扣，KJ1開斷，實施停電保護。
當(dāng)本實用新型運用于供電網(wǎng)絡(luò)中性線不直接接地系統(tǒng)時，開關(guān)K1之1-2通，此時中性線接地應(yīng)視為系統(tǒng)故障，必須立即排除。
當(dāng)本實用新型運用于供電網(wǎng)絡(luò)中性線直接接地系統(tǒng)時，開關(guān)K1之1-3通，其功能與現(xiàn)行技術(shù)類同。
圖3是為使本實用新型適用于三相用電而設(shè)計的，它與圖2所示本質(zhì)上是一個樣的。由于在三相用電中，a、b、c三相火線都有可能對地發(fā)生漏電，而保護動作回路的電源只能接在一相火線上，這樣就容易產(chǎn)生漏電回零回路和漏電動作回路中的電相位不配合，因此再采用圖2所示的配合方法就不適用了。為了解決這個矛盾，在圖3所示的漏電回零回路中，設(shè)計了由R2、R3、D3、D4、R4、C2、W1組成的全波整流電路和漏電動作信號采樣回路。即把漏電回零電流的一部分變成直流，經(jīng)R4、C2濾波后，由W1完成漏電動作信號的采樣任務(wù)。又由于W1所采漏電動作信號與動作控制回路的電源(O線與火線間)沒有公共點，漏電動作信號無法直接觸發(fā)動作控制回路工作，因此在漏電動作信號回路與漏電動作控制回路之間選用了光電藕合器MOC1，用它完成漏電動作信號至漏電動作控制回路的電隔離和光傳遞。用W1可以整定漏電動作值，從W1的中心抽頭到光電藕合器MOC1中間接BG3和DW1，目的是為了使漏電保護動作點更確切。
其于上述原因，圖3所示的適用三相電的漏電保護控制裝置，只能在電網(wǎng)中性線(O線)不直接接地的情況下使用。
本實用新型的另一種優(yōu)選方案見圖4、圖5。與圖2、圖3所示一樣，也是運用漏電流就地回零原理和三重識別(對干擾的識別、漏電區(qū)域識別，漏電強度識別)控制按序分步投入工作的新技術(shù)，結(jié)構(gòu)上由相位放大器，回零控制器和保護動作控制器三個部分組成。具有結(jié)構(gòu)簡單抗干擾、不施放干擾等優(yōu)點。與圖2、圖3所示相比，其區(qū)別僅在于它所采用的漏電信號放大器是半波相位檢波放大器，其余結(jié)構(gòu)是一樣的。圖4、圖5所示的半波相位檢波放大器的具體結(jié)構(gòu)是這樣的由BG1、R1構(gòu)成主放大器，其b、e輸入端接R7、DW2，DW2和R7的連接端接C3，C3和DW2的另一端分別接漏電流采樣互感器之二次線圈的兩端。BG1的c極接R1，R1的另一端與BG2的c極相連后接D1，D1的另一端接供電線路之O線O。BG2的b級接BG1的e極，BG2的e極接R8和C1，R8的另一端通過K1的1-2接地D。C1接漏電回零控制元件SCR1的控制極。這樣由BG1、BG2、R1、R2、R8、C1構(gòu)成了一個完整的半波相位檢波放大器。其具體工作過程是當(dāng)供電線路火線對地發(fā)生漏電時，CT1之二次線圈有漏電信號輸出，以BG1的e極為基點，當(dāng)漏電信號是正半波時，漏電信號通過C3、R2流經(jīng)BG1的b、e極，這時放大后的電流流經(jīng)C1和SCR1的控制極和陰極，SCR1正向?qū)āＴ谶@個過程中C3和C1分別被充電。當(dāng)漏電流信號負半圈到來時，給C3反充電，BG1、BG2截止。這時在正半同時C1上的電儲存開始通過R3、SCR1的陰極及控制極反放電，這時正置SCR1的陰極存在正半周電源，于是SCR1反向?qū)щ?，這樣就形成了漏電流就地回零。以后的動作情況與圖2、圖3所示相同，不重復(fù)。
由以上結(jié)構(gòu)特征可以看出，從本質(zhì)上講，圖4、圖5是圖2、圖3所示技術(shù)方案的另外一種形式，僅僅是所采用漏電信號放大器是全波相位檢波還是半波相位檢波而已，這是本實用新型的兩套優(yōu)選方案。
對本實用新型作漏電試驗時，開關(guān)K1置1-3通位置，關(guān)合K2，KJ1應(yīng)漏電保護動作跳閘斷電。
從以上工作過程，可以看出，這種漏電保護控制器有如下特點1．選用了相位檢波放大器放大漏電信號，具有極強的抗干擾性能。
2．只有本保護區(qū)段內(nèi)漏電流信號才能啟動相位放大器BG1、BG2因為非本保護區(qū)段內(nèi)的漏電，本保護的CT1無信號輸出，所以不受非本保護區(qū)段內(nèi)漏電的干擾。
3．漏電動作信號來源于漏電回零電路，而漏電回零電路的工作電源是漏電流，屬于漏電流控制動作而不是CT1輸出的漏電信號控制動作，而且只有在iL達到動作整定值時，才能驅(qū)動SCR2及J1，實施停電保護。用這種漏電流控制動作(而不是用信號控制)的辦法，從根本上解決抗干擾的問題。
4．當(dāng)在本保護區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)漏電回路RL時，漏電流iL剛一入地那一瞬間是發(fā)散的，較小的發(fā)散漏電流iF更可打開BG1，BG2、SCR1，SCR1一打開，發(fā)散的漏電流立即收斂于iH，這樣就實現(xiàn)了漏電流通過本控制裝置自動就地回零。
5．本實用新型設(shè)置了運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)K1，轉(zhuǎn)換該開關(guān)，運用于單相電時可使本保護器適用零序接地和不接地兩種情況。
很顯然，上述1-3說明，由于非漏電信號(對干擾的識別)、非本保護區(qū)段漏電(漏電區(qū)域識別)、非漏電達到一定量(漏電強度識別保護不動作，因此可大幅度提高本實用新型的抗干擾能力，4則說明由于漏電流就地自動回零，可以大大減小本保護區(qū)段內(nèi)的漏電對別處漏電保護設(shè)備的干擾。
其設(shè)計新穎，結(jié)構(gòu)簡單，容易推廣，適用范圍大，社會效益好。
權(quán)利要求1． 一種就地回零式漏電保護控制裝置，其特征在于所述的漏電保護控制裝置，設(shè)計了由BG1、BG2等組成的相位放大器，其輸入端BG1、BG2的b、e極接漏電流取樣電流互感器CT1之輸出線圈。其工作回路的一端通過R1接供電網(wǎng)絡(luò)之中性線(O線)O，另一端通過C1接漏電流回零控制元件SCR1的控制極；SCR1的工作回路的一端通過R2、R3、W1接供電網(wǎng)絡(luò)之中性線(O線)O，另一端通過K1接地D；W1的中心抽頭通過SIAC1(或DW1)接動作控制元件的控制極；在動作控制回路中串接有電源開關(guān)KJ1的動作電磁線圈J1及R4；動作控制回路的兩端分別接火線和零線；K1的公共點1接回零控制元件SCR1的陰極，2接地D，3接火線。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的就地回零式漏電保護控制裝置，其特征在于其機殼(架)體上設(shè)置了接地端子(或轉(zhuǎn)接孔)D。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的就地回零式漏電保護控制裝置，其特征在于在供電網(wǎng)絡(luò)的中性線O和地端子(或轉(zhuǎn)接孔)D之間通過K1接有回零控制元件SCR1及電阻R2、R3、W1，W1的中心抽頭接有SIAC1或DW1，其另一端與漏電動作控制元件SCR2之控制極相連。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護控制裝置，其特征在于在供電網(wǎng)絡(luò)之中性線O與回零控制元件SCR1的控制極之間接有由BG1、BG2等組成的相位放大器。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護控制裝置，其特征在于在漏電回零回路和漏電動作回路之間采用光電藕合器MOC1，其電光回路通過GB3接入漏電回零回路，其光電回路串入J1后，一端接O線，另一端接端接火線。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護控制裝置，其特征在于在回零控制元件SCR1、供電網(wǎng)絡(luò)之火線、接地端子D三者之間設(shè)有運行方式轉(zhuǎn)換開關(guān)K1(或轉(zhuǎn)接扦孔)。
專利摘要本實用新型提供一種就地回零式漏電保護控制裝置,涉及電力供電控制裝置領(lǐng)域。其特征是設(shè)置了相位放大器1,其輸入回路并接在漏電流取樣互感器CT
文檔編號H02H3/20GK2417620SQ0020794
公開日2001年1月31日 申請日期2000年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月11日
發(fā)明者于世根, 李紀(jì)平, 張珍會 申請人:于世根