CN100377464C - 一种漏电保护器和消除其运行时误动作的方法 - Google Patents

Abstract

一种漏电保护器和消除其运行时误动作的方法，属紧急保护电路装置领域。其特征是采集被保护线路负荷电流I_n0并送入存储器，检测被保护线路是否出现突变漏电信号I_t，若无I_t，返回；若出现I_t，则再次采集被保护线路负荷电流I_n1送入存储器中，将存储器中的I_n0和I_n1进行比较；若两者相比其数值变化大于I_t，返回；若两者相比其数值变化小于或等于I_t，则CPU发出跳闸指令，漏电保护器跳闸。其能正确区分是人体触电还是线路或设备的投入或切除，在不降低安全系数之前提下，可大大提高漏电保护器的投运率，确保电网安全、正常运行，可广泛用于各种单相或三相线路的漏电保护领域，特别适用于农电网用户。

Description

一种漏电保护器和消除其运行时误动作的方法

技术领域

本发明属于紧急保护电路装置领域，尤其涉及一种用于电缆或线路系统分段保护的紧急保护电路装置。

背景技术

漏电保护可用作防止直接触电或间接触电事故的发生，在低压配电系统中装设漏电保护器(亦称剩余电流动作保护器)是防止电击事故的有效措施之一，也是防止漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。

漏电保护器是一种利用检测被保护电网内所发生的相线对地漏电或触电电流的大小，而作为发出动作跳闸信号，并完成动作跳闸任务的保护电器。

为了缩小发生人身电击及接地故障切断电源时引起的停电范围，漏电保护器通常被装设在电源端(变压器的电源输出侧)、干(支)线路上以及用电负载端，构成两级或两级以上的漏电保护系统，实现分级保护。

在装设漏电保护器的低压电网中，正常情况下，电网相线的对地泄漏电流(对于单相线路而言)或不平衡泄漏电流(对于三相电网而言)较小，达不到漏电保护器的动作电流值，因此漏电保护器不动作。当被保护电网内发生漏电或人身触电等故障后，通过漏电保护器检测元件的电流达到其漏电或触电动作电流值时，则漏电保护器就会发生动作跳闸的指令，使其所控制的主电路开关动作跳闸，切断电源，从而完成漏电或触电保护的任务。

电源线路对地漏电电流的大小与电源线路或设备的对地绝缘电阻和感抗相关，亦与电源线路的老化程度、设备陈旧情况、所用的电气设备的数量及空气湿度有关。

对于一些投入运行时间较长或使用环境较为恶劣的电网、线路或用电设备，由于其绝缘性能的下降或绝缘电阻值的降低，使其存在一个较大的固有漏电值(或称为综合漏电阻抗)。由于这个固有漏电值的存在，使得线路或设备在刚送电或停电的瞬间，会产生一个突变的脉冲漏电信号，当线路或设备的固有漏电值超过漏电保护器的脉冲漏电动作电流值时，漏电保护器是无法投入运行的。

为了解决这个问题，现有脉冲或鉴相脉冲漏电保护器的生产厂家通常采取在漏电保护器刚投入运行的前几秒钟不对线路的漏电电流进行采样的方法，来躲过电网送电瞬间其固有漏电变成脉冲漏电信号的过程，使保护器能够正常投入运行，这种方法在二级或末级漏电保护中是十分有效的。

但是，对于设置在一级保护(在电源端或干线上)中的漏电保护器而言，上述方法就不适用了。当漏电保护器所保护线路下端的线路或设备进行投、切操作，而该线路或设备的固有漏电值又恰好大于漏电保护器的脉冲漏电动作值时，由于漏电保护器无法区分该脉冲漏电信号是由于设备或线路的投、切造成的还是由于人体触电所造成的，而发生不必要的误动作，在农村农户家中装有小机井水泵的情况下这种现象尤为突出，在电网中分段多路控制的情况下同样存在类似的现象，这个问题是影响脉冲或鉴相脉冲漏电保护器投运率的一个关键问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种消除运行状态漏电保护器下端线路投切导致误动作的方法。该方法能够正确区分所检测到的脉冲漏电信号是由于人体触电所产生的还是由线路或设备的投入或切除动作所产生的，在不降低安全系数(即漏电保护器的保护作用)的前提下，可大大提高漏电保护器的投运率，确保电网的安全、正常运行。

本发明的技术方案是：提供一种消除漏电保护器运行时下端线路投切导致误动作的方法，其中，漏电保护器包括设置在被保护线路每一相负荷线上的负荷电流互感器、设置在三相负荷线上的零序电流互感器和设置在漏电保护器中的控制单元，该控制单元至少包括一个用于接收、处理检测数据、作出逻辑判断并可发出跳闸指令的CPU和一个用于存储控制程序以及动作设定值的存储器，其特征是所述方法包括下述步骤：

步骤一、在控制程序的每个运行周期中，检测被保护线路的负荷电流值I_n0；

步骤二、将负荷电流值I_n0经模/数转换变成负荷电流的数字信号I_n0′；

步骤三、将负荷电流的数字信号I_n0′送入存储器指定的第一地址中存储；

步骤四、检测被保护线路是否出现突变漏电信号I_t；

步骤五、若无突变漏电信号I_t，返回步骤一；

步骤六、若出现突变漏电信号I_t，则再次检测被保护线路的负荷电流值I_n1；

步骤七、将负荷电流值I_n1经模/数转换变成负荷电流的数字信号I_n1′；

步骤八、将负荷电流的数字信号I_n1′送入存储器指定的第二地址中存储；

步骤九、将存储器中存储的负荷电流的数字信号I_n0′和负荷电流的数字信号I_n1′进行数值大小的比较；

步骤十、若负荷电流的数字信号I_n1′与负荷电流的数字信号I_n0′相比，其数值变化差模大于突变漏电信号I_t，则判定为漏电保护器下端线路出现线路或设备的投入或切除动作，清除存储器指定的第一地址和第二地址中的数据，返回步骤一；

步骤十一、若负荷电流的数字信号I_n1′与负荷电流的数字信号I_n0′相比，其数值变化差模小于或等于突变漏电信号I_t，则判断为漏电保护器下端线路上出现触电事故，CPU发出跳闸指令，通过跳闸单元使漏电保护器跳闸，切断各负荷回路的电连接。

上述之被保护线路的负荷电流为单相、两相或三相。

上述之被保护线路的负荷电流值I_n0通过负荷电流互感器进行检测。

上述的突变漏电信号I_t通过零序电流互感器进行检测。

本发明还提供了一种消除运行时下端线路投切导致误动作的漏电保护器，包括设置在被保护线路每一相负荷线上的负荷电流互感器、设置在三相负荷线上的零序电流互感器和设置在漏电保护器中的控制单元，该控制单元至少包括一个用于接收、处理检测数据、作出逻辑判断并可发出跳闸指令的CPU、用于数据存储的一个第一存储器和一个第二存储器，其特征是：

负荷电流互感器的输出端连接第一信号放大单元；

零序电流互感器的输出端连接第二信号放大单元；

第一信号放大单元和第二信号放大单元的输出端与模/数转换单元连接；

CPU通过总线分别与模/数转换单元、第一存储器、第二存储器和跳闸单元对应连接；

负荷电流互感器所检测到的负荷电流信号I_n0经第一信号放大单元处理后，在CPU的控制下被送入模/数转换单元进行模/数转换，并将模/数转换后的负荷电流信号I_n0′送入第一存储器进行存储；

零序电流互感器所检测到的突变漏电信号I_t经第二信号放大单元处理后，在CPU的控制下被送入模/数转换单元进行模/数转换，经过模/数转换后的突变漏电信号I_t′被CPU与预设定的设定值进行比较；

当突变漏电信号I_t′大于设定值时，经过模/数转换后的负荷电流互感器之输出信号I_n1′被送入第二存储器进行存储；

CPU将第一存储器中的负荷电流信号I_n0′和第二存储器中的负荷电流信号I_n1′进行数值大小的比较；

当负荷电流信号I_n1′与负荷电流信号I_n0′相比数值发生变化，且其差值大于突变漏电信号I_t′时，CPU清除第二存储器中的数据，继续进行下一轮负荷电流信号和突变漏电信号数据的采集和比较；

当负荷电流信号I_n1′与负荷电流信号I_n0′相比数值未发生变化，或其差值小于或等于突变漏电信号I_t′时，CPU发出跳闸指令，通过跳闸单元使漏电保护器跳闸，切断各负荷回路的电连接。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.采用对出现突变漏电信号前、后的负荷电流值进行比较的方法，能够正确区分所检测到的脉冲漏电信号是由于人体触电所产生的还是由线路或设备的投入或切除动作所产生的，在不降低安全系数(即漏电保护器的保护作用)的前提下，可大大提高漏电保护器的投运率，确保电网的安全、正常运行；

2.实现的方法简捷、易行，基本不增加硬件成本，易于为用户所接受，特别适用于农村电网的用户。

附图说明

图1是本发明的流程框图；

图2是本发明之装置的电路构成方框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1中，本发明所述之方法，包括设置在被保护线路每一相负荷线上的电流互感器、设置在三相负荷线上的零序电流互感器和设置在漏电保护器中的控制单元，该控制单元至少包括一个用于接收、处理检测数据、作出逻辑判断并可发出跳闸指令的CPU和一个用于存储控制程序以及动作设定值的存储器，其具体工作流程是：

(1)在控制程序的每个运行周期中，采集/检测被保护线路的负荷电流值I_n0；

(2)将负荷电流值I_n0经模/数转换变成数字信号I_n0′；

(3)将负荷电流的数字信号I_n0′送入存储器指定地址n中存储；

(4)采集/检测被保护线路是否出现突变漏电信号I_t；

(5)若无突变漏电信号I_t，返回控制程序开始端；

(6)若出现突变漏电信号I_t，则再次采集被保护线路的负荷电流值I_n1；

(7)将负荷电流值I_n1经数/模转换变成数字信号I_n1′；

(8)将负荷电流的数字信号I_n1′送入存储器指定地址n+m中存储；

(9)将存储器中存储的I_n0′和I_n1′进行数值大小的比较；

(10)若I_n1′与I_n0′相比，其数值变化差模大于I_t，则判定为漏电保护器下端线路出现线路或设备的投入或切除动作，清除存储器地址n和n+m中的数据，返回控制程序开始端；

(11)若I_n1′与I_n0′相比，其数值变化差模小于或等于I_t，则判断为漏电保护器下端线路上出现触电事故，CPU发出跳闸指令，通过跳闸单元使漏电保护器跳闸，切断各负荷回路的电连接。

上述之被保护线路的负荷电流可以为单相、两相或三相。

其所述之被保护线路的负荷电流值I_n0通过电流互感器进行采集/检测；其所述的突变漏电信号I_t通过零序互感器进行采集/检测。

由于模/数转换、数据大小的比较均为现有技术，其实现方法和具体技术方案在此不再叙述。

图2中，一种按照图1所述方法工作的漏电保护器，包括设置在被保护线路每一相负荷线上的电流互感器、设置在三相负荷线上的零序电流互感器和设置在漏电保护器中的控制单元，该控制单元至少包括一个用于接收、处理检测数据、作出逻辑判断并可发出跳闸指令的CPU、用于数据存储的第一存储器和第二存储器，在电流互感器、零序电流互感器与CPU之间依次设置信号放大单元和模/数转换单元，CPU通过总线与模/数转换单元、第一存储器和第二存储器连接。

实际工作时，负荷电流互感器所检测到的负荷电流信号I_n0和零序电流互感器所检测到的突变漏电信号I_t经信号放大单元处理后，在CPU的控制下依次被送入模/数转换单元进行模/数转换，并将模/数转换后的负荷电流信号I_n0′送入第一存储器进行存储；

经过模/数转换后的突变漏电信号I_t′被CPU与预设定的设定值进行比较；

当突变漏电信号I_t′大于设定值时，经过模/数转换后的负荷电流互感器之输出信号I_n1′被送入第二存储器进行存储；

CPU将第一存储器中的I_n0′和第二存储器中的I_n1′进行数值大小的比较；

当I_nl′与I_n0′相比数值发生变化，且其差值大于突变漏电信号I_t′时，CPU清除第二存储器中的数据，继续进行下一轮数据的采集和比较；

当I_n1′与I_n0′相比数值未发生变化，或其差值小于或等于突变漏电信号I_t′时，CPU发出跳闸指令，通过跳闸单元使漏电保护器跳闸，切断各负荷回路的电连接。

由于上述各元器件和单元均为现有技术，其元器件的选择、工作原理和相互之间的连接关系在此不再叙述。

由于本发明采用对出现突变漏电信号前、后的负荷电流值进行比较的方法，能够正确区分所检测到的脉冲漏电信号是由于人体触电所产生的还是由线路或设备的固有漏电值所产生的，在不降低安全系数(即漏电保护器的保护作用)的前提下，可大大提高漏电保护器的投运率，确保电网的安全、正常运行；其实现的方法简洁、易行，基本不增加硬件成本，易于为用户所接受，特别适用于农村电网的用户。

本发明可广泛用于各种单相或三相线路的漏电保护领域。

Claims (5)

1.一种消除漏电保护器运行时下端线路投切导致误动作的方法，其中，漏电保护器包括设置在被保护线路每一相负荷线上的负荷电流互感器、设置在三相负荷线上的零序电流互感器和设置在漏电保护器中的控制单元，该控制单元至少包括一个用于接收、处理检测数据、作出逻辑判断并可发出跳闸指令的CPU和一个用于存储控制程序以及动作设定值的存储器，其特征是所述方法包括下述步骤：

步骤一、在控制程序的每个运行周期中，检测被保护线路的负荷电流值I_n0；

步骤二、将负荷电流值I_n0经模/数转换变成负荷电流的数字信号I_n0′；

步骤三、将负荷电流的数字信号I_n0′送入存储器指定的第一地址中存储；

步骤四、检测被保护线路是否出现突变漏电信号I_t；

步骤五、若无突变漏电信号I_t，返回步骤一；

步骤六、若出现突变漏电信号I_t，则再次检测被保护线路的负荷电流值I_n1；

步骤七、将负荷电流值I_n1经模/数转换变成负荷电流的数字信号I_n1′；

步骤八、将负荷电流的数字信号I_n1′送入存储器指定的第二地址中存储；

步骤九、将存储器中存储的负荷电流的数字信号I_n0′和负荷电流的数字信号I_n1′进行数值大小的比较；

步骤十、若负荷电流的数字信号I_n1′与负荷电流的数字信号I_n0′相比，其数值变化差模大于突变漏电信号I_t，则判定为漏电保护器下端线路出现线路或设备的投入或切除动作，清除存储器指定的第一地址和第二地址中的数据，返回步骤一；

步骤十一、若负荷电流的数字信号I_n1′与负荷电流的数字信号I_n0′相比，其数值变化差模小于或等于突变漏电信号I_t，则判断为漏电保护器下端线路上出现触电事故，CPU发出跳闸指令，通过跳闸单元使漏电保护器跳闸，切断各负荷回路的电连接。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征是所述之被保护线路的负荷电流为单相、两相或三相。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征是所述之被保护线路的负荷电流值I_n0通过负荷电流互感器进行检测。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征是所述的突变漏电信号I_t通过零序电流互感器进行检测。

5.一种消除运行时下端线路投切导致误动作的漏电保护器，包括设置在被保护线路每一相负荷线上的负荷电流互感器、设置在三相负荷线上的零序电流互感器和设置在漏电保护器中的控制单元，该控制单元至少包括一个用于接收、处理检测数据、作出逻辑判断并可发出跳闸指令的CPU、用于数据存储的一个第一存储器和一个第二存储器，其特征是：

负荷电流互感器的输出端连接第一信号放大单元；

零序电流互感器的输出端连接第二信号放大单元；

第一信号放大单元和第二信号放大单元的输出端与模/数转换单元连接；

CPU通过总线分别与模/数转换单元、第一存储器、第二存储器和跳闸单元对应连接；

负荷电流互感器所检测到的负荷电流信号I_n0经第一信号放大单元处理后，在CPU的控制下被送入模/数转换单元进行模/数转换，并将模/数转换后的负荷电流信号I_n0′送入第一存储器进行存储；

零序电流互感器所检测到的突变漏电信号I_t经第二信号放大单元处理后，在CPU的控制下被送入模/数转换单元进行模/数转换，经过模/数转换后的突变漏电信号I_t′被CPU与预设定的设定值进行比较；

当突变漏电信号I_t′大于设定值时，经过模/数转换后的负荷电流互感器之输出信号I_n1′被送入第二存储器进行存储；

CPU将第一存储器中的负荷电流信号I_n0′和第二存储器中的负荷电流信号I_n1′进行数值大小的比较；

当负荷电流信号I_n1′与负荷电流信号I_n0′相比数值发生变化，且其差值大于突变漏电信号I_t′时，CPU清除第二存储器中的数据，继续进行下一轮负荷电流信号和突变漏电信号数据的采集和比较；

当负荷电流信号I_n1′与负荷电流信号I_n0′相比数值未发生变化，或其差值小于或等于突变漏电信号I_t′时，CPU发出跳闸指令，通过跳闸单元使漏电保护器跳闸，切断各负荷回路的电连接。

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