CN102593802B

CN102593802B - 三相相变量漏电流动作保护器

Info

Publication number: CN102593802B
Application number: CN201210058131.6A
Authority: CN
Inventors: 王玉; 段健鹏; 石爱翠
Original assignee: ZIBO DEVELOPMENT ZONE DONGFANG ELECTRIC EQUIPMENT FACTORY
Current assignee: ZIBO DEVELOPMENT ZONE DONGFANG ELECTRIC EQUIPMENT FACTORY
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2032-03-07
Also published as: CN102593802A

Abstract

三相相变量漏电流动作保护器，属于保护人身和电器安全的防护设备领域。包括缓变信号形成电路、信号放大器电路、存储器电路、时钟电路、相变量分解器电路、正负漏电流识别器电路、150HZ方波、动作电流预置器电路、分断时间预置器电路、延时单稳态电路、跳合闸机构和自复次数预置器电路。与现有技术相比，具有分断时间达标不出现越级跳闸，不出现负漏电跳闸，自复方式由用户根据当地实情进行任选，配置专用测试仪，实现不掉电测试等优点。

Description

三相相变量漏电流动作保护器

技术领域

三相相变量漏电流动作保护器,属于保护人身和电器安全的防护设备领域。

背景技术

在三相或三相四线低压电网中，为了确保人身和设备的用电安全，均采用漏电保护措施，漏电保护器必须做到当人身触电或线路漏电超过允许值时，迅速准确的动作断开电源，目前的漏电保护器通常具有触电漏电保护功能，但存在的主要问题仍然出现保护死区（盲区），如在A、B、C三相中的某一相存在漏电时，其它两相的保护将出现失灵，失去保护作用或保护功能出现较大误差，还存在有负漏电信号跳闸的缺陷。究其原因很简单，就是将单相漏电保护技术直接挪用到三相漏电保护线路上的结果。它的跳闸操控特点即是用三相合成向量的变化来实现，这种方法是极大的错误，原则的错误。

经检索目前的同类产品存在如下问题：1、均不能实现全无死区漏电保护；2、分断的时间都不达标；3、存在负漏电信号跳闸缺陷；4、自复次数不能实现人性化管理；5、对在线运行中的漏电保护器进行定期检测时将出现数次跳闸断电现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：设计一种全无死区漏电保护器，分断时间达标不出现越级跳闸，不出现负漏电跳闸，自复方式由用户根据当地实情进行任选，配置专用测试仪，实现不掉电测试的三相相变量漏电流动作保护器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该三相相变量漏电流动作保护器，其特征在于：包括缓变信号形成电路、信号放大器电路、存储器电路、时钟电路、相变量分解器电路、正负漏电流识别器电路、150HZ方波、动作电流预置器电路、分断时间预置器电路、延时单稳态电路、跳合闸机构和自复次数预置器电路，连接三相A、B、C的零序互感器与信号放大器电路相连，信号放大器电路一路通过缓变信号形成电路与延时单稳态电路相连；信号放大器电路另一路连接存储器电路；信号放大器电路还有一路通过相变量分解器电路连接正负漏电流识别器电路；正负漏电流识别器电路通过动作电流预置器电路、分断时间预置器电路连接延时单稳态电路；时钟电路一路与150HZ方波互联后的接点连接50HZ信号，时钟电路另一路连接存储器电路，存储器电路与相变量分解器电路相连；150HZ方波连接正负漏电流识别器电路；延时单稳态电路连接自复次数预置器电路后的接点通过跳合闸机构与接触器触头相连，接触器触头连接三相A、B、C；

所述的存储器电路包括信号存储器IC₄采用BL3208A芯片、12位二进制计数器/分频器IC₅采用CD4040芯片、锁相环IC₆采用CD4046芯片，三极管BG₁-BG₃、电阻R₁₂-R₂₂、电容C₈-C-₁₂、微调电阻RW₃，由信号放大器电路输出的信号一路经电容C₈与信号存储器IC₄3脚相连，另一路经微调电阻RW₂、电阻R₁₁与运算放大器IC_1-3采用LM324芯片5脚相连，信号存储器IC₄信号存满后的溢出信号由三极管BG₁发射极、电容C₁₄、电阻R₂₃与运算放大器IC_1-3 6脚相连，微调电阻RW₃与信号存储器IC₄ 7、8脚相连，信号存储器IC₄ 6脚与12位二进制计数器/分频器IC₅10脚、锁相环IC₆4脚相连，信号存储器IC₄ 2脚与三极管BG₂集电极相连。

优选的，

所述的正负漏电流识别器电路包括运算放大器 IC_1-4 采用LM324芯片、运算放大器IC_2-1采用LM324芯片、运算放大器IC_2-3采用LM324芯片、锁相环IC₈采用CD4046芯片、十进制计数/分配器IC₉采用CD4017芯片、三极管BG₇、BG₈，二极管D₃、D₄、D₅，电阻R₂₅-R₂₉、R₄₀-R₄₉、微调电阻RW₅、电容C₁₅-C₁₈、C₂₂-C₂₅，由运算放大器IC_1-3来的信号经微调电阻RW₅、电阻R₂₅与运算放大器IC_1-4 10脚、三极管BG₇集电极、运算放大器IC_2-310脚相连，运算放大器IC-_1-4输出信号经电容C₁₆与二极管D₃、D₄、电容C₁₇、电阻R₂₈、运算放大器IC_2-1 12脚相连，电阻R₂₆、R₂₇与运算放大器IC_1-4 9脚相连，运算放大器IC_2-1输出信号经二极管D₅、电阻R₂₉、电容C₁₈、电阻R₄₈ 输入到三极管BG₈基极”，运算放大器IC_2-3 9脚与电阻R₄₅相连，电阻R₄₆连在运算放大器IC_2-3 8脚和9脚之间，运算放大器IC_2-3输出端连接电阻R₄₇、电容C₂₅接地，三极管BG₈集电极与发射极并接在电容C₂₅上，150HZ方波信号经电容C₂₄连接在电阻R₄₃、R₄₄的结点上，经识别出来的正向漏电流信号经电阻R₄₇输入到运算放大器IC_2-2LM324芯片的5脚。

所述的动作电流预置器电路，包括运算放大器IC_2-2采用LM324芯片、12位二进制计数器/分频器IC₇采用CD4040芯片、三极管BG₅ 、BG₆、二极管D₆-D₁₈、电阻R₃₂-R₃₉、电容C₁₉-C₂₁、微调电阻RW₇、运算放大器IC_2-2 6脚与电阻R₃₁、组合开关ZK₁1-4相连，电阻R₃₂和微调电阻RW₇相串联，电阻R₃₂一端接地，电阻R₃₃、R₃₄ 、R₃₅和微调电阻RW₇串联，微调电阻RW₇一端接+9V，组合开关ZK₁1-4分别形成漏电流200mA、400mA、600mA、800mA预置，运算放大器IC_2-2由7脚输出分两路，一路经二极管D₆与12位二进制计数器/分频器IC₇ 10脚相连，另一路经二极管D_6、电阻R₃₀与三极管BG₅基极相连，电容C₁₉并联连接在三极管BG₅发射极与集电极之间，电容C₁₉与三极管BG₅发射极相并联后接地，电容C₁₉与三极管BG₅集电极并联后连接相并联的电阻R₃₆和电阻R₃₇一端，电阻R₃₇另一端接12位二进制计数器/分频器IC₇ 11脚后接电容C₂₀的一端，电容C₂₀另一端与电阻R₃₆另一端相并联后接+9V，12位二进制计数器/分频器IC₇16脚与+9V相连，二极管D₇阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的4脚，二极管D₈阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的2脚，二极管D₇和二极管D₈阳极相并联后连接组合开关ZK₁ 5的上端，二极管D₉阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的2脚，二极管D₁₀阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的3脚，二极管D₉和二极管D₁₀阳极相并联后连接组合开关ZK₁ 6的上端，二极管D₁₁阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的3脚，二极管D₁₂阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的5脚，二极管D₁₁和二极管D₁₂阳极相并联后连接组合开关ZK₁ 7的上端，二极管D₁₃阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的5脚，二极管D₁₄阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的6脚，二极管D₁₆阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的7脚，二极管D₁₃、二极管D₁₄和二极管D₁₆阳极相并联后连接组合开关ZK₁ 8的上端，二极管D₁₅阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的7脚，二极管D₁₇阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的9脚，二极管D₁₅和二极管D₁₇阳极相并联后连接组合开关ZK₁ 5的上端，二极管D₁₈阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的9脚，二极管D₁₈阳极与二极管D₉和二极管D₁₀阳极并联后连接组合开关ZK₁6的上端，组合开关ZK₁ 5、6、7、8的下端连接成一点后接于三极管BG₆基极，电阻R₃₉接在三极管BG₆集电极与基极之间，电容C₂₁接在三极管BG₆基极与地之间。

所述的延时单稳态电路包括运算放大器IC_3-1采用LM324芯片、二极管D₂₂-D₂₅、电阻R₅₄、R₅₅、电容C₂₈-C₃₀、发光管LED₁、电容C₅上形成的缓漏电信号经二极管D₂₂与运算放大器IC_3-1 5脚相连，突变量信号由三极管BG₆发射极经二极管D₂₃与运算放大器IC_3-1 5脚相连，电阻R₅₄接在运算放大器IC_3-1 5脚与地之间，运算放大器IC_3-1输出端经电阻R₅₅ 、发光管LED₁接在-9V上，电容C₂₈-C₂₉连接在运算放大器IC_3-15脚与7脚之间，运算放大器IC_3-1输出信号经二极管D₂₅与运算放大器IC_3-3采用LM324芯片9脚相连，运算放大器IC_3-1输出信号另一路经二极管D₂₄连接至二极管D₄₅阴极，二极管D₄₅阳极接地，电容C₄₂负极和电阻R₄₉一端相串联后接三极管BG₈基极，电容C₄₂正极接+9V。

所述的自复次数预置器电路包括十进制计数/分配器IC₁₀采用CD4017芯片、二极管D₁₉-D₂₁、电阻R₅₀-R₅₃、电容C₂₆、C₂₇、组合开关ZK₂ 1-4、单稳态输出信号经二极管D₁₉、电阻R₅₁接十进制计数/分配器IC₁₀ 14脚，十进制计数/分配器IC₁₀14脚经电容C₂₇接地，电阻R₅₂经二极管D₁₉负端接地，十进制计数/分配器IC₁₀8脚、13脚接地，十进制计数/分配器IC₁₀16脚与+9V相连，十进制计数/分配器IC₁₀15脚经电阻R₅₀接地，十进制计数/分配器IC₁₀15脚经电容C₂₆接+9V，组合开关ZK₂ 4与二极管D₂₀相连后再接到运算放大器IC_3-1 5脚上，十进制计数/分配器IC₁₀ 4、7、10脚分别连接组合开关ZK₂1、2、3，组合开关ZK-₂ 1、2、3下端连成一点后经电阻R₅₃、二极管D₂₁接运算放大器IC_3-15脚。

所述的跳合闸机构包括运算放大器IC_3-3采用LM324芯片、三极管BG₁₀-BG₁₁、二极管D₃₅-D₃₆、二极管D₄₁-D₄₅、继电器J₁、J₂，电阻R₇₀-R₇₅、电容C₃₆、发光管LED₄，电源开关K₁、保险丝BX、接触器线包DC，电源变压器T，电源变压器T初级一端经保险丝BX、电源开关K₁接火线，电源变压器T另一端接零线，电源变压器T火线端经继电器J₂常开触点、二极管D₄₄接接触器线包DC上端、接触器线包DC下端接零线，13V低压经二极管D₄₁、D₄₂、D₄₃、D₄₅全波整流，正电压接接触器线包DC上端，负电压经继电器J₁常开触点接零线和接触器线包DC下端，跳闸信号由运算放大器IC_3-1采用LM324芯片7脚输出经二极管D₂₅送运算放大器IC_3-39脚，运算放大器IC_3-310脚经电阻R₇₀接地，运算放大器IC_3-3输出电压变负，运算放大器IC_3-3输出的负电压经电阻R₇₃接三极管BG₁₀基极，三极管BG₁₀截止，继电器J₁释放形成跳闸，经20S后运算放大器IC_3-1翻转输出负电压，运算放大器IC_3-39脚变负，运算放大器IC_3-38脚输出正电压使三极管BG₁₀，BG₁₁导通，继电器J₁、J₂动作合闸送电。

与现有技术相比，本发明的三相相变量漏电流动作保护器所具有的有益效果是：

1、三相或三相四线低压电网上的漏电保护是全无死区漏电保护；

2、实现全无死区漏电保护功能，其分断时间指标达到国家标准；

3、实现缓变量漏电，突变量漏电无负漏电跳闸；

4、实现自复次数预置，用户可根据当地实际情况自行设置，实现人性化管理；

5、外配不掉电专用测试仪避免对漏电保护器进行性能测试时的数次跳闸，不但保证了供电质量同时受到用户的欢迎。

附图说明

图1是本实用新型的三相相变量漏电流动作保护器的线路原理框图；

图2是三相相变量漏电流动作保护器的线路原理图1；

图3是三相相变量漏电流动作保护器的线路原理图2；

图4是三相相变量漏电流动作保护器的线路原理图3；

图5是分解原理示意图；

图6坐标图。

其中：IC₁（IC_1-1-IC_1-4）、IC₂（IC_2-1-IC_2-3）、IC₃（IC_3-1-IC_3-3）：运算放大器，IC₄：信号存储器，IC₅、IC₇ ：12位二进制计数器/分频器，IC₆、IC₈ ：锁相环，IC₉ 、IC₁₀：十进制计数/分配器，IC₁₁：稳压集成电路，IC₁₂：稳压集成电路，BG₁- BG₁₁：三极管，D₁-D₄₄ ：二极管，R₁-R₇₅：电阻，C₁-C₃₆：电容，RW₁-RW₇：微调电阻，LED₁- LED₄：发光管_，ZK₁- ZK₂：组合开关，J₁、J₂：继电器，T：电源变压器，K₁：电源开关，BX：保险丝；DC：接触器线包；LHG：零序互感器。

具体实施方式

图1-6是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1-6对本实用新型三相相变量漏电流动作保护器做进一步说明：

参照图1

该三相相变量漏电流动作保护器，其特征在于：包括缓变信号形成电路、信号放大器电路、存储器电路、时钟电路、相变量分解器电路、正负漏电流识别器电路、150HZ方波、动作电流预置器电路、分断时间预置器电路、延时单稳态电路、跳合闸机构和自复次数预置器电路，连接三相A、B、C的零序互感器与信号放大器电路相连，信号放大器电路一路通过缓变信号形成电路与延时单稳态电路相连；信号放大器电路另一路连接存储器电路；信号放大器电路还有一路通过相变量分解器电路连接正负漏电流识别器电路；正负漏电流识别器电路通过动作电流预置器电路、分断时间预置器电路连接延时单稳态电路；时钟电路一路与150HZ方波互联后的接点连接50HZ信号，时钟电路另一路连接存储器电路，存储器电路与相变量分解器电路相连；150HZ方波连接正负漏电流识别器电路；延时单稳态电路连接自复次数预置器电路后的接点通过跳合闸机构与接触器触头相连，接触器触头连接三相A、B、C。

参照图2-6

运算放大器IC₁（IC_1-1-IC_1-4）、IC₂（IC_2-1-IC_2-3）、IC₃（IC_3-1-IC_3-3）采用LM324运算放大器，信号存储器IC₄采用BL3208A信号存储器，12位二进制计数器/分频器IC₅、IC₇ 采用CD404012位二进制计数器/分频器，锁相环IC₆、IC₈ 采用CD4046锁相环，十进制计数/分配器IC₉ 、IC₁₀ 采用CD4017十进制计数/分配器，稳压集成电路IC₁₁ 采用LM7809+9V稳压集成电路，稳压集成电路IC₁₂ 采用LM7909-9V稳压集成电路。

所述的存储器电路包括信号存储器IC₄、12位二进制计数器/分频器IC₅、锁相环IC₆、三极管BG₁-BG₃、电阻R₁₂-R₂₂、电容C₈-C-₁₂，微调电阻RW₃，由信号放大器电路输出的信号一路经电容C₈与信号存储器IC₄3脚相连，另一路经微调电阻RW₂、电阻R₁₁与运算放大器IC_1-35脚相连，信号存储器IC₄信号存满后的溢出信号由三极管BG₁发射极、电容C₁₄、电阻R₂₃与运算放大器IC_1-3 6脚相连，微调电阻RW₃与信号存储器IC₄ 7、8脚相连，信号存储器IC₄ 6脚与12位二进制计数器/分频器IC₅10脚、锁相环IC₆4脚相连，信号存储器IC₄ 2脚与三极管BG₂集电极相连。

所述的正负漏电流识别器电路包括运算放大器 IC_1-4 、IC_2-1、IC_2-3、锁相环IC₈、十进制计数/分配器IC₉ 、三极管BG₇、BG₈，二极管D₃、D₄、D₅，电阻R₂₅-R₂₉、R₄₀-R₄₉、微调电阻RW₅、电容C₁₅-C₁₈、C₂₂-C₂₅，由运算放大器IC_1-3来的信号经微调电阻RW₅、电阻R₂₅与运算放大器IC_1-4 10脚、三极管BG₇集电极、运算放大器IC_2-310脚相连，运算放大器IC-_1-4输出信号经电容C₁₆与二极管D₃、D₄、电容C₁₇、电阻R₂₈、运算放大器IC_2-1 12脚相连，电阻R₂₆、R₂₇与运算放大器IC_1-4 9脚相连，运算放大器IC_2-1输出信号经二极管D₅与电阻R₂₉、电容C₁₈、电阻R₄₈ 三极管BG₈基极相连，运算放大器IC_2-3 9脚与电阻R₄₅相连，电阻R₄₆连在运算放大器IC_2-3 8脚和9脚之间，运算放大器IC_2-3输出端连接电阻R₄₇、电容C₂₅接地，三极管BG₈集电极与发射极并接在电容C₂₅上，150HZ方波信号经电容C₂₄连接在电阻R₄₃、R₄₄的结点上，经识别出来的正向漏电流信号经电阻R₄₇连接到运算放大器IC_2-25脚上。

所述的动作电流预置器电路，包括运算放大器IC_2-2、12位二进制计数器/分频器IC₇、三极管BG₅ 、BG₆、二极管D₆-D₁₈、电阻R₃₂-R₃₉、电容C₁₉-C₂₁、微调电阻RW₇、运算放大器IC_2-2 6脚与电阻R₃₁、组合开关ZK₁1-4相连，电阻R₃₂和微调电阻RW₇相串联，电阻R₃₂一端接地，电阻R₃₃、R₃₄ 、R₃₅和微调电阻RW₇串联，微调电阻RW₇一端接+9V，组合开关ZK₁1-4分别形成漏电流200mA、400mA、600mA、800mA预置，运算放大器IC_2-2由7脚输出分两路，一路经二极管D₆与12位二进制计数器/分频器IC₇ 10脚相连，另一路经电阻R₃₀与三极管BG₅基极相连，三极管BG₅发射极与电容C₁₉相连后接地，电阻R₃₇与12位二进制计数器/分频器IC₇ 11脚相连，电容C₂₀连接在12位二进制计数器/分频器IC₇16脚与11脚之间，二极管D₇-D₁₈上端接12位二进制计数器/分频器IC₇的4、2、3、5、6、7、9脚，下端接组合开关ZK₁ 5、6、7、8, 组合开关ZK₁的5、6、7、8下端连接成一点后接于三极管BG₆基极，电阻R₃₉接在三极管BG₆集电极与基极之间，电容C₂₁接在三极管BG₆基极与地之间。

所述的延时单稳态电路包括运算放大器IC_3-1、二极管D₂₂-D₂₅、电阻R₅₄、R₅₅、电容C₂₈-C₃₀、发光管LED₁、电容C₅上形成的缓漏电信号经二极管D₂₂与运算放大器IC_3-1 5脚相连，突变量信号由三极管BG₆发射极经二极管D₂₃与运算放大器IC_3-1 5脚相连，电阻R₅₄接在运算放大器IC_3-1 5脚与地之间，运算放大器IC_3-1输出端经电阻R₅₅ 、发光管LED₁接在-9V上，电容C₂₈、C₂₉连接在运算放大器IC_3-15脚与7脚之间，运算放大器IC_3-1输出信号经二极管D₂₅与运算放大器IC_3-3 9脚相连，运算放大器IC_3-1输出信号另一路经二极管D₂₄、二极管D₄₅、电容C₄₂与电阻R₄₉相连。

所述的自复次数预置器电路包括十进制计数/分配器IC₁₀、二极管D₁₉-D₂₁、电阻R₅₀-R₅₃、电容C₂₆-C₂₇、组合开关ZK₂ 1-4、单稳态输出信号经二极管D₁₉、电阻R₅₁接十进制计数/分配器IC₁₀ 14脚，十进制计数/分配器IC₁₀14脚经电容C₂₇接地，电阻R₅₂经二极管D₁₉负端接地，十进制计数/分配器IC₁₀8脚、13脚接地，十进制计数/分配器IC₁₀16脚与+9V相连，十进制计数/分配器IC₁₀15脚经电阻R₅₀接地，十进制计数/分配器IC₁₀15脚经电容C₂₆接+9V，组合开关ZK₂ 4与二极管D₂₀相连后再接到运算放大器IC_3-1 5脚上，十进制计数/分配器IC₁₀ 4、7、10脚分别连接组合开关ZK-₂1、2、3，组合开关ZK-₂ 1、2、3下端连成一点后经电阻R₅₃、二极管D₂₁接运算放大器IC_3-15脚。

所述的跳合闸机构包括运算放大器IC_3-3、三极管BG₁₀-BG₁₁、二极管D₃₅-D₃₆、二极管D₄₁-D₄₅、继电器J₁、J₂，电阻R₇₀-R₇₅、电容C₃₆、发光管LED₄，电源开关K₁、保险丝BX、接触器线包DC，电源变压器T，电源变压器T初级一端经保险丝BX、电源开关K₁接火线，电源变压器T另一端接零线，电源变压器T火线端经继电器J₂常开触点、二极管D₄₄接接触器线包DC上端、接触器线包DC下端接零线，13V低压经二极管D₄₁、D₄₂、D₄₃、D₄₅全波整流，正电压接接触器线包DC上端，负电压经继电器J₁常开触点接零线和接触器线包DC下端，跳闸信号由运算放大器IC_3-17脚输出经二极管D₂₅送运算放大器IC_3-39脚，运算放大器IC_3-310脚经电阻R₇₀接地，运算放大器IC_3-3输出电压变负，运算放大器IC_3-3输出的负电压经电阻R₇₃接三极管BG₁₀基极，三极管BG₁₀截止，继电器J₁释放形成跳闸，经20S后运算放大器IC_3-1翻转输出负电压，运算放大器IC_3-39脚变负，运算放大器IC_3-38脚输出正电压使三极管BG₁₀，BG₁₁导通，继电器J_1、、J₂动作合闸送电。

工作原理与工作过程如下：

三相或三相四线低压电网中的三相漏电合成向量由零序互感器LHG拾取送运算放大器IC_1-1、IC_1-2进行放大，运算放大器IC_1-1、IC_1-2放大后的信号一路经二极管D₁检波，电容C₆、电阻R₉滤波变为直流，又经电阻R₈、电容C₅积分形成缓漏电流信号，然后经二极管D₂₂送运算放大器IC-_3-1 5脚，当缓漏电流信号超标时触发运算放大器IC_3-15脚工作形成跳闸，运算放大器IC_1-1、IC_1-2放大后的另一路信号经微调电阻RW₁送运算放大器IC_1-23脚，运算放大器IC_1-2输出信号分两路，一路经电容C₈送信号存储器IC₄3脚，另一路经微调电阻RW₂、电阻R₁₁送运算放大器IC_1-3第5脚，送信号存储器IC₄的信号在双时钟信号±400HZ的推动下，当信号存储器IC₄存储到2560ms时便存满并溢出，溢出信号后由三极管BG₁发射极输出经电容C₁₄、电阻R₂₃送运算放大器IC_1-3第6脚，微调电阻RW₂为相位平衡调节，微调电阻RW₄为幅度平衡调节，两种调节器的目的完全是为了使送运算放大器IC_1-3输入端，运算放大器IC_1-35、6脚的信号实现相位上的一致和幅度上的一致，本实例技术上的关键重在存储器与分解器，为了更细致形象的说明这一过程和原理，请配合图坐标1、坐标2及运算放大器IC_1-3工作示意进行理解。

零序互感器LHG输出的信号实质上是A、B、C三相漏电的合成向量，见坐标1 ：0°、120°、240°是一个三相坐标，当保护器刚加电时，三个相上的漏电信号即出现，设A相漏电为OA、B相漏电为OB，C相漏电为OC，首先将OA、OB合成即形成OAB、OAB再与C相合成就形成了三相漏电的合成向量，我们称它为原始合成向量H₁，这个原始合成向量H₁信号就从零序互感器LHG的线包中输出送运算放大器IC_1-1，三相漏电值不同，原始合成向量H₁的大小方位都在改变，原始合成向量H₁可在0°～360°任意位置中变化。

把原始合成向量H₁移置到坐标2中，只有原始合成向量H₁的存在，若在运行中的三相电突然在A相上出现了一个相变量漏电OA信号，该相变量漏电OA信号又与原始合成向量H₁新合成了一个向量，我们称它为新合成向量H₂，零序互感器LHG的输出就由原始合成向量H₁变成了新合成向量H₂,可是我们所需要的是要得到相变量漏电OA信号这个值而零序互感器LHG确没有给出这个值，保护器之所以在保护中出现死区，其根本问题就是用新合成向量H₂信号直接去操控跳闸机构，这是一个原则性的严重错误，无死区保护就是将相变量漏电OA信号的变量分解出，用相变量漏电OA信号去操控跳闸机构，其结果是准确真实可靠的。下面我们来看相变量漏电OA信号是如何分解出来的：

从数学方法上看，相变量漏电OA信号应该是新合成向量H₂减去原始合成向量H₁即，也可以写成我们把H₁反相180°形成-H₁，再与合成，其结果正是，从图6中坐标2可清晰的看出，有解了，但是难题又来了，这是因为新合成向量H₂的出现，原始合成向量H₁却不存在了，将无法运算。于是就想到了设立一个存储器，对原始合成向量H₁进行存储，当出现相变量漏电OA信号时原始合成向量H₁变成新合成向量H₂，但是由于存储器中仍存有原始合成向量H₁的值，问题就这样的解决了，这个存储器指标我们设定为存储2560ms的信息，即128个50HZ的周期数，下面我们再来看分解原理示意图，图5为保护器刚加电时，原始合成向量H₁，首先送运算放大器IC_1-35脚、运算放大器IC_1-36脚为0，输出原始合成向量H₁，经2560ms后，原始合成向量H₁由存储器溢出送运算放大器IC_1-36脚，运算放大器IC_1-3 5、6两脚都变成了原始合成向量H₁，所以运算放大器IC_1-3输出端输出为零。本三相相变量漏电流动作保护器由暂态进入了稳态，见图5，当某一瞬间出现相变量漏电OA信号时，运算放大器IC_1-35脚变成新合成向量H₂，运算放大器IC_1-36脚仍由存储器送来的原始合成向量H₁信号，于是，运算放大器IC_1-3便输出相变量漏电OA信号了，这个相变量漏电OA信号从开始到结束，历经2560ms，见图5，它是一个相变量漏电OA信号，用该信号去操控跳闸机构即是无死区效果，同样当B相、C相有相变量OB、OC信号出现时，工作过程同上所述，这便是从三相漏电的合成向量中分解出A、B、C三个相变量的经过。

由运算放大器IC_1-3输出的相变量信号经微调电阻RW₅、电阻R₂₅分别送运算放大器IC_1-4和运算放大器IC_2-3的第10脚，因为由运算放大器IC_1-3输出的相变量信号有正漏电流信号也可能有负漏电流信号，负漏电流信号是我们所不需要的信号，必须要删除它，删除负漏电流信号的方法是：设置一个150HZ方波信号发生器，将该方波寄生在相变量信号上，因为正漏电信号和负漏电信号在相位上差180°，所以150HZ方波信号打在这两种信号的位置是不同的，对于打了150HZ方波信号的负漏电信号经运算放大器IC_1-4、运算放大器IC_2-1时在电容C₁₈上就会产生一个正电压，该正电压经电阻R₄₈加到三极管BG₈的基极上使三极管BG₈导通，对正漏电信号运算放大器IC_1-4、运算放大器IC_2-1没有反应，三极管BG₈就截止，送到运算放大器IC_2-310脚的相变量信号若是负漏电信号经电阻R₄₇后就被导通了的三极管BG₈短路而无输出，对正漏电信号三极管BG₈截止形不成短路，所以正漏电流信号就经电阻R₄₇后送到动作运算放大器IC_2-2的第5脚上。

动作电流预置器电路，该运算放大器IC_2-26脚与组合开关ZK₁1-4相连接，组合开关ZK₁1-4可分别接通由分压电阻送出的不同电压，组合开关ZK₁1-4分别接通时可顺序得到1V、2V、3V、4V的电压，送运算放大器IC_2-2的6脚，1V对应的是200mA的漏电值，2V、3V、4V分别对应的是400mA、600mA、800mA的漏电值，可根据需要设定所需要的值，当运算放大器IC_2-2的5脚送来的信号达到或超过设定值时，其运算放大器IC-_2-2输出端就会输出50HZ的记数信号，一路经二极管D₆送12位二进制计数器/分频器IC₇10脚进行记数，另一路经电阻R₃₀送三极管BG₅使三极管BG₅导通，三极管BG₅集电极形成低电位送12位二进制计数器/分频器IC₇第11脚打开记数通道，组合开关ZK₂5-8是分断时间预置器，组合开关ZK₂5-8分别是2S、1S、0.5S、0.3S，当预选的计数值达到所预置的开关位置时，三极管BG₆的基极将呈现正电压，该正电压由发射极输出经二极管D₂₃送运算放大器IC_3-1的5脚触发单稳态工作，运算放大器IC_3-1由7脚输出一个正信号持续时间20S，一路经二极管D₁₉送自复次数预置器电路，一路经二极管D₂₅送运算放大器IC_3-39脚，发光管LED₁点亮。

自复次数预置器电路：十进制计数/分配器 IC₁₀记数信号就是运算放大器IC_3-1单稳态工作的信号，该信号经二极管D₁₉、电阻R₅₁送十进制计数/分配器 IC₁₀14脚进行记数，因为每跳一次闸单稳态就工作一次，十进制计数/分配器IC₁₀就会记一个数进一位，组合开关ZK₂共4位开关， 1、2、3位，分别接通可分别得到1、2、3的自复次数，4位的接通为不自复，1-4全不接通为全自复。

保护器的合闸送电，电源开关K₁接通变压器T初级220V接通， +9V稳压集成电路IC₁₁ 和-9V稳压集成电路IC₁₂分别输出±9V为电路提供工作电源，发光管LED₂点亮，在接通电源开关K₁的同时，运算放大器IC_3-3输出一正电压，经电阻R₇₃到三极管BG₁₀基极，三极管BG₁₀导通继电器J₁吸合，发光管LED₄点亮，另一路经电容C₃₆、电阻R₇₂微分后，经电阻R₇₅送三极管BG₁₁基极，继电器J₂吸合工作，实际上继电器J₁与继电器J-₂同时吸合，经约0.2S时间继电器J₂断开，继电器J₂的吸合接通了经过保险丝BX的火线，经继电器J₂触点、二极管D₄₄变成直流送接触器线包DC后回到零线，使接触器强力吸合送电，电源变压器T 13V电压经二极管D₄₁-D₄₅全波整流后的直流经继电器J₁的触点将这一低压也送往接触器线包DC，虽然继电器J₂经0.2S后断开但在接触器线包DC上仍有一低压维持，所以接触器不会断开将继续送电。

不管是缓变量漏电超标还是突变量的漏电信号，都会经二极管D₂₂、D₂₃触发单稳态电路工作，单稳态电路工作输出的正信号经二极管D₂₅送运算放大器IC_3-39脚，运算放大器IC_3-3输出端8脚变成负电压，三极管BG₁₀截止继电器J₁断开停止工作，保护器跳闸后形成保护，断电经20S后单稳态返转，运算放大器IC_3-38脚又输出正电压，三极管BG₁₀、三极管BG₁₁又开始吸合形成合闸供电状态。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.三相相变量漏电流动作保护器，其特征在于：包括缓变信号形成电路、信号放大器电路、存储器电路、时钟电路、相变量分解器电路、正负漏电流识别器电路、150HZ方波、动作电流预置器电路、分断时间预置器电路、延时单稳态电路、跳合闸机构和自复次数预置器电路，连接三相A、B、C的零序互感器与信号放大器电路相连，信号放大器电路一路通过缓变信号形成电路与延时单稳态电路相连；信号放大器电路另一路连接存储器电路；信号放大器电路还有一路通过相变量分解器电路连接正负漏电流识别器电路；正负漏电流识别器电路通过动作电流预置器电路、分断时间预置器电路连接延时单稳态电路；时钟电路一路与150HZ方波互联后的接点连接50HZ信号，时钟电路另一路连接存储器电路，存储器电路与相变量分解器电路相连；150HZ方波连接正负漏电流识别器电路；延时单稳态电路连接自复次数预置器电路后的接点通过跳合闸机构与接触器触头相连，接触器触头连接三相A、B、C；

所述的存储器电路包括信号存储器IC₄采用BL3208A信号存储器、12位二进制计数器/分频器IC₅采用CD4040型号的 12位二进制计数器/分频器、锁相环IC₆采用CD4046锁相环，三极管BG₁到三极管BG₃、电阻R₁₂到电阻R₂₂、电容C₈到电容C-₁₂、微调电阻RW₃，由信号放大器电路输出的信号一路经电容C₈与信号存储器IC₄3脚相连，另一路经微调电阻RW₂、电阻R₁₁与运算放大器IC_1-3采用LM324运算放大器5脚相连，信号存储器IC₄信号存满后的溢出信号由三极管BG₁发射极、电容C₁₄、电阻R₂₃与运算放大器IC_1-3 6脚相连，微调电阻RW₃与信号存储器IC₄ 7脚、信号存储器IC₄ 8脚相连，信号存储器IC₄ 6脚与12位二进制计数器/分频器IC₅10脚、锁相环IC₆4脚相连，信号存储器IC₄ 2脚与三极管BG₂集电极相连。

2.根据权利要求1所述的三相相变量漏电流动作保护器，其特征在于：所述的正负漏电流识别器电路包括运算放大器 IC_1-4 采用LM324运算放大器、运算放大器IC_2-1采用LM324运算放大器、运算放大器IC_2-3采用LM324运算放大器、锁相环IC₈采用CD4046锁相环、十进制计数/分配器IC₉采用CD4017十进制计数/分配器、三极管BG₇、三极管BG₈，二极管D₃、二极管D₄、二极管D₅，电阻R₂₅到电阻R₂₉、电阻R₄₀到电阻R₄₉、微调电阻RW₅、电容C₁₅到电容C₁₈、电容C₂₂到电容C₂₅，由运算放大器IC_1-3来的信号经微调电阻RW₅、电阻R₂₅与运算放大器IC_1-4 10脚、三极管BG₇集电极、运算放大器IC_2-310脚相连，运算放大器IC-_1-4输出信号经电容C₁₆与二极管D₃、二极管D₄、电容C₁₇、电阻R₂₈、运算放大器IC_2-1 12脚相连，电阻R₂₆、电阻R₂₇与运算放大器IC_1-4 9脚相连，运算放大器IC_2-1输出信号连接二极管D₅的阳极，二极管D₅的阴极经相并联的电阻R₂₉、电容C₁₈接地，二极管D₅的阴极另经电阻R₄₈输入到三极管BG₈基极，运算放大器IC_2-3 9脚与电阻R₄₅相连，电阻R₄₆连在运算放大器IC_2-3 8脚和运算放大器IC_2-39脚之间，运算放大器IC_2-3输出端连接电阻R₄₇、电容C₂₅接地，三极管BG₈集电极与发射极并接在电容C₂₅上，150HZ方波信号经电容C₂₄连接在电阻R₄₃、电阻R₄₄的结点上，经识别出来的正向漏电流信号经电阻R₄₇连接到运算放大器IC_2-25脚上，运算放大器IC_2-2采用LM324运算放大器。

3.根据权利要求1所述的三相相变量漏电流动作保护器，其特征在于：所述的动作电流预置器电路，包括运算放大器IC_2-2采用LM324运算放大器、12位二进制计数器/分频器IC₇采用CD4040型号的12位二进制计数器/分频器、三极管BG₅ 、三极管BG₆、二极管D₆到二极管D₁₈、电阻R₃₂到电阻R₃₉、电容C₁₉到电容C₂₁、微调电阻RW₇、运算放大器IC_2-2 6脚与电阻R₃₁、组合开关ZK₁1脚至组合开关ZK₁4脚相连，电阻R₃₂和微调电阻RW₇相串联，电阻R₃₂一端接地，电阻R₃₃、电阻R₃₄ 、电阻R₃₅和微调电阻RW₇串联，微调电阻RW₇一端接+9V，组合开关ZK₁1脚、组合开关ZK₁2脚、组合开关ZK₁3脚、组合开关ZK₁4脚分别形成漏电流200mA、400mA、600mA、800mA预置，运算放大器IC_2-27脚连接二极管D₆的阳极，二极管D₆的阴极输出分两路，一路与12位二进制计数器/分频器IC₇ 10脚相连，另一路经电阻R₃₀连接三极管BG₅的基极，电容C₁₉并联在三极管BG₅的集电极和发射极之间，三极管BG₅发射极接地，电阻R₃₇与12位二进制计数器/分频器IC₇ 11脚相连，电容C₂₀接在12位二进制计数器/分频器IC₇ 16脚与11脚之间，二极管D₇阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的4脚，二极管D₈阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的2脚，二极管D₇和二极管D₈阳极相并联后连接组合开关ZK₁ 5的上端，二极管D₉阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的2脚，二极管D₁₀阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的3脚，二极管D₉和二极管D₁₀阳极相并联后连接组合开关ZK₁ 6的上端，二极管D₁₁阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的3脚，二极管D₁₂阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的5脚，二极管D₁₁和二极管D₁₂阳极相并联后连接组合开关ZK₁ 7的上端，二极管D₁₃阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的5脚，二极管D₁₄阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的6脚，二极管D₁₆阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的7脚，二极管D₁₃、二极管D₁₄和二极管D₁₆阳极相并联后连接组合开关ZK₁ 8的上端，二极管D₁₅阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的7脚，二极管D₁₇阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的9脚，二极管D₁₅和二极管D₁₇阳极相并联后连接组合开关ZK₁ 5的上端，二极管D₁₈阴极接12位二进制计数器/分频器IC₇的9脚，二极管D₁₈阳极与二极管D₉和二极管D₁₀阳极并联后连接组合开关ZK₁6的上端，组合开关ZK₁的5脚、组合开关ZK₁的6脚、组合开关ZK₁的7脚、组合开关ZK₁的8脚下端连接成一点后接于三极管BG₆基极，电阻R₃₉接在三极管BG₆集电极与基极之间，电容C₂₁接在三极管BG₆基极与地之间。

4.根据权利要求1所述的三相相变量漏电流动作保护器，其特征在于：所述的延时单稳态电路包括运算放大器IC_3-1采用LM324运算放大器、二极管D₂₂到二极管D₂₅、电阻R₅₄、电阻R₅₅、电容C₂₈到电容C₃₀、发光管LED₁、电容C₅上形成的缓漏电信号经二极管D₂₂与运算放大器IC_3-1 5脚相连，突变量信号由三极管BG₆发射极经二极管D₂₃与运算放大器IC_3-1 5脚相连，电阻R₅₄接在运算放大器IC_3-1 5脚与地之间，运算放大器IC_3-1输出端经电阻R₅₅、发光管LED₁接在-9V上，电容C₂₈以及电容C₂₉连接在运算放大器IC_3-15脚与运算放大器IC_3-17脚之间，运算放大器IC_3-1输出信号经二极管D₂₅与运算放大器IC_3-3采用LM324 9脚相连，运算放大器IC_3-1输出信号另一路经二极管D₂₄连接至二极管D₄₅阴极，二极管D₄₅阳极接地，电容C₄₂负极和电阻R₄₉一端相串联后接三极管BG₈基极，电容C₄₂正极接+9V。

5.根据权利要求1所述的三相相变量漏电流动作保护器，其特征在于：所述的自复次数预置器电路包括十进制计数/分配器IC₁₀采用CD4017十进制计数/分配器、二极管D₁₉到二极管D₂₁、电阻R₅₀到电阻R₅₃、电容C₂₆、电容C₂₇、组合开关ZK₂ 1脚至组合开关ZK₂4脚、单稳态输出信号经二极管D₁₉、电阻R₅₁接十进制计数/分配器IC₁₀ 14脚，十进制计数/分配器IC₁₀14脚经电容C₂₇接地，电阻R₅₂经二极管D₁₉负端接地，十进制计数/分配器IC₁₀8脚、十进制计数/分配器IC₁₀13脚接地，十进制计数/分配器IC₁₀16脚与+9V相连，十进制计数/分配器IC₁₀15脚经电阻R₅₀接地，十进制计数/分配器IC₁₀15脚经电容C₂₆接+9V，组合开关ZK₂ 4脚与二极管D₂₀相连后再接到运算放大器IC_3-1 5脚上，十进制计数/分配器IC₁₀ 4脚、十进制计数/分配器IC₁₀7脚、十进制计数/分配器IC₁₀10脚分别连接组合开关ZK₂1脚、组合开关ZK₂2脚、组合开关ZK₂3脚，组合开关ZK₂1脚、组合开关ZK₂2脚、组合开关ZK₂3脚下端连成一点后经电阻R₅₃、二极管D₂₁接运算放大器IC_3-15脚。

6.根据权利要求1所述的三相相变量漏电流动作保护器，其特征在于：所述的跳合闸机构包括运算放大器IC_3-3采用LM324运算放大器、三极管BG₁₀、三极管BG₁₁、二极管D₃₅、二极管D₃₆、二极管D₄₁至二极管D₄₅、继电器J₁、继电器J₂，电阻R₇₀到电阻R₇₅、电容C₃₆、发光管LED₄，电源开关K₁、保险丝BX、接触器线包DC，电源变压器T，电源变压器T初级一端经保险丝BX、电源开关K₁接火线，电源变压器T另一端接零线，电源变压器T火线端经继电器J₂常开触点、二极管D₄₄接接触器线包DC上端、接触器线包DC下端接零线，13V低压经二极管D₄₁、二极管D₄₂、二极管D₄₃、二极管D₄₅全波整流，正电压接接触器线包DC上端，负电压经继电器J₁常开触点接零线和接触器线包DC下端，跳闸信号由运算放大器IC_3-1采用LM324型号的7脚输出经二极管D₂₅送运算放大器IC_3-39脚，运算放大器IC_3-310脚经电阻R₇₀接地，运算放大器IC_3-3输出电压变负，运算放大器IC_3-3输出的负电压经电阻R₇₃接三极管BG₁₀基极，三极管BG₁₀截止，继电器J₁释放形成跳闸，经20S后运算放大器IC_3-1翻转输出负电压，运算放大器IC_3-39脚变负，运算放大器IC_3-38脚输出正电压使三极管BG₁₀，三极管BG₁₁导通，继电器J₁、继电器J₂动作合闸送电。