CN103036197B - 低压用电系统中零线断线的保护装置 - Google Patents
低压用电系统中零线断线的保护装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低压用电系统中零线断线的保护装置，包括电容、检测装置、控制器和继电器。三个电容大小相同采用星形连接的方式相连接；检测装置检测电容中性点与负载中性点之间的电压，并将其转换为电压信号发送给控制器；控制器将接收到的电压信号进行比例换算并向继电器发出控制信号；继电器设置在电源与负载之间并根据控制信号进行动作。检测装置检测到的电容负载中性点与负载侧中性点之间的电压之后，将其转换为电压信号发送给控制器；控制器在将电压信号进行比例换算后，根据设定发出控制信号；设置在电源与负载之间的继电器根据控制信号进行动作。发生零线断线时，本发明所提供的保护装置及时切断电源与负载的连接，避免用电设备的损坏。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，更具体地说，涉及一种低压用电系统中零线断线的保护装置。
背景技术
低压用电系统是指三相380V或单相220V的用电系统，在低压用电系统中一般采用三相四线制供电，即三条相线和一条零线。零线在低压供电系统中有很重要的作用，其断线后，如果三相负载不平衡（事实上三相负载不可能完全平衡），零线电压就会偏移；如果不平衡度越大零线电压偏移就越大，造成某相电压过高或过低，就会对用电设备造成损害。
但是，由于零线上的电压低，在有些地区会发生零线被盗的现象。如果不能及时的发现零线断线情况的发生，就容易导致用电设备的损坏，
由以上所述，如何提供一种在低压用电系统检测零线断线的保护装置，以实现及时发现并处理零线断线情况，以避免用电设备损坏的目的，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供用于一种低压用电系统中零线断线的保护装置，以实现及时发现并处理零线断线情况，以避免用电设备损坏的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低压用电系统中零线断线的保护装置，包括：
三个采用星形连接且大小相同的电容；
检测电容的中性点与负载的中性点之间的电压，并将其转换为电压信号进行发送的检测装置；
接收电压信号对其进行比例换算并发出控制信号的控制器；和
设置在电源与负载之间且根据所接受的控制信号进行动作的继电器。
优选地，在上述的保护装置中，检测装置还检测并发送三个电容的电压。
优选地，在上述的保护装置中，检测装置包括检测电压并发送电压信号模数转换芯片，和将交流电电压降低至模数转换芯片采样幅值的变压器。
优选地，在上述的保护装置中，还包括与控制相连接且显示电压信号的显示器。
优选地，在上述的保护装置中，显示器为12864液晶模块。
优选地，在上述的保护装置中，还包括储存继电器动作时电压值的存储器。
优选地，在上述的保护装置中，还包括用于通讯的GSM模块。
优选地，在上述的保护装置中，控制器为单片机。
本发明提供了一种低压用电系统中零线断线的保护装置，包括电容、检测装置、控制器和继电器。其中，三个电容大小相同，且采用星形连接的方式相连接；检测装置检测电容中性点与负载中性点之间的电压，并将其转换为电压信号发送给控制器；控制器将接收到的电压信号进行比例换算并向继电器发出控制信号；继电器设置在电源与负载之间并根据控制信号进行动作。
在使用本发明所提供的保护装置时，将电容分别与低压用电系统中的相线相连接。由于三个电容大小相同，则电容负载是完全对称的，所以电容负载中性点与电源侧中性点的电位相同。在发生零线断线时，负载侧中性点的电位发生偏移，导致电源侧中性点与负载侧中性点之间的电压发生变化，相应的，电容负载中性点与负载侧中性点之间的电压也会发生相同的变化。在本发明所提供的保护装置中，检测装置在检测到的电容负载中性点与负载侧中性点之间的电压之后，将其转换为电压信号发送给控制器；控制器在将电压信号进行比例换算后，根据设定发出控制信号；设置在电源与负载之间的继电器根据控制信号进行动作。
可以看出，通过使用本发明所提供的低压用电系统中零线断线的保护装置，在发生零线断线时，能够及时切断电源与负载（用电设备）之间的连接，从而避免了用电设备的损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的低压用电系统中零线断线的保护装置的示意图；
图2为本发明实施例所提供的保护装置的工作原理示意图；
图3为设置有显示器的保护装置的工作原理示意图；
图4为设置有存储模块的保护装置的工作原理示意图。
以上图1-4中：
电容1、检测装置2、控制器3、继电器4、负载5、电源6、显示器7、存储模块8、模数转换芯片（A/D芯片）20、变压器21。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种低压用电系统中零线断线的保护装置，以实现及时发现并处理零线断线情况，以避免用电设备损坏的目的。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，本实施例提供了一种低压用电系统中零线断线的保护装置，包括电容1、检测装置2、控制器3和继电器4。
其中，三个相同的电容1采用星形连接相连接。检测装置2检测电容1的中性点与负载5中性点之间的电压，并将得到的电压信号发送给与其相连的控制器3。控制器3将电压信号进行比例换算后，向继电器4发出控制信号。继电器4设置在电源6与负载5之间，在接收到控制信号后，继电器4做出相应的断开或接通等动作。
在使用本发明所提供的保护装置时，将电容1与低压用电系统中的相线相连接。由于三个电容1大小相同，则电容负载是完全对称的，所以电容负载中性点与电源侧中性点的电位相同。
在发生零线断线时，负载侧中性点的电位发生偏移，导致电源侧中性点与负载侧中性点之间的电压发生变化，相应的，电容负载中性点与负载侧中性点之间的电压也会发生相同的变化。在本发明所提供的保护装置中，检测装置在检测到的电容负载中性点与负载侧中性点之间的电压之后，将其转换为电压信号发送给控制器；控制器在将电压信号进行比例换算后，根据设定发出控制信号；设置在电源与负载之间的继电器根据控制信号进行动作。
可以看出，通过使用本发明所提供的低压用电系统中零线断线的保护装置，在发生零线断线时，能够及时切断电源与负载（用电设备）之间的连接，从而避免了用电设备的损坏。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例所提供的保护装置中，还利用检测装置2分别检测并发送三个电容1的电压信号。由于在使用保护装置时，电容1是与相线相连接的，通过测量电容1的电压，可以获得每相的负载电压，在通过同时监控三相电压，可以起到过压和欠压的保护作用，从而更好的对负载侧的用电设备进行保护。
具体的，如图2所示，在检测装置2中，包括模数转换芯片（A/D芯片）20和变压器21。变压器21设置在模数转换芯片20之前，通过变压器21，将低压用电系统中的交流电进行降压处理，使电压维持在模数转换芯片20的采样幅值之内。
为了便于操作人员监测低压用电系统的状态，保护装置中还设置有显示器7。如图3所示，显示器7与控制器3相连接，控制器3中的各种参数，如负载的三相电压及负载中性点同电容中性点的电压等，被发送给显示器7进行显示，以便于操作人员随时监测低压用电系统的状态。
优选地，显示器7为12864液晶模块。12864液晶模块功耗低、寿命长。该液晶可以显示4行内容，每行可以显示8个汉字或16个英文字符，基本能够满足所需显示信息的需要。
为了便于操作人员进行故障分析，在本发明另一实施例所提供的保护装置中，还包括存储模块8。
请参考图4，存储模块8与控制器3相连接。在控制器3发出控制信号使继电器4发生动作的同时，相关的数据，如负载的三相电压及负载中性点同电容中性点的电压等，被记录到存储模块8中，以便于在故障分析时对原始数据进行查看。
进一步的，在上述实施例的基础上，本发明实施例所提供的另一保护装置中，还包括GSM模块。GSM是全球移动通信系统（globalsystemformobilecommunications）的缩写，而GSM模块则是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。因此，GSM模块具有发送SMS短信，语音通话，GPRS数据传输等基于GSM网络进行通信的所有基本功能。通过设置GSM模块，可以实现对保护装置的远程控制和远程数据读取。
优选地，在上述实施例所提供的保护装置中，控制器3为单片机。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种低压用电系统中零线断线的保护装置，其特征在于，包括：
三个采用星形连接且大小相同的电容；
检测所述电容的中性点与负载的中性点之间的电压，并将其转换为电压信号进行发送的检测装置，所述检测装置还检测并发送三个所述电容的电压，所述检测装置包括检测电压并发送电压信号模数转换芯片，和将交流电电压降低至所述模数转换芯片采样幅值的变压器；
接收所述电压信号对其进行比例换算并发出控制信号的控制器；
设置在电源与所述负载之间且根据所接受的所述控制信号进行动作的继电器；
储存所述继电器动作时电压值的存储模块。
2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，还包括与所述控制相连接且显示所述电压信号的显示器。
3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述显示器为12864液晶模块。
4.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，还包括用于通讯的GSM模块。
5.根据权利要求1-4任一项中所述的保护装置，其特征在于，所述控制器为单片机。
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