CN103532097B - 一种移动发电机漏电保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种单相移动发电机漏电保护装置，涉及测量电变量和紧急保护装置技术领域。它包括单相发电机及其控制电路、变阻抗电路漏电信号采集与执行电路、漏电信号采集与执行电路。在单相发电机及其控制电路的电压输出端等电位体A和等电位体N之间串接Z变阻抗电路和Z2变阻抗电路，在Z变阻抗电路和Z2变阻抗电路之间接漏电信号采集与执行电路的输入，而漏电信号采集与执行电路的输出接单相发电设备外壳。本发明不用外接地线、零线就能实现发电设备的漏电监测，安全可靠，反应迅速。

Description

一种移动发电机漏电保护装置
技术领域
本发明是一种单相移动发电机漏电保护装置，涉及测量电变量和紧急保护装置技术领域。
背景技术
按照供电规程要求，对电气设备外露的金属部分，都必须可靠接地，防止设备漏电造成机毁人伤事故。这是电气设备安全用电最基本的一项漏电保护措施。
漏电保护要有一根专用的金属线，把电气设备与大地之间实现小电阻接触，或用一根专用的金属线把电气设备与供电系统的零电位点连接起来，所以漏电保护又称为接地保护或接零保护。
油气管道野外施工，多用三相柴油发电设备，设备在移动中发电，无法按规程要求进行可靠接地，只好采用接零保护。
管道施工，由于特殊工艺要求，需要单相发电设备(多为中频发电设备)，设备在移动中工作，无法接地，单相发电设备也没有零电位点。这种设备既无法用接地保护也无法用接零保护，它的漏电保护如何解决呢？这正是我们要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是发明一种不用外接地线、零线就能实现发电设备的漏电监测、安全可靠、反应迅速的移动发电机漏电保护装置。
在单相发电设备中，本无零电位点，为了实现漏电保护，在方案中制造了一个漏电保护参照点(图中O点)，O点电位接近于系统中间电位。
本发明的构成如图1所示：是由变阻抗电路、漏电信号采集和执行电路组成。
其工作原理是：当系统中无漏电时，Z1、Z2都为高阻抗值，0点为A、N的中间电位。0点与单相发电设备外壳之间电位相近，漏电信号采集与执行电路中无电流流过，发电二极管(LED灯)中无电流，二极管(LED灯)不发光，呈暗状态。
假如系统中A对单相发电设备外壳出现漏电，这时Z1仍为高阻抗，Z2为低阻抗，单相发电设备外壳电位提高，将在漏电信号采集与执行电路中出现由A到单相发电设备外壳再经过电路漏电信号采集与执行电路，0点，Z2流向N的电流，此电流使LED等发光，显示体统出现了漏电。
同样，如N对单相发电设备外壳出现漏电，这时Z2高阻抗，Z1低阻抗。漏电流将由N经单相发电设备外壳再流经漏电信号采集与执行电路，0点，Z1到A点，漏电流使LED灯发光、发亮，显示系统出现了漏电。
方案中三个集成电路固体元件，保证了检测漏电流的效能，R—C电路提高了对漏电流的反映速度，减少了反映时间，发光二极管(LED)具有漏电显示功能。
用A代表发电机一端相同电压的等电位体(导线)，用N代表另一端的所有等电位体。本项漏电保护技术方案中，两变阻抗电路的阻值是可变的，当A部分接触到机体时，上变阻抗电路的阻值接近于无穷大，下变阻抗电路的阻值接近于零，0点电位接近于N，漏电信号采集与执行电路两端电压接近于发电机两端电压。此电压及其产生的电流是因为A接触单相发电设备外壳造成的。只要A与单相发电设备外壳之间出现电流，这电流就反映到漏电信号采集与执行电路中。有漏电信号采集与执行电路，就可以检测出A与单相发电设备外壳之间是否有电流(这就是漏电流)存在。漏电信号采集与执行电路中出现电流的瞬间，就可以发出声光信号，并可同时把发电机电压降到零，起到漏电保护的作用。
同样，当N接触到单相发电设备外壳时，漏电信号采集与执行电路可立即采集到由N经单相发电设备外壳到0，经过阻抗到A的电流。采集电路也可起到漏电保护作用。
当发电机两端无论是A或N，对设备机体产生漏电时，都能起到保护作用。
本发明的电原理如图2所示。Z1变阻抗电路为电阻R1与电容C1并联后与第一变阻抗集成电路Z-10/600串联；Z2变阻抗电路为电阻R2与电容C2并联后与第二变阻抗集成电路Z-10/600串联；漏电信号采集与执行电路为电阻R与电容C并联后与第三变阻抗集成电路Z-10/600及发光二极管(LED)串联，发光二极管的另一端接单相发电设备外壳；电阻R、电容C接电阻R1、电容C1与电阻R2、电容C2的公共点。
为了具有漏电保护功能，把漏电信号采集与执行电路的R-C电路中的电阻R换成灵敏继电器J，如图3所示，电源的一端经常闭按钮再串接常开接点J1后接继电器J的一端，并有两路接常开接点J2和常开接点J3一端，常开接点J2和常开接点J3的另一端分别接通闪光灯和蜂鸣器，第三路接常闭接点J5的一端，常闭接点J5的另一端接励磁；电源的另一端经常开接点J4接继电器J的另一端。当系统中有了漏电流，灵敏继电器由释放状态变为吸合状态，可接通声光报警，可切断发电机励磁，使发电机输出电压降至零。
本发明消除了漏电保护的死角，扩大了应用范围，解决了移动式单相发电设备的漏电保护，无地线、无零线电气设备的漏电监测与保护。本发明可靠、安全，反应迅速与快捷。也可为移动式三相电气设备提供更可靠的漏电监测与保护。
附图说明
图1漏电保护装置原理框图
图2漏电保护装置电原理图
图3漏电保护执行电路电器电原理图
具体实施方式
实施例.本例是一实验样机，是在华北柴油机厂生产的120PFX单相发电机组中试用，其构成如图1-图3所示。
在单相发电机及其控制电路的电压输出端等电位体A和等电位体N之间串接Z1变阻抗电路和Z2变阻抗电路，在Z1变阻抗电路和Z2变阻抗电路之间接漏电信号采集与执行电路的输入，而漏电信号采集与执行电路的输出接单相发电设备外壳。在两只变阻抗电路之间接漏电信号采集与执行电路的接点0的电位为零或接近于零。
电原理如图2所示。Z1变阻抗电路为电阻R1与电容C1并联后与第一变阻抗集成电路Z-10/600串联；Z2变阻抗电路为电阻R2与电容C2并联后与第二变阻抗集成电路Z-10/600串联；漏电信号采集与执行电路为电阻R与电容C并联后与第三变阻抗集成电路Z-10/600串联及发光二极管(LED)串联，发光二极管的另一端接单相发电设备外壳；电阻R、电容C的一端通过第三变阻抗集成电路Z-10/600与发光二极管的一端连接，电阻R、电容C的另一端接电阻R1、电容C1与电阻R2、电容C2的接点。
为了具有漏电保护功能，本例又把漏电信号采集与执行电路的R-C电路中的电阻R换成灵敏继电器J，如图3所示，电源的一端经常闭按钮再串接常开接点J1后接继电器J的一端，并有两路接常开接点J2和常开接点J3一端，常开接点J2和常开接点J3的另一端分别接通闪光灯和蜂鸣器，第三路接常闭接点J5的一端，常闭接点J5的另一端接励磁油路；电源的另一端经常开接点J4接继电器J的另一端。这样就具有漏电显示，漏电报警和漏电保护功能了。当系统出现漏电时，继电器吸合，其常开接点接通声光报警与自保持，常闭接点断开发电机励磁或柴油机油路，把发电机电压降到零。
具体为：R、R1和R2选1.5ΚΩ；
C、C1、C2选2μf；
LED选红色发光二极管；
Z-10/600选变阻抗阻值在0～∞的。
本例的技术参数取决于漏电流采集和执行电路。此电路很容易地实现：动作电流小于30mA(可以更小)，反应时间小于0.1s。
本例经过室内和现场充分试验，验证了该项技术正确可靠、安全与可实践性，以及反应的迅速与快捷。不用外接地线、零线就能实现发电设备的漏电监测与保护，消除了漏电保护的死角，扩大了应用范围，解决了移动式单相发电设备的漏电保护问题。

Claims (2)

1.一种移动发电机漏电保护装置，其特征是它包括单相发电机及其控制电路、变阻抗电路、漏电信号采集与执行电路，在单相发电机及其控制电路的电压输出端等电位体A和等电位体N之间串接Z1变阻抗电路和Z2变阻抗电路，在Z1变阻抗电路和Z2变阻抗电路之间接漏电信号采集与执行电路的输入，而漏电信号采集与执行电路的输出接单相发电设备外壳，Z1变阻抗电路和Z2变阻抗电路之间的接点接漏电信号采集与执行电路，该接点的电位为零或接近于零；
所述的Z1变阻抗电路为电阻R1与电容C1并联后与第一变阻抗集成电路Z-10/600串联；Z2变阻抗电路为电阻R2与电容C2并联后与第二变阻抗集成电路Z-10/600串联；漏电信号采集与执行电路为电阻R与电容C并联后与第三变阻抗集成电路Z-10/600串联和发光二极管依次串联，发光二极管的另一端接单相发电设备外壳；电阻R、电容C的一端通过第三变阻抗集成电路Z-10/600与发光二极管的一端连接，电阻R、电容C的另一端接电阻R1、电容C1与电阻R2、电容C2之间的接点。
2.根据权利要求1所述的一种移动发电机漏电保护装置，其特征是把漏电信号采集与执行电路的R-C电路中的电阻R换成灵敏继电器J，电源的一端经常闭按钮再串接常开接点J1后接继电器J的一端，电源的一端经常闭按钮再串接常开接点J1后并有两路，该两路分别接常开接点J2和常开接点J3一端，常开接点J2和常开接点J3的另一端分别接通闪光灯和蜂鸣器，电源的一端经常闭按钮再串接常开接点J1后还并有第三路，且该第三路接常闭接点J5的一端，常闭接点J5的另一端接励磁油路；电源的另一端经常开接点J4接继电器J的另一端。
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