CN105024341B - 带有断零和缺相保护的断路器及断路系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有断零和缺相保护的断路器，包括电路元件，所述电路元件包括三相相线入口接线端子、三相相线出口接线端子、零线入口接线端子、零线出口接线端子、断路器、三个电容器、零序差动电压继电器、电流互感器、电流继电器、断零逻辑判断模块、零线断线信号继电器、三个低电压继电器、缺相逻辑判断模块及断相信号继电器；本发明还公开了一种带有断零和缺相保护的断路系统。采用本发明，实现断零和缺相检测功能，采取跳闸保护方式，有效减少由于零线断线和缺相运行造成的损失，保护用户人身和财产的安全。

Description

带有断零和缺相保护的断路器及断路系统

技术领域

本发明涉及低压电器技术领域，尤其涉及一种带有断零和缺相保护的断路器及一种带有断零和缺相保护的断路系统。

背景技术

低压用电设备绝大多数采用三相供电。当三相低压供电系统的零线断线时，用户端零线上的电位会发生偏移，导致大面积烧毁用户电器，给用户造成了很大的经济损失；缺相是另一种低压配网运行中常见的事故，缺相运行对三相负荷的影响较大，严重的情况会烧毁用电设备。因此，能够及时检测低压系统的零线断线和相线缺相，并据此采取合理的跳闸保护，对保护人员的安全和用户的财产有着重要的意义。

目前采用的低压系统断路器均不带断零和缺相检测功能，而现有的利用零—地电压的断零检测方案需要额外架设保护线，且在三相负载不对称度很大时保护会误动作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、准确性高、带有断零和缺相保护的断路器及断路系统，可实现断零和缺相检测功能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种带有断零和缺相保护的断路器，包括电路元件，所述电路元件包括三相相线入口接线端子、三相相线出口接线端子、零线入口接线端子、零线出口接线端子、断路器、三个电容器、零序差动电压继电器、电流互感器、电流继电器、断零逻辑判断模块、零线断线信号继电器、三个低电压继电器、缺相逻辑判断模块及断相信号继电器；所述三相相线入口接线端子与三相相线出口接线端子之间通过所述断路器相连；所述三相相线入口接线端子中的每一相线入口接线端子分别连接一个电容器的输入端，所述三个电容器的输出端及零线入口接线端子通过零序差动电压继电器接入断零逻辑判断模块，所述零线入口接线端子与零线出口接线端子之间设有电流互感器，所述电流互感器通过电流继电器接入断零逻辑判断模块，所述断零逻辑判断模块通过零序断线信号继电器接入断路器；所述三相相线入口接线端子中的每两相线入口接线端子连接一个低电压继电器的输入端，所述三个低电压继电器的输出端接入缺相逻辑判断模块，所述缺相逻辑判断模块通过断相信号继电器接入断路器。

作为上述方案的改进，所述带有断零和缺相保护的断路器还包括两个通讯模块，用于向终端发送故障信号；所述断零逻辑判断模块与一个通讯模块相连，所述缺相逻辑判断模块与另一个通讯模块相连。

作为上述方案的改进，所述通讯模块为GPRS无线通讯模块。

作为上述方案的改进，所述带有断零和缺相保护的断路器还包括接线面板，所述电路元件固定于接线面板上。

作为上述方案的改进，所述接线面板安装于所述断路器的壳体两侧。

相应地，本发明还提供了一种带有断零和缺相保护的断路系统，包括：配电变压器、低压配电柜、带有断零和缺相保护的断路器；所述配电变压器与低压配电柜电连接，所述带有断零和缺相保护的断路器的一端通过输电线路与低压配电柜相连，另一端接入用户端。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明应用于400V低压用电系统，其中：

三相相线入口接线端子中的每一相线入口接线端子分别连接一个电容器的输入端，三个电容器的输出端及零线入口接线端子通过零序差动电压继电器接入断零逻辑判断模块，同时，零线入口接线端子与零线出口接线端子之间设有电流互感器，电流互感器通过电流继电器接入断零逻辑判断模块。零线断线时，零线中没有电流流过，电流互感器测量出零线的电流为零，当三相相线入口接线端子所对应的三相负载电压不对称时，零序差动电压继电器出现过电压现象，若零序差动电压继电器中的电压大于定值，则断零逻辑判断模块判断零线断线，启动零线断线信号继电器，使断路器跳闸，实现了断零检测功能，并采取跳闸保护方式能够有效的减少由于零线断线运行造成的损失。

三相相线入口接线端子中的每两相线入口接线端子连接一个低电压继电器的输入端，三个低电压继电器的输出端接入缺相逻辑判断模块。缺相运行时，和断线相关的相线的电压降低，当出现两个低电压继电器同时动作时，则缺相逻辑判断模块判断相线缺相，启动断相信号继电器，使断路器跳闸，从而实现缺相检测功能，采取跳闸保护方式，有效的减少由于缺相运行造成的损失，可有效保护用户端的用电设备不受损害。

同时，本发明带有断零和缺相保护的断路器中的所有电路元件均通过接线面板安装于所述断路器上，无需附加的设备投资，节省了空间，同时也便于管理、维修。

另外，本发明通过通讯模块进行信号的发送，使得故障信息能够及时地告知工作人员，排查故障更加迅速灵活。

附图说明

图1是本发明带有断零和缺相保护的断路系统的实施例结构示意图；

图2是图1中带有断零和缺相保护的断路器的第一实施例结构示意图；

图3是图1中带有断零和缺相保护的断路器的第二实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1，图1显示了本发明带有断零和缺相保护的断路系统的实施例，应用于400V低压用电系统，用于保护用户端104的用电设备不受损害。

本发明带有断零和缺相保护的断路系统包括配电变压器100、低压配电柜101及带有断零和缺相保护的断路器102，所述配电变压器100与低压配电柜101电连接，所述带有断零和缺相保护的断路器102的一端通过输电线路103与低压配电柜101相连，另一端接入用户端104。

断零和缺相是低压用电系统中常见的事故，会造成用户端104的用电设备的烧毁。现有的低压系统断路器均不带断零和缺相检测功能，其利用的零—地电压的断零检测方案需要额外架设保护线，而且在三相负载不对称度很大时，会产生误动作。本发明通过带有断零和缺相保护的断路器102，能够及时检测低压系统的零线断线和相线缺相问题，有效保护人员和用户的财产安全。

参见图2，图2显示了带有断零和缺相保护的断路器102的第一实施例，包括电路元件，所述电路元件包括三相相线入口接线端子1、三相相线出口接线端子2、零线入口接线端子3、零线出口接线端子4、断路器5、三个电容器6、零序差动电压继电器7、电流互感器8、电流继电器9、断零逻辑判断模块10、零线断线信号继电器11、三个低电压继电器12、缺相逻辑判断模块13及断相信号继电器14。

其中：所述三相相线入口接线端子1与三相相线出口接线端子2之间通过所述断路器5相连。所述零线入口接线端子3与零线出口接线端子4之间设有电流互感器8，电流互感器8用于测量零线电流。

所述三相相线入口接线端子1中的每一相线入口接线端子分别连接一个电容器6的输入端，所述三个电容器6的输出端及零线入口接线端子3通过零序差动电压继电器7接入断零逻辑判断模块10，所述电流互感器8通过电流继电器9接入断零逻辑判断模块10，所述断零逻辑判断模块10通过零序断线信号继电器11接入断路器5。

需要说明的是，本发明中三个电容器6、零序差动电压继电器7、电流互感器8、电流继电器9及断零逻辑判断模块10组成带有零序电流闭锁功能。其断零保护原理为：带有零序电流闭锁的零序差动电压保护，其中，带有零序电流闭锁功能可以防止因三相负载不平衡度较大而引起的断路器5误动。

断零保护功能的实现方法如下：

零线断线时，零线中没有电流流过，电流互感器8测量出零线的电流为零；同时，当三相相线入口接线端子1所对应的三相负载电压不对称时，零序差动电压继电器7会出现过电压现象，当零序差动电压继电器中的电压大于定值时，则判断零线断线。此时，启动零线断线信号继电器11，使断路器5跳闸。

所述三相相线入口接线端子1中的每两相线入口接线端子连接一个低电压继电器12的输入端，所述三个低电压继电器12的输出端接入缺相逻辑判断模块13，所述缺相逻辑判断模块13通过断相信号继电器14接入断路器5。

需要说明的是，缺相逻辑判断模块13以任意两个低电压继电器12同时动作作为判断相线断线的依据。

缺相保护功能的实现方法如下：

缺相运行时，和断线相关的相线的电压降低，当出现两个低电压继电器12同时动作时，则判断相线缺相。此时，启动断相信号继电器14，使断路器5跳闸。

进一步，本发明还包括接线面板15，所述电路元件固定于接线面板15上，同时，所述接线面板15安装于所述断路器5的壳体16两侧。

因此，本发明针对400V低压用电系统的零线断线故障和相线缺相运行的检测，通过断零逻辑判断模块10及缺相逻辑判断模块13进行判断，采取跳闸保护方式，能够有效的减少由于零线断线和缺相运行造成的损失，保护用户人身和财产的安全。

参见图3，图3显示了带有断零和缺相保护的断路器的第二实施例，与图2所示的第一实施例不同的是，本实施例中还包括两个通讯模块（17a，17b），用于向终端发送故障信号。

具体地，所述断零逻辑判断模块10与一个通讯模块17a相连，所述缺相逻辑判断模块13与另一个通讯模块17b相连。

需要说明的是，带有断零和缺相保护的断路器上还设有指示灯，包括运行指示灯、零线断线指示灯及相线断线指示灯亮，但不以此为限制。

正常工作时，运行指示灯亮起；零线断线时，零线断线信号继电器11动作，零线断线指示灯亮；相线断线时，相线断线信号继电器14动作，相线断线指示灯亮；故障发生时（零线断线、相线断线），相应的通讯模块（17a，17b）向终端发送信号，通知运行人员故障位置。

进一步，所述通讯模块（17a，17b）为GPRS无线通讯模块，通过GPRS无线通讯进行信号的发送，使得故障信息能够及时地告知工作人员，排查故障更加迅速灵活，但不以此为限制。

由上可知，本发明中的所有电路元件均通过接线面板15安装于所述断路器5上，无需附加的设备投资，节省了空间，同时也便于管理、维修。同时实现了断零和缺相检测功能，采取跳闸保护方式，能够有效的减少由于零线断线和缺相运行造成的损失，保护用户人身和财产的安全。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带有断零和缺相保护的断路器，其特征在于，包括电路元件，所述电路元件包括三相相线入口接线端子、三相相线出口接线端子、零线入口接线端子、零线出口接线端子、断路器、三个电容器、零序差动电压继电器、电流互感器、电流继电器、断零逻辑判断模块、零线断线信号继电器、三个低电压继电器、缺相逻辑判断模块及断相信号继电器；

所述三相相线入口接线端子与三相相线出口接线端子之间通过所述断路器相连；

所述三相相线入口接线端子中的每一相相线入口接线端子分别连接一个电容器的输入端，所述三个电容器的输出端及零线入口接线端子通过零序差动电压继电器接入断零逻辑判断模块，所述零线入口接线端子与零线出口接线端子之间设有电流互感器，所述电流互感器通过电流继电器接入断零逻辑判断模块，所述断零逻辑判断模块通过零序断线信号继电器接入断路器；零线断线时，零线中没有电流流过，电流互感器测量出零线的电流为零；同时，当三相相线入口接线端子所对应的三相负载电压不对称时，零序差动电压继电器会出现过电压现象，当零序差动电压继电器中的电压大于定值时，则判断零线断线，此时，启动零线断线信号继电器，使断路器跳闸；

所述三相相线入口接线端子中的每两相相线入口接线端子连接一个低电压继电器的输入端，所述三个低电压继电器的输出端接入缺相逻辑判断模块，所述缺相逻辑判断模块通过断相信号继电器接入断路器；缺相运行时，和断线相关的相线的电压降低，当出现两个低电压继电器同时动作时，则判断相线缺相，此时，启动断相信号继电器，使断路器跳闸。

2.如权利要求1所述的带有断零和缺相保护的断路器，其特征在于，还包括两个通讯模块，用于向终端发送故障信号；

所述断零逻辑判断模块与一个通讯模块相连，所述缺相逻辑判断模块与另一个通讯模块相连。

3.如权利要求2所述的带有断零和缺相保护的断路器，其特征在于，所述通讯模块为GPRS无线通讯模块。

4.如权利要求1所述的带有断零和缺相保护的断路器，其特征在于，还包括接线面板，所述电路元件固定于接线面板上。

5.如权利要求4所述的带有断零和缺相保护的断路器，其特征在于，所述接线面板安装于所述断路器的壳体两侧。

6.一种带有断零和缺相保护的断路系统，其特征在于，包括：

配电变压器；

低压配电柜；

如权利要求1~5任一项所述的带有断零和缺相保护的断路器；

所述配电变压器与低压配电柜电连接，所述带有断零和缺相保护的断路器的一端通过输电线路与低压配电柜相连，另一端接入用户端。