CN108352702A - 具有防火隔断功能的差动保护设备 - Google Patents

具有防火隔断功能的差动保护设备 Download PDF

Info

Publication number
CN108352702A
CN108352702A CN201680063489.4A CN201680063489A CN108352702A CN 108352702 A CN108352702 A CN 108352702A CN 201680063489 A CN201680063489 A CN 201680063489A CN 108352702 A CN108352702 A CN 108352702A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ets
secondary windings
protection device
differential protection
signal processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201680063489.4A
Other languages
English (en)
Inventor
H·谢托尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hager Electro SAS
Original Assignee
Hager Electro SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hager Electro SAS filed Critical Hager Electro SAS
Publication of CN108352702A publication Critical patent/CN108352702A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/33—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/006—Calibration or setting of parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/041—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using a short-circuiting device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Fire Alarms (AREA)

Abstract

本发明涉及一种差动保护设备，使得能够检测由构成磁芯(T)的初级绕组的至少一个相导线供电的电气设施中的泄漏电流或故障电流，当在所述初级绕组上出现差动故障时，在所述磁芯(T)的次级绕组(S)处感应的信号被至少一个所述设备的适当的信号处理级(ETS)采用以便，在超出预定义的阙值时，控制所述设备的继电器(MC)，一个或多个级(ETS)直接或间接连接到所考虑的次级绕组(S)的端子上，该设备特征在于包括至少一个由具有确定值的第一电阻器(R)和具有确定值的第一电容(C)串联安装在一起构成的RC电路，所述RC电路被连接到所述次级绕组(S)并且与一个或多个信号处理级(ETS)并联安装并在其上游。

Description

具有防火隔断功能的差动保护设备
技术领域
本发明涉及电气领域中财产和人员的安全设施和系统，更具体地涉及带有残余差动电流(或DDR)的人员的保护装置，并且涉及集成有防火隔断(coupe-feu)功能的差动保护设备。
背景技术
这类保护装置通常集成在家用或第三方电气设施中，在现场电源电路的各种树状结构的上游或入口处，最常见的是在分别被影响的各接收器附近。
一般地，这些电气设施由交流电网供电，并且上述类型的保护装置旨在通过尽可能快地检测受保护的接收器或任何电路中的任何可能的地面漏电来主要确保人员的安全。这样的漏电例如是由主体与非绝缘导体的直接接触或由于质量缺陷引起的间接接触而造成的。这些电气事件可能会导致事故(有时甚至是致命的)、设备劣化、起火、局部或全部的故障或类似的情况。
差动保护，在前述环境下，在大多数情况下以相当标准化的方式进行：要被保护的电路的导线，或该电路的供电线路导线，穿过变压器的铁磁材料磁芯，变压器的上述导线形成初级绕组，变压器还包括一个或多个次级绕组或线圈。磁芯起着磁通量集中器的作用。因此，如果发生泄漏，表现为要保护的线路的导线中的输入和输出电流不平衡，在磁芯中由初级绕组处的不平衡建立的磁通量，在次级线圈中感应出一个电压，该电压用于直接或通过专用电子器件(信号处理级)控制致动器(例如继电器类型的)。后者又致动相关联的启动、切断或打开机构，或者设施中的其它保护装置的这些机构。
这些差动保护电气器件或设备可能具有可变的特性。因此，它们是可区分的，并且具有其自身的敏感性，这特别取决于使用它们的电气设施的类型以及它们要用于保护的类型。此外，这些设施的其中一些只能检测交流电流(AC型)泄漏，而另一些器件则更完整，可提供也适用于脉动(A型和F型)和平滑的(B型)直流电流的解决方案。
例如在以申请人名义的法国专利申请No.2933058中描述了一种B型设备。
此外，对于能够检测交流故障电流的设备，检测上限频率构成了区分不同类型的另一标准：频率高达1kHz：F型；频率高达2kHz：B型；频率高达20kHz：B+型。
尤其是，与其他类型相比，B+型对易于起火的故障电流或泄漏电流特别敏感。
目前，达到B+类型所需的频率模板(gabarit)的现有解决方案主要有两种类型：
-应用有源电子组件，其实现在故障电流频率的灵敏度曲线的通带的适应性校正。电子组件的电源故障仅将该B+型设备转换为A/AC型设备(不再满足与F型或B型相关的功能)。
-应用电子继电器以制止A/AC型的保护，以及用实现AC、A、F和B功能的有源装置进行替换。
在上述两种B+类型解决方案中，我们得到一个基于两个独立电路的并行或并发实施的复杂、昂贵和麻烦的构造，在缺少供电网时，其防火隔断功能并不起作用。
发明内容
本发明的目的是缓解上述解决方案的缺点。
为此，本发明旨在一种差动保护设备，使得能够检测由网络的至少一个相导线以及必要时所述网络的中性导线供电的电气设施中的泄漏电流或故障电流，所述导线中的至少一个构成铁磁材料磁芯的初级绕组，所述磁芯配备有一个或多个次级绕组，当在所述初级绕组处出现差动故障时在每个次级绕组的端子上生成感应信号，所述感应信号被所述设备的适当的至少一个信号处理级利用，以便在超过预定阈值的情况下，控制所述设备的电磁致动器、继电器或类似的断开或打开装置，一个或多个信号处理级被直接或间接地连接到所考虑的次级绕组的端子，
所述设备的特征在于包括由具有确定值的第一电阻和具有确定值的第一电容串联安装在一起形成的至少一个RC电路，所述RC电路被连接到所述次级绕组的端子并且与一个或多个信号处理级并联安装并在其上游。
附图说明
通过下面的描述，本发明将得到更好的理解，该描述结合通过非限制性例子给出并且参照所附示意图进行解释的优选实施方式，其中：
-图1至3是根据本发明的差动保护设备的三个不同实现方式的示意表示；
-图4示出了根据本发明的作为频率的函数的差动保护设备的漏电流灵敏度曲线，针对表示构成图1至3中任何一个图所示装置的一部分的串联RC电路的电阻R的不同值；
-图5示出与图4所示曲线具有相同性质的曲线，针对串联电路RC的电容C和电阻R的确定值，并且，
-图6是串联RC电路的总阻抗Z、电容C的阻抗ZC和电阻R的阻抗ZR随着频率的变化曲线，示出了分量ZC和ZR中每一个对阻抗Z的相对分额。
具体实施方式
根据三个实现方式变型，图1至图3示意性且部分地示出了使得能够检测由电网的至少一个相导线和(在必要时)所述电网络中性导线，供电的电气设施中的漏电流或故障的差动保护设备，至少一个，最好是至少两个所述导线构成铁磁材料磁芯T的初级绕组，磁芯T还配备有一个或多个带端子的次级绕组S，该端子或其中每一个端子在所述初级绕组处出现差动故障时建立一个感应信号。这个感应信号被所述设备的适当的至少一个信号处理级ETS采用，以便在超出了预定阈值的情况下，控制该设备的电磁致动器、继电器或类似的切断或打开装置MC，所述一个或多个ETS级直接或间接连接到所考虑的次级绕组S的端子上。
根据本发明，该设备还包括至少一个RC电路，其由串联安装在一起的具有确定值的第一电阻R和具有确定值的第一电容C构成，所述RC电路连接到所述次级绕组S的端子上，并且并联安装在信号处理级ETS的上游。
因此，本发明的基本思想在于，当电容C已经存在时，通过增加串联的RC电路或者甚至简单的电阻R来构成A型、AC型、F型或B型差动保护设备，具有不依赖于所述设备的供电的附加防火隔断功能。
本发明的解决方案在于添加一个已校准的无源电路，用于调节其已被植入到频率模板上的装置的通带以实现防火隔断功能，本发明与现有技术的有源特征的解决方案相比具有许多优点：
-没有可能的电网供电的支路；
-没有显著的额外消费；
-可以忽略不计的额外费用；
-没有与老化有关的机能障碍；
-有限的体积；
-没有其中植入防火隔断功能的现有设备结构的物质复杂性。
从图4和图6中可以看出，可以有利地预期，第一电阻R具有其阻抗在串联RC电路中对大于约300Hz，优选大于约150Hz的感应信号频率有优势的值。
根据本发明的一个优选实施变型，其特别允许该设备符合现行有效的规定，并且如图4中图示的那样，第一电阻R有利地具有这样的值，对于典型地在1kHz和20kHz之间的感应信号的频率的这些高值，跳闸阈值最大等于420mA。
图4和图5以曲线图形式显示了(根据感应信号频率的跳闸阈值的变化)曲线，对于大于100Hz的频率，所考虑的曲线的斜率，在其拐折趋于针对大于104Hz的频率的平台之前，由第一电容C的值给出，而所述平台的新值由第一电阻R的值给出(参见图5中的线PE和PL)。
图4中的曲线就其本身而言描绘了第一电阻R的值对总体形状(R＝0时平台不存在/R#0时平台出现)或对于阈值/频率曲线的一部分(作为第一电阻R值的函数，大约1000Hz之后的平台的不同值)的精确构型的影响。
最后，图6示出R＝8.2×103Ω且C＝68×10-9F时，RC串联电路的阻抗Z的演变曲线。可以注意到高频时趋向于电阻R值的曲线渐近形状，从约300Hz开始电阻R相对于的电容C的阻抗变得很有优势。
专业人士明白，除了上述RC电路之外，其他元件，特别是无源的保护、适配、变换或类似元件可以安装在次级绕组S的端子和一个(或多个)ETS级之间。
根据本发明的差动保护设备的各种非限制性实施变型如图1至图3中所示。
没有任何附加元件的最简单的实施方式在图1中示出。
相对于这种基本结构，可以预期的是，该装置还可能会包括调节元件，特别是装置的频率的调节元件：
-至少一个连接到次级绕组S的端子并与串联RC电路并联安装的第二电阻器R'，所述元件R，C，R'因此构成相互嵌套(mutuellement imbriqués)的串联和并联RC电路，和/或，
-连接到次级绕组S的端子并与串联RC电路并联安装的至少一个第二电容C'。
这些元件的典型值例如是R＝6.8kOhm，R'＝200kOhm，C＝27nF和C'＝1pF。这些元件R'和C'具有将装置的阈值设置在约50Hz的功能，并在使用时对C'的频率产生显著影响，。
根据本发明的另一个特征并且如图3所示，该装置除了上述组件R'和C'中的至少一个之外，可能还包括至少一个其它电阻R”，从而在必要时形成第三电阻，串联安装在其中次级绕组S的端子之一和一个(或多个)信号处理级ETS的输入端之间。这个可选的电阻R”的值例如可以是大约1kOhm，具有限制到次级绕组的电流的功能。
结合图3所示的实施方式并且根据另一个特征，根据本发明的装置，此外，可以包括以下附加元件中的至少一个，其特别是为了过压保护并且安装在一个或多个信号处理级ETS的上游：
-Transil二极管类型的二极管DT，其安装在连接在次级绕组S的端子之间，在连接到所述次级绕组的任何其他元件的上游，
-并联安装的电压整流器电路CR，例如具有二极管，优选地紧接在信号处理级ETS的上游。
此外，图3详细说明了构成ETS级的可能功能元件，ETS级实现在由A、AC、F和B类型形成的组中选择的类型的差动保护功能。
本发明还涉及一种差动开关、差动断路器和隔离控制器，上述中的每一个的特征在于其包括至少一个根据本发明的差动保护设备。
当然，本发明不限于在附图中描述和示出的实施方式。而在不脱离本发明的保护范畴下，特别是从各种元件的构成角度或通过技术上的等同物替换的修改仍然是可能的。

Claims (11)

1.一种差动保护设备，使得能够检测由网络的至少一个相导线以及必要时所述网络的中性导线供电的电气设施中的泄漏电流或故障电流，所述导线中的至少一个构成铁磁材料磁芯(T)的初级绕组，所述磁芯(T)配备有一个或多个次级绕组(S)，当在所述初级绕组处出现差动故障时在每个次级绕组(S)的端子上生成感应信号，所述感应信号被所述设备的适当的至少一个信号处理级(ETS)利用，以便在超过预定阈值的情况下，控制所述设备的电磁致动器、继电器或类似的断开或打开装置(MC)，一个或多个所述信号处理级(ETS)被直接或间接地连接到所考虑的次级绕组(S)的端子，
所述设备的特征在于包括由具有确定值的第一电阻(R)和具有确定值的第一电容(C)串联安装在一起形成的至少一个RC电路，所述RC电路被连接到所述次级绕组(S)的端子，并且与一个或多个信号处理级(ETS)并联安装并在一个或多个信号处理级(ETS)的上游。
2.根据权利要求1所述的差动保护设备，其特征在于所述第一电阻(R)具有这样的值，使得其阻抗在串联RC电路中针对大于约300Hz，最好大于约150Hz，的感应信号频率有决定作用。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的差动保护设备，其特征在于所述第一电阻(R)具有这样的值，使得针对感应信号的频率的高值，典型地在1kHz和20kHz之间，跳闸阈值至多等于420mA。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的差动保护设备，其特征在于包括与次级绕组(S)的端子连接并与串联RC电路并联安装的至少一个第二电阻(R')，所述元件(R，C，R')因此构成相互嵌套的串联和并联RC电路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的差动保护设备，其特征在于包括与次级绕组(S)的端子连接并与串联RC电路并联安装的至少一个第二电容(C')。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的差动保护设备，其特征在于包括至少一个其它电阻(R”)，所述其它电阻(R”)在必要时构成第三电阻并且串联安装在所述次级绕组(S)的端子之一和所述一个或多个信号处理级(ETS)的输入之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的差动保护设备，其特征在于还至少包括安装在所述一个或多个信号处理级(ETS)的上游的以下附加元件中的一个：
-Transil二极管类型的二极管(DT)，在连接到所述次级绕组的任何其它元件的上游被安装在次级绕组(S)的端子之间，
-电压整流器电路(CR)，例如二极管电压整流器电路，与所述一个或多个信号处理级(ETS)并联且优选地紧邻着安装在所述一个或多个信号处理级(ETS)的上游。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的差动保护设备，其特征在于信号处理级(ETS)实现从类型A、AC、F和B构成的组中选定类型的差分保护功能。
9.一种差动开关，其特征在于集成有至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的差动保护设备。
10.一种差动断路器，其特征在于集成有至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的差动保护设备。
11.一种隔离控制器，其特征在于集成有至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的差动保护设备。
CN201680063489.4A 2015-10-29 2016-10-25 具有防火隔断功能的差动保护设备 Pending CN108352702A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1560380 2015-10-29
FR1560380A FR3043270B1 (fr) 2015-10-29 2015-10-29 Dispositif de protection differentielle avec une fonction coupe-feu
PCT/FR2016/052776 WO2017072442A2 (fr) 2015-10-29 2016-10-25 Dispositif de protection différentielle avec une fonction coupe-feu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108352702A true CN108352702A (zh) 2018-07-31

Family

ID=55345953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680063489.4A Pending CN108352702A (zh) 2015-10-29 2016-10-25 具有防火隔断功能的差动保护设备

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3300541B1 (zh)
CN (1) CN108352702A (zh)
AU (1) AU2016345559B2 (zh)
FR (1) FR3043270B1 (zh)
WO (1) WO2017072442A2 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3067525B1 (fr) * 2017-06-08 2019-08-02 Hager-Electro Sas Dispositif de protection differentielle pour la detection d'un courant de defaut
FR3067526B1 (fr) * 2017-06-08 2019-08-02 Hager-Electro Sas Dispositif de protection differentielle pour la detection d'un courant de defaut
FR3067527B1 (fr) * 2017-06-08 2019-08-02 Hager-Electro Sas Dispositif de protection differentielle pour la detection d'un courant de defaut
FR3073330A1 (fr) * 2017-11-07 2019-05-10 Hager-Electro Sas Dispositif de protection differentielle utilisant la tension moyenne redressee
FR3073331A1 (fr) * 2017-11-07 2019-05-10 Hager-Electro Sas Dispositif de protection differentielle avec filtrage de la porteuse du signal d'excitation
FR3083926B1 (fr) * 2018-07-12 2021-08-06 Hager Electro Sas Dispositif de protection differentielle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1184566A (zh) * 1995-04-18 1998-06-10 施耐德电器公司 对脉冲电流灵敏的差分保护设备
CN1371540A (zh) * 1999-08-25 2002-09-25 西门子公司 保护设备,特别是故障电流保护设备
US6747856B1 (en) * 1999-08-05 2004-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Protective device against fault currents
CN104521088A (zh) * 2012-07-05 2015-04-15 黑格电子股份有限公司 差动保护设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1184566A (zh) * 1995-04-18 1998-06-10 施耐德电器公司 对脉冲电流灵敏的差分保护设备
US6747856B1 (en) * 1999-08-05 2004-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Protective device against fault currents
CN1371540A (zh) * 1999-08-25 2002-09-25 西门子公司 保护设备,特别是故障电流保护设备
CN104521088A (zh) * 2012-07-05 2015-04-15 黑格电子股份有限公司 差动保护设备

Also Published As

Publication number Publication date
FR3043270B1 (fr) 2021-04-30
FR3043270A1 (fr) 2017-05-05
AU2016345559B2 (en) 2021-01-21
EP3300541A2 (fr) 2018-04-04
WO2017072442A2 (fr) 2017-05-04
EP3300541B1 (fr) 2021-03-10
WO2017072442A3 (fr) 2017-06-22
AU2016345559A1 (en) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108352702A (zh) 具有防火隔断功能的差动保护设备
JP5230432B2 (ja) 三相電力系統用漏電遮断器システム
US5986860A (en) Zone arc fault detection
JP5466302B2 (ja) 多相地絡障害回路遮断器のためのシステムおよび方法
CA2805652C (en) Continuous uninterruptable ac grounding system for power system protection
JP4927761B2 (ja) 受動素子を用いた電力線の分散型直列補償システムおよび方法
CN105594084B (zh) 快速开关故障电流限制器及电流限制器系统
US6229682B1 (en) Transient voltage surge suppressor
CN108292838A (zh) 包括两个并联和竞争模块的b型或b+型差动保护设备
US6560086B2 (en) Transient voltage surge suppressor
US20120147509A1 (en) TBF Compatible with Input Power Including GFCI
US20150124358A1 (en) Feeder power source providing open feeder detection for a network protector by shifted neutral
El-Sherif Ground-fault protection: All you need to know
CN106856323B (zh) 用于保护变压器免受地磁感应电流影响的保护装置
Gomes On the selection and installation of surge protection devices in a TT wiring system for equipment and human safety
AU2013234368B2 (en) Residual current device (rcd) with earth current sensing
Paul et al. High-resistance grounded power-system equivalent circuit damage at the line–ground fault location—Part II
JP5508104B2 (ja) サージ試験回路
US10396546B2 (en) Residual current protection device
KR101520254B1 (ko) 변전소 중성점 임피던스 기기를 생략한 유효접지기준을 만족하는 １선지락고장전류 억제 설계방법
JP2009004489A (ja) 他物近接事故模擬装置
CN105680432A (zh) 用于保护电气设备的装置和电气设备
CN107425513A (zh) 用于强雷电多脉冲环境下及防止防雷器起火燃烧的配电箱
US10587112B1 (en) Monitor circuit
Rojewski et al. The Effect of Phase-to-earth Faults on the Operating Conditions of a Separated 110 kV Grid Normally Operated with Effectively Earthed Neutral, and Temporarily Supplied from a Compensated 110 kV Grid

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180731

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication