CN110011273A - 分级漏电保护器 - Google Patents

Abstract

本申请提出了分级漏电保护器，包括分级漏电保护电路，所述分级漏电保护电路设置在待检测线路上，在分级漏电保护电路中设有零序电流互感器L1，零序电流互感器L1上分别绕设有感应回路以及脱扣回路；感应回路包括开关XB以及一端与开关XB连接的第一电阻集群，第一电阻集群的另一端连接至待检测线路中的N线上，第二电阻集群的一端与开关XB的另一端连接，第二电阻集群的另一端连接有桥式整流电路，桥式整流电路的两个输入端分别连接至待检测线路的L线和N线上。通过能够由剩余电流送来的信号电流经过整流后，将其贮存在电容器内能。当贮能达到规定值时，由电子电路触发使电磁衔铁脱扣达到使开关跳闸，实现线路保护安全性的提升。

Description

分级漏电保护器

技术领域

本发明属于漏电保护领域，尤其涉及分级漏电保护器。

背景技术

安装在一条供电线路首端的总保护器(目前习惯在分级保护中称为1级保护)，安装在用户端的末级保护器(目前习惯在分级保护中称为3级保护)，安装在1和3级之间中级保护器(目前习惯在分级保护中称为2级保护)。三级保护中的总保是安装在一条供电线的首端，末级(户保)是安装在用户进线端。中级保护的安装位置过去没有明确。曾有过多种方案，例如安装在主干线的分支引出线上,但具体实现中有诸多不便处,困扰了多年。

三级保护的核心问题是中级保护。目前农网上总保和末级保护安装率比较高。中级保护安装率和使用情况比较差。

根据实际情况农网上故障95％发生在农户内。农户自觉性有待提高，发生因故障跳闸后，不是从检查本户的故障维修线路恢复绝缘来解决问题，往往为恢复本户用电将家保退出运行。而一旦退出运行，将本户漏电流送入电网，造成总保无法运行，导致全电网投运率下降造成事故阴患。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了分级漏电保护器，能够由剩余电流送来的信号电流经过整流后，将其贮存在电容器内能。当贮能达到规定值时，由电子电路触发使电磁衔铁脱扣达到使开关跳闸，实现线路保护安全性的提升。

具体的，本实施例提出的分级漏电保护器，包括分级漏电保护电路，所述分级漏电保护电路设置在待检测线路上，在分级漏电保护电路中设有零序电流互感器L1，零序电流互感器L1上分别绕设有感应回路以及脱扣回路；

感应回路包括开关XB以及一端与开关XB连接的第一电阻集群，第一电阻集群的另一端连接至待检测线路中的N线上，第二电阻集群的一端与开关XB的另一端连接，第二电阻集群的另一端连接有桥式整流电路，桥式整流电路的两个输入端分别连接至待检测线路的L线和N线上，在桥式整流电路的两个输入端之间设有可调电阻器RV1，桥式整流电路的第一输出端连接至脱扣线圈T的一端，桥式整流电路的第二输出端连接至脱扣回路中的单向可控硅Q2；

脱扣回路包括并联的电阻R*、电阻R1、电容C1以及电容C2，电容C2的第一引脚和第二引脚分别连接至控制芯片IC，在电容C2的一端连接有电阻R2，在电容C2的一端连接有电阻R3，控制芯片IC经引脚7与单向可控硅Q2连接，单向可控硅Q2的阳极与脱扣线圈T的另一端连接；

在控制芯片IC的引脚6与引脚7之间设有电容C6。

可选的，所述分级漏电保护器还包括：

与单向可控硅Q2串联的单向可控硅Q1，Q1的控制极依次经电阻R7、二极管VD6连接至控制芯片IC的引脚8，引脚8经二极管VD7依次与控制芯片IC的引脚3与桥式整流电路的第二输出端连接。

可选的，所述分级漏电保护器还包括：

单向可控硅Q2的阴极还

经电容C7与桥式整流电路的第二输出端连接；

经电阻R6与桥式整流电路的第二输出端连接。

可选的，所述分级漏电保护器还包括：

控制芯片IC的引脚4与引脚5连接，引脚5经电容C5与桥式整流电路的第二输出端连接。

可选的，所述分级漏电保护器还包括：

控制芯片IC的引脚1经电容C4与桥式整流电路的第二输出端连接；

控制芯片IC的引脚2经电容C3与桥式整流电路的第二输出端连接。

可选的，所述分级漏电保护器还包括：

脱扣线圈T的另一端依次经电阻R4、R5、电容C8与桥式整流电路的第二输出端连接，在脱扣线圈T两端并联有二极管VD5，VD5的正极经可调电阻器RV2接地。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过能够由剩余电流送来的信号电流经过整流后，将其贮存在电容器内能。当贮能达到规定值时，由电子电路触发使电磁衔铁脱扣达到使开关跳闸，实现线路保护安全性的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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为本申请提出的分级漏电保护器的电路图；

图2为本申请提出的电磁电子式保护器的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

如图1所示，本实施例提出的分级漏电保护器，包括分级漏电保护电路，所述分级漏电保护电路设置在待检测线路上，在分级漏电保护电路中设有零序电流互感器L1，零序电流互感器L1上分别绕设有感应回路以及脱扣回路；

感应回路包括开关XB以及一端与开关XB连接的第一电阻集群，第一电阻集群的另一端连接至待检测线路中的N线上，第二电阻集群的一端与开关XB的另一端连接，第二电阻集群的另一端连接有桥式整流电路，桥式整流电路的两个输入端分别连接至待检测线路的L线和N线上，在桥式整流电路的两个输入端之间设有可调电阻器RV1，桥式整流电路的第一输出端连接至脱扣线圈T的一端，桥式整流电路的第二输出端连接至脱扣回路中的单向可控硅Q2；

脱扣回路包括并联的电阻R*、电阻R1、电容C1以及电容C2，电容C2的第一引脚和第二引脚分别连接至控制芯片IC，在电容C2的一端连接有电阻R2，在电容C2的一端连接有电阻R3，控制芯片IC经引脚7与单向可控硅Q2连接，单向可控硅Q2的阳极与脱扣线圈T的另一端连接；

在控制芯片IC的引脚6与引脚7之间设有电容C6。与单向可控硅Q2串联的单向可控硅Q1，Q1的控制极依次经电阻R7、二极管VD6连接至控制芯片IC的引脚8，引脚8经二极管VD7依次与控制芯片IC的引脚3与桥式整流电路的第二输出端连接。单向可控硅Q2的阴极还经电容C7与桥式整流电路的第二输出端连接，同时还经电阻R6与桥式整流电路的第二输出端连接。控制芯片IC的引脚4与引脚5连接，引脚5经电容C5与桥式整流电路的第二输出端连接。控制芯片IC的引脚1经电容C4与桥式整流电路的第二输出端连接；控制芯片IC的引脚2经电容C3与桥式整流电路的第二输出端连接；脱扣线圈T的另一端依次经电阻R4、R5、电容C8与桥式整流电路的第二输出端连接，在脱扣线圈T两端并联有二极管VD5，VD5的正极经可调电阻器RV2接地。

目前现有的漏电保护器主要包括电子式漏电保护器和电磁式漏电保护器两种，电子式漏电保护器由剩余电流互感器，电子电路，脱扣器等三部分组成。当电路上发生漏电流时，由剩余电流互感器将漏电信号分离出来送到电子电路，经放大达到设定值触发可控硅，将220V送到脱扣器的线圈上，将脱扣器的铁芯吸动，输出推力将断路器跳闸完成任务。如果此时是因缺N(零线)而留有L(火线)，则仍有触电危险。但因缺辅助电源，脱扣器的铁芯不能吸动，保护功能失效。这是危险的。因此在欧洲禁止使用这种电子式。但它容易制造，价格便宜因此在我国大量推广。目前有几亿只在使用中，缺零引起的事故虽有，但概率很小。

电磁式漏电保护器由剩余电流互感器，电磁脱扣器等二部分组成。当电路上发生漏电流时，由剩余电流互感器将漏电信号分离出来，直接送到电磁脱扣器的铁芯线圈内。在正常情况下(无漏电时)电磁脱扣器中永久磁铁产生的恒定磁通将轭铁吸引在铁芯上，同时有弹簧拉力要求将轭铁脱扣方向拉，但恒定磁通的力大于弹簧拉力。这样轭铁维持吸合状态，断路器处在合闸位置。在有漏电信号输入时产生交变磁通，它和恒定磁通叠加。某瞬时吸力加强，某瞬时吸力减弱。当信号达到预定值，吸力减弱小于弹簧拉力时，轭铁脱扣输出推力将断路器顶开至分断位置，完成跳闸任务。电磁式保护器要求衔铁和铁柱间的间隙Δ为精加工，大约为几微米。这种保护器的脱扣器是封闭的，一旦打开暴露普通环景后就很难恢复使用。原因是空气中尘埃侵入间隙Δ中。安装环景要求清洁度高。过去成本高因此难推广。

本申请实施例提出的分级漏电保护器则为电磁电子式电保护器，电磁电子式漏电保护器是电磁漏电保护器的升级版。原理框图为图2。由剩余电流送来的信号电流经过整流后，将其贮存在电容器内能。当贮能达到规定值时，由电子电路触发使电磁衔铁脱扣达到使开关跳闸。具体工作原理为：

按键试跳：按下实验按键XB，XB与电阻R207-R214组成电路回路，产生交流电流，从而零序电流互感器L1端感应出相应的电流，再通过R*与R1共同把感应电流转化成电压，输送到IC芯片1和2管脚，经过IC芯片的内部处理后，通过IC芯片的7管脚驱动单向可控硅Q2，从而驱动脱扣线圈T进行脱扣。

漏电跳闸：当线路上有漏电时，L1零序电流互感器端感应出相应的电流，再通过R*与R1共同把感应电流转化成电压，输送到IC芯片1和2管脚，经过IC芯片的内部处理后，通过IC芯片的7管脚驱动单向可控硅Q2，从而驱动脱扣线圈T进行脱扣。

延时时间调节：通过调整电容C1和C2的值来改变调整响应时间，一般来说，C1和C2的等效值越大，漏电跳闸响应时间越长，反之越短。

目前漏电保护一般采用反时限特性,在电网发生大漏电时,上下级都会启动,这时依靠下级先动作切断漏电流，使上级保护返回不再跳闸，实现选择性要求。这要求上下级动作有时间差。依GB16916漏电保护器动作时间的分挡，在大漏电(>250mA)时的级差为0.2秒，我国后改为0.1秒。根据仔细研究分析和实际验证,可以精细化地缩小级差。在农电所编SL445-2009《农村低压电网漏电保护器安装运行规程》中，末级为0-0.04秒，中级为0.04-0.1秒，总级为0.1-0.2秒。这里末级最大动作时间为0.04S,中级最小动作时间也为0.04S。在这里看是无级差，其实工厂把末级设定在0.02S，中级设定在0.06S，实际上有级差的。

分级漏电保护系统各级动作电流的确定。从选择性考虑中保的下一级是家保，上一级是总保，处在这两者之间，应当有选择性。一般来说要求满足下列公式:I1>I2>I3，式中:I1,I2,I3是总保,中保,家保的动作电流。

根据GB16916漏电保护器动作电流分挡为10,30,50,100,300mA。目前家保一般选用30mA，中级就应选50mA。可参考表1所示:

电网三级保护动作电流的三种模式

表1 单位mA

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.分级漏电保护器，其特征在于，所述漏电保护器包括分级漏电保护电路，所述分级漏电保护电路设置在待检测线路上，在分级漏电保护电路中设有零序电流互感器L1，零序电流互感器L1上分别绕设有感应回路以及脱扣回路；

感应回路包括开关XB以及一端与开关XB连接的第一电阻集群，第一电阻集群的另一端连接至待检测线路中的N线上，第二电阻集群的一端与开关XB的另一端连接，第二电阻集群的另一端连接有桥式整流电路，桥式整流电路的两个输入端分别连接至待检测线路的L线和N线上，在桥式整流电路的两个输入端之间设有可调电阻器RV1，桥式整流电路的第一输出端连接至脱扣线圈T的一端，桥式整流电路的第二输出端连接至脱扣回路中的单向可控硅Q2；

脱扣回路包括并联的电阻R*、电阻R1、电容C1以及电容C2，电容C2的第一引脚和第二引脚分别连接至控制芯片IC，在电容C2的一端连接有电阻R2，在电容C2的一端连接有电阻R3，控制芯片IC经引脚7与单向可控硅Q2连接，单向可控硅Q2的阳极与脱扣线圈T的另一端连接；

在控制芯片IC的引脚6与引脚7之间设有电容C6。

2.根据权利要求1所述的分级漏电保护器，其特征在于，所述分级漏电保护器还包括：

与单向可控硅Q2串联的单向可控硅Q1，Q1的控制极依次经电阻R7、二极管VD6连接至控制芯片IC的引脚8，引脚8经二极管VD7依次与控制芯片IC的引脚3与桥式整流电路的第二输出端连接。

3.根据权利要求2所述的分级漏电保护器，其特征在于，所述分级漏电保护器还包括：

单向可控硅Q2的阴极还

经电容C7与桥式整流电路的第二输出端连接；

经电阻R6与桥式整流电路的第二输出端连接。

4.根据权利要求1所述的分级漏电保护器，其特征在于，所述分级漏电保护器还包括：

控制芯片IC的引脚4与引脚5连接，引脚5经电容C5与桥式整流电路的第二输出端连接。

5.根据权利要求1所述的分级漏电保护器，其特征在于，所述分级漏电保护器还包括：

控制芯片IC的引脚1经电容C4与桥式整流电路的第二输出端连接；

控制芯片IC的引脚2经电容C3与桥式整流电路的第二输出端连接。

6.根据权利要求1所述的分级漏电保护器，其特征在于，所述分级漏电保护器还包括：

脱扣线圈T的另一端依次经电阻R4、R5、电容C8与桥式整流电路的第二输出端连接，在脱扣线圈T两端并联有二极管VD5，VD5的正极经可调电阻器RV2接地。