CN113161990A - 一种安全供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开并提供了一种安全供电系统，发生增容扩载、漏电、触电、电气事故时能实时警示和自动处置，能有效杜绝事故的扩大和严重。本发明包括电源变压器、输电线路、负载,电源变压器的中性点不接地，负载通过输电线路与电源变压器电连接，输电线路包括相线、零线、地线，相线和零线均与电源变压器连接，本发明还包括零线地线绝缘电阻检测模块及与零线地线绝缘电阻检测模块控制模块连接的断路器，零线地线绝缘电阻检测模块的两个检测端分别与零线和地线连接，断路器设置在输电线路上；当零线地线绝缘电阻检测模块检测到零线与地线间绝缘电阻小于安全值时会当即或延时驱动断路器动作。本发明应用于供电系统的技术领域。

Description

一种安全供电系统
技术领域
本发明涉及一种供电电网，尤其涉及一种安全供电系统。
背景技术
供电电网己存在多时，现代人离开电网供电系统几乎难以生存，各行各业、生活、起居、工作都与电网供电系统息息相关，随着科学技术的发展和进步，电网供电系统也在不断改善提高，尤其是安全、智能、便捷的电网供电系统使人渴望、追求、依赖。但是，由于电力的物理特性，使人望而生畏，全世界每年因触电和电气事故造成的人身死亡、伤害事故和财产损失难以用文字和数字表述，以我国应急管理部发出的数据，我国每年约有8000人触电身亡，但因触电受到惊吓，导致堕楼、溺毙事故的数字难以估计。因此业界一直渴望有一套更安全的供电系统以减少因漏电导致的意外伤亡发生，多少年来业界为此作了不少努力，但是也只是在智能用电作出改善，对漏电保护方面依然普遍只是依靠单一的漏电开关，但是人们对电网供电系统首先的要求是安全，保障安全的措施首先是杜绝漏电、触电和电气事故，经过人们不断的努力，现在的电网供电系统确有很大的改善和提高，但是，没有最好只有更好，在科学技术不断进步的今天，对电网供电系统努力改进提高、健全保障、优化完善是每一个相关人员的应尽之责。
认真分析和研究可以发现现有供电系统存在如下缺陷：
目前电网供电形式常见的分为三种即业内常说的三T：IT系统、TT系统、TN系统，在一般情况下，当地线接触良好，所有系统都是安全的，只在地线接触不良时，才会发生危险情况。在使用TN-S系统时：当地线接触不良，设备发生故障，电流可能会通过人体、地线流回零线，假设人体内阻有2k，通过人体电流有110mA，足以致命，所以一般漏电开关设定在30mA或以下以保证人身安全，但以上系统仍存在以下问题：问题1：在使用TN-S系统时，由于无法控制漏电电流，当发生漏电时，需马上跳闸，无法提供时间给操作者排除故障，大面积断电容易影响生活和生产。问题2：系统潮湿、老化或破损问题存在，容易加剧误触发的发生。综上所述，现有供电系统在供电距离不是很长的情况下具有一定的安全性和经济性。但是，如果输电线路长、负载增多，漏电情况复杂的供电系统里就由于缺少检测和处置装置就有安全性下降的可能。因此对现有供电系统的改善和完备向业内人员提出了技术性的要求。
发明内容
本发明所要解决的问提是克服现有技术的不足，提供一种安全供电系统，发生增容扩载、漏电、触电、电气事故时能实时警示和自动处置，能有效杜绝事故的扩大和严重，保障人身和财产安全。
本发明所采用的技术方案是：一种安全供电系统包括电源变压器、输电线路、负载, 所述电源变压器的中性点不接地，所述负载通过所述输电线路与所述电源变压器电连接，所述输电线路包括相线、零线、地线，所述相线和所述零线均与所述电源变压器连接，所述安全供电系统还包括零线地线绝缘电阻检测模块及与所述零线地线绝缘电阻检测模块控制模块连接的断路器，所述零线地线绝缘电阻检测模块的两个检测端分别与所述零线和所述地线连接，所述断路器设置在所述输电线路上；当所述零线地线绝缘电阻检测模块检测到所述零线与所述地线间绝缘电阻小于安全值时会当即或延时驱动所述断路器动作，切断对应所述输电线路与所述电源变压器的连接。
进一步，所述一种安全供电系统还包括警示装置，所述警示装置与所述零线地线绝缘电阻检测模块的控制模块连接，当所述零线地线绝缘电阻检测模块检测到所述零线与所述地线间绝缘电阻小于安全值时，所述零线地线绝缘电阻检测模块控制所述警示装置发出警示。
进一步，所述零线地线绝缘电阻检测模块检测到零线地线绝缘电阻小于30KΩ时所述警示装置发出报警，所述零线地线绝缘电阻检测模块检测到零线地线绝缘电阻小于6KΩ时所述警示装置发出报警和所述断路器切断线路。
进一步，所述警示装置为声光报警装置。
进一步，所述一种安全供电系统还包括带延时跳闸功能漏电开关，所述带延时跳闸功能漏电开关包括与所述带延时跳闸功能漏电开关控制器连接的光声报警器；所述负载通过支线上的所述输电线路与总线上的所述输电线路并联，所述带延时跳闸功能漏电开关设置在支线上的所述输电线路上；当所述带延时跳闸功能漏电开关检测到它所在的支线上发生漏电超标时，会当即或延时切断在支线上的所述负载与总线上的所述输电线路的连接，同时所述光声报警器进行报警。
进一步，所述带延时跳闸功能漏电开关检测到漏电电流在3mA至12mA时只作所述光声报警器的声光报警提示，当所述光声报警器的报警时间超过设定时间后作出跳闸响应；所述带延时跳闸功能漏电开关检测到漏电电流超过12mA时，即立刻进行跳闸断电。
进一步，所述一种安全供电系统还包括零线引出线和20KΩ-31KΩ的高阻抗，所述零线引出线的一端与所述零线电连接，所述零线引出线的另一端与所述高阻抗的一端电连接，所述高阻抗的另一端与所述地线电连接，所述零线引出线设置有限流装置，所述限流装置检测到流经所述零线引出线的电流超过12mA时，所述限流装置切断对应所述输电线路与所述电源变压器的连接。
本发明的有益效果是：由于本发明包括电源变压器、输电线路、负载, 所述电源变压器的中性点不接地，所述负载通过所述输电线路与所述电源变压器电连接，所述输电线路包括相线、零线、地线，所述相线和所述零线均与所述电源变压器连接，所述安全供电系统还包括零线地线绝缘电阻检测模块及与所述零线地线绝缘电阻检测模块控制模块连接的断路器，所述零线地线绝缘电阻检测模块的两个检测端分别与所述零线和所述地线连接，所述断路器设置在所述输电线路上；当所述零线地线绝缘电阻检测模块检测到所述零线与所述地线间绝缘电阻小于安全值时会当即或延时驱动所述断路器动作，切断对应所述输电线路与所述电源变压器的连接。另外所述带延时跳闸功能漏电开关检测到漏电电流在3mA至12mA时只作所述光声报警器的声光报警提示，当所述光声报警器的报警时间超过设定时间后作出跳闸响应；所述带延时跳闸功能漏电开关检测到漏电电流超过12mA时，即立刻进行跳闸断电。所以本发明能在本供电系统发生增容扩载、潮湿漏电、触电、电气事故时能实时警示和自动处置，能有效杜绝事故的扩大和严重，保障人身和财产安全，是一种安全供电系统。
附图说明
图1是本发明的电路连接原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种安全供电系统包括电源变压器1、输电线路2、负载3, 所述电源变压器1的中性点不接地，所述负载3通过所述输电线路2与所述电源变压器1电连接，所述输电线路2包括相线L、零线N、地线G，所述相线L和所述零线N均与所述电源变压器1连接，所述安全供电系统还包括零线地线绝缘电阻检测模块4及与所述零线地线绝缘电阻检测模块4控制模块连接的断路器5，所述零线地线绝缘电阻检测模块4的两个检测端分别与所述零线N和所述地线G连接，所述断路器5设置在所述输电线路2上；当所述零线地线绝缘电阻检测模块4检测到所述零线N与所述地线G间绝缘电阻小于安全值时会当即或延时驱动所述断路器5动作，切断对应所述输电线路2与所述电源变压器1的连接。
所述一种安全供电系统还包括警示装置6，所述警示装置6与所述零线地线绝缘电阻检测模块4的控制模块连接，当所述零线地线绝缘电阻检测模块4检测到所述零线N与所述地线G间绝缘电阻小于安全值时，所述零线地线绝缘电阻检测模块4控制所述警示装置6发出警示。
所述零线地线绝缘电阻检测模块4检测到零线地线绝缘电阻小于30KΩ时所述警示装置6发出报警，所述零线地线绝缘电阻检测模块4检测到零线地线绝缘电阻小于6KΩ时所述警示装置6发出报警和所述断路器5切断线路。
所述警示装置6为声光报警装置。
所述一种安全供电系统还包括带延时跳闸功能漏电开关7，所述带延时跳闸功能漏电开关7包括与所述带延时跳闸功能漏电开关7控制器连接的光声报警器8；所述负载3通过支线上的所述输电线路2与总线上的所述输电线路2并联，所述带延时跳闸功能漏电开关7设置在支线上的所述输电线路2上；当所述带延时跳闸功能漏电开关7检测到它所在的支线上发生漏电超标时，会当即或延时切断在支线上的所述负载3与总线上的所述输电线路2的连接，同时所述光声报警器8进行报警。
所述带延时跳闸功能漏电开关7检测到漏电电流在3mA至12mA时只作所述光声报警器8的声光报警提示，当所述光声报警器8的报警时间超过设定时间后作出跳闸响应；所述带延时跳闸功能漏电开关7检测到漏电电流超过12mA时，即立刻进行跳闸断电。
所述一种安全供电系统还包括零线引出线9和20KΩ-31KΩ的高阻抗z，所述零线引出线9的一端与所述零线N电连接，所述零线引出线9的另一端与所述高阻抗z的一端电连接，所述高阻抗z的另一端与所述地线G电连接，所述零线引出线9设置有限流装置ELCB-1，所述限流装置ELCB-1检测到流经所述零线引出线9的电流超过12mA时，所述限流装置ELCB-1切断对应所述输电线路2与所述电源变压器1的连接。
本实施例中，由于包括有零线地线绝缘电阻检测及断路器或延时跳闸功能漏电开关，零线地线间接入了31KΩ限流装置，若发生电气故障，电流被限制在7.3mA，对人体绝对安全，同时能触发5mA至12mA的带延时跳闸功能漏电开关，作出声光报警，并在指定时间后跳闸，若漏电电流超过12mA时，延时跳闸功能漏电开关会即时跳闸，延时时间内可供工作人员及时处置轻微故障而不致大面积突然停电这种安全供电系统增加了安全性和经济性，为人们工作生活提供了更加方便可靠的供电系统，能大大减少因供电系统问题造成的人身损伤和财产损失。
本系统对现有供电系统存在的问题作了如下针对性的改良：
1、采用IT接线方式，在变压器原端零线不接地，阻止回零电流；解决了TN系统对地漏电电流无法控制的问题，阻止了部分电力火灾及人体电击之危险。
2、零线与地线之间加入31kΩ的限流装置，限制通过人体这触电电流值小于12mA，确保安全，解决了TN系统因漏电开关失效所带来的危险。
3、零线地线绝缘电阻检测装置在检测绝缘值低于30KΩ时作出声光报警，在绝缘值低于6KΩ触发延时漏电开关，作出报警及延时跳闸，解决了在零线引出的IT系统中，零线与地线短路之问题。
4、引入带有延时功能的漏电开关，当自身回路有漏电超过3mA时，漏电开关即发出报警及延时断电，解决了TN系统因误触发带来之影响，若漏电值超过12mA会立刻跳闸。
5、有延时功能的漏电开关具有漏电12mA时立刻跳闸的功能，解决了在零线引出的IT系统中，零线与地线发生严重短路时，漏电开关依然能作出跳闸保护。
6、还可以引入总开关立刻跳闸的30mA漏电开关，作最后防线。
7、引入危险预警器，当自身回路有漏电超过5mA时，危险预警器即发出报警及延迟断电信号，同时若漏电值超过12mA会立刻跳闸。
8、基于危险预警器带有自检系统，设定24小时或指定时间进行自检，避免因危险预警器失效或地线接触不良带来的风险。
通过上述改良后的供电系统具有如下创新性：
1、新系统提供多重保护，比以往单靠一个漏电开关安全得多；
2、高有限流装置限制了通过人体的触电电流，保绝大部分的漏电情况下保证人身安全；
3、漏电延时跳闸功能使操作者有足够时间处理漏电事故，减少了断电对生活生产的影响，更具人性化；
4、零线与地线之绝缘电阻检测功能，令零线引出的IT系统更容易广泛普及；
5、在IT系统中使用电流型的漏电开关，解决了IT系统中的IMD无法识别漏电位置的问题。
综上所述，本发明要把使用更安全的IT系统发扬光大。

Claims (7)

1.一种安全供电系统，包括电源变压器（1）、输电线路（2）、负载（3）, 所述电源变压器（1）的中性点不接地，所述负载（3）通过所述输电线路（2）与所述电源变压器（1）电连接，所述输电线路（2）包括相线（L）、零线（N）、地线（G），所述相线（L）和所述零线（N）均与所述电源变压器（1）连接，其特征在于：所述安全供电系统还包括零线地线绝缘电阻检测模块（4）及与所述零线地线绝缘电阻检测模块（4）控制模块连接的断路器（5），所述零线地线绝缘电阻检测模块（4）的两个检测端分别与所述零线（N）和所述地线（G）连接，所述断路器（5）设置在所述输电线路（2）上；当所述零线地线绝缘电阻检测模块（4）检测到所述零线（N）与所述地线（G）间绝缘电阻小于安全值时会当即或延时驱动所述断路器（5）动作，切断对应所述输电线路（2）与所述电源变压器（1）的连接。
2.根据权利要求1所述的一种安全供电系统，其特征在于：所述一种安全供电系统还包括警示装置（6），所述警示装置（6）与所述零线地线绝缘电阻检测模块（4）的控制模块连接，当所述零线地线绝缘电阻检测模块（4）检测到所述零线（N）与所述地线（G）间绝缘电阻小于安全值时，所述零线地线绝缘电阻检测模块（4）控制所述警示装置（6）发出警示。
3.根据权利要求2所述的一种安全供电系统，其特征在于：所述零线地线绝缘电阻检测模块（4）检测到零线地线绝缘电阻小于30KΩ时所述警示装置（6）发出报警，所述零线地线绝缘电阻检测模块（4）检测到零线地线绝缘电阻小于6KΩ时所述警示装置（6）发出报警和所述断路器（5）切断线路。
4.根据权利要求2或3所述的一种安全供电系统，其特征在于：所述警示装置（6）为声光报警装置。
5.根据权利要求1所述的一种安全供电系统，其特征在于：所述一种安全供电系统还包括带延时跳闸功能漏电开关（7），所述带延时跳闸功能漏电开关（7）包括与所述带延时跳闸功能漏电开关（7）控制器连接的光声报警器（8）；所述负载（3）通过支线上的所述输电线路（2）与总线上的所述输电线路（2）并联，所述带延时跳闸功能漏电开关（7）设置在支线上的所述输电线路（2）上；当所述带延时跳闸功能漏电开关（7）检测到它所在的支线上发生漏电超标时，会当即或延时切断在支线上的所述负载（3）与总线上的所述输电线路（2）的连接，同时所述光声报警器（8）进行报警。
6.根据权利要求4所述的一种安全供电系统，其特征在于：所述带延时跳闸功能漏电开关（7）检测到漏电电流在3mA至12mA时只作所述光声报警器（8）的声光报警提示，当所述光声报警器（8）的报警时间超过设定时间后作出跳闸响应；所述带延时跳闸功能漏电开关（7）检测到漏电电流超过12mA时，即立刻进行跳闸断电。
7.根据权利要求1所述的一种安全供电系统，其特征在于：所述一种安全供电系统还包括零线引出线（9）和20KΩ-31KΩ的高阻抗（z），所述零线引出线（9）的一端与所述零线（N）电连接，所述零线引出线（9）的另一端与所述高阻抗（z）的一端电连接，所述高阻抗（z）的另一端与所述地线（G）电连接，所述零线引出线（9）设置有限流装置（ELCB-1），所述限流装置（ELCB-1）检测到流经所述零线引出线（9）的电流超过12mA时，所述限流装置（ELCB-1）切断对应所述输电线路（2）与所述电源变压器（1）的连接。
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