CN202059153U - 适于过流反时限保护电路的漏电保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适于过流反时限保护电路的漏电保护器，包括：漏电检测电路，与漏电检测电路的漏电流信号输入端相连的漏电零序互感器和自诊断电路，与漏电检测电路的漏电信号输出端相连的中央控制单元，与中央控制单元相连的脱扣及合闸控制电路，与中央控制单元相连的用于记录脱扣次数及合闸次数的数据存储器，与中央控制单元相连的欠压、过压、缺相、断零检测电路，与中央控制单元相连的RS-485数据通讯电路，与中央控制单元相连的查询及设置按钮电路，与中央控制单元相连的显示及指示灯电路，还包括采集电路过流信号并进行过流反时限保护的过流反时限保护电路。

Description

适于过流反时限保护电路的漏电保护器

技术领域

本实用新型涉及智能漏电断路器的技术领域，具体是一种适于过流反时限保护电路的漏电保护器。

背景技术

现有技术中的漏电断路器的主要作用是漏电保护以及过载保护等，其不具有自动重合闸、记忆功能、欠压保护、过压保护、缺相保护、断零保护和自诊断功能，且漏电检测存在死区，不能进行有效及时的过流反时限保护，对剩余电流不能自动跟踪，不能远程数据通讯，故而现有的漏电断路器的功能较单一，不能满足实际应用的需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适于过流反时限保护，且具有欠压、过压、缺相、断零保护功能，自动重合闸功能，记忆功能，自诊断功能和剩余电流自动跟踪功能的适于过流反时限保护电路的漏电保护器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种适于过流反时限保护电路的漏电保护器，包括：漏电检测电路，与漏电检测电路的漏电流信号输入端相连的漏电零序互感器和自诊断电路，与漏电检测电路的漏电信号输出端相连的中央控制单元，与中央控制单元相连的脱扣及合闸控制电路，与中央控制单元相连的用于记录脱扣次数及合闸次数的数据存储器，与中央控制单元相连的欠压、过压、缺相、断零检测电路，与中央控制单元相连的RS-485数据通讯电路，与中央控制单元相连的查询及设置按钮电路，与中央控制单元相连的显示及指示灯电路，还包括采集电路过流信号并进行过流反时限保护的过流反时限保护电路；

所述过流反时限保护电路包括过流信号传感器，与过流信号传感器相连的放大电路、与放大电路输出端相连的过流反时限延时电路，与过流反时限延时电路输出端相连的控制输出电路，所述过流反时限延时电路包括一晶体管(Q3)，所述晶体管(Q3)设有基极、发射极、集电极，基极通过可调电阻(RP)电连接放大电路的输出端，集电极电连接电源，发射极依次经过第一电阻(RC)、储能电容(C61)、与第一储能电容(C61)并联的复位开关(K)电连接地，晶体管的基极电连接第二储能电容(C60)、第二电阻(RD)的一端，第二储能电容(C60)、第二电阻(RD)的另一端电连接晶体管的发射极。

进一步，所述晶体管(Q3)为NPN型三极管，所述控制输出电路为电磁脱扣电路。

本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型的适于过流反时限保护的漏电保护器适于过流反时限保护，当电路中有过流时，过流反时限保护电路采集到过流信号，及时按需要的对漏电器进行断电保护，提高了漏电保护器的保护功能，而且具有受环境影响小，抗干扰能力强、可靠性高的优点，提高了本实用新型的实用性。

(2)本实用新型的适于过流反时限保护的漏电保护器能通过RS-485进行远程数据通讯，还具有：额定漏电电流可调，缺相保护、欠压保护、过压保护、短路保护、断零保护、记忆功能和远程辅助控制功能；还具有分断时间可调、矢量保护、自诊断和自动重合闸功能。自动重合闸是应用于架空线输电和架空线供电线路上的有效反事故措施，即当线路出现故障、继电保护使断路器跳闸后，经短时间间隔后使断路器重新合上。大多数情况下，线路故障(如雷击、风害等)是暂时性的，断路器跳闸后线路的绝缘性能(绝缘子和空气间隙)能得到恢复，再次重合能成功，这就提高了电力系统供电的可靠性。少数情况属永久性故障，自动重合闸装置动作后靠继电保护动作再跳开，查明原因，予以排除再送电。一般情况下，线路故障跳闸后重合闸越快，效果越好。重合闸允许的最短间隔时间为0.15～0.5秒。线路额定电压越高，绝缘去电离时间越长。自动重合闸的成功率依线路结构、电压等级、气象条件、主要故障类型等变化而定。据中国电力部门统计，一般可达60％～90％。用电部门的另一种广泛应用的反事故措施是备用电源自动投入，通常所需时间为0.2～0.5秒。它所需投资不多而维持正常供电带来的经济效益甚大。

(3)本实用新型的适于过流反时限保护电路的漏电保护器具有断零保护功能，一旦线路出现断零，它可以在断零后20ms内自动关闭高压与低压线路输入，确保用电设备安全，能防止断零相发事故。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1为实施例1的适于过流反时限保护的漏电保护器的电路框图；

图2为上述的适于过流反时限保护的漏电保护器的过流反时限延时电路示电图。

图3为上述适于过流反时限保护的漏电保护器中的欠压、过流、缺相、断零检测电路；

图4为上述适于过流反时限保护的漏电保护器中的中央控制单元的电原理图；

图5为上述适于过流反时限保护的漏电保护器中的脱扣控制电路；

图6为上述适于过流反时限保护的漏电保护器中的合闸控制电路；

图7为上述适于过流反时限保护的漏电保护器中的漏电检测电路、漏电零序互感器和自诊断电路；

图8为上述适于过流反时限保护的漏电保护器中的RS-485数据通讯电路。

具体实施方式

见图1-8，本实施例的一种适于过流反时限保护电路的漏电保护器，包括：漏电检测电路，与漏电检测电路的漏电流信号输入端相连的漏电零序互感器和自诊断电路，与漏电检测电路的漏电信号输出端相连的中央控制单元，与中央控制单元相连的脱扣及合闸控制电路，与中央控制单元相连的用于记录脱扣次数及合闸次数的数据存储器，与中央控制单元相连的欠压、过压、缺相、断零检测电路，与中央控制单元相连的RS-485数据通讯电路，与中央控制单元相连的查询及设置按钮电路，与中央控制单元相连的显示及指示灯电路，还包括采集电路过流信号并进行过流反时限保护的过流反时限保护电路；

所述过流反时限保护电路包括过流信号传感器，与过流信号传感器相连的放大电路、与放大电路输出端相连的过流反时限延时电路，与过流反时限延时电路输出端相连的控制输出电路，所述过流反时限延时电路包括一晶体管Q3，所述晶体管Q3设有基极、发射极、集电极，基极通过可调电阻RP电连接放大电路的输出端，集电极电连接电源，发射极依次经过第一电阻RC、储能电容C61、与第一储能电容C61并联的复位开关K电连接地，晶体管的基极电连接第二储能电容C60、第二电阻RD的一端，第二储能电容C60、第二电阻RD的另一端电连接晶体管的发射极。

所述晶体管Q3为NPN型三极管，所述控制输出电路为电磁脱扣电路。

所述脱扣及合闸控制电路包括：脱扣器、用于控制脱扣器电源的第一继电器和与所述中央控制单元相连的第一继电器驱动电路。

所述脱扣及合闸控制电路还包括：合闸控制电机、用于控制该合闸控制电机电源的第二继电器和与所述中央控制单元相连的第二继电器驱动电路。

所述RS-485数据通讯电路包括：与所述中央控制单元相连的数据通讯驱动电路和与该数据通讯驱动电路相连的RS-485数据通讯芯片。

所述欠压、过流、缺相、断零检测电路包括：运算放大器U10A、U10B、U10C、U10D、U13A、U13B、U13C及其外围辅助元件。

中央控制单元采用型号为ATmega32-16AI的单片机，其中，RA0是漏电信号输入端、RC6是用于脱扣控制的脱扣控制端。数据存储器采用型号为24C64的EEPROM芯片。自诊断电路包括连接在漏电零序互感器L1上的漏电测试按钮S9。漏电检测电路包括运算放大器U4A及其外围辅助元件。

过流反时限保护电路工作原理为：过流信号传感器采集电路中过流信号，当有过流信号时由放大电路进行过流信号放大，传送给过流反时限延时电路，反时限延时电路基极通过可调电阻RP接收过流放大信号，由第二储能电容C60及与之并联的第二电阻RD组成的积分分电路，使三极管基极信号缓慢上升，并逐步进入放大工作区，由于晶体管的放大特性，使发射极电流经第一电阻RC对第一储能电容C61进行充电，使b点的电压上升到预定电压值所需的时间与漏电保护器的过流保护时间相当，当电路中过流越大，b点上升到预定电压时间越短，由b点发送信号给控制输出电路，控制输出电路的电磁脱扣电路进行脱扣，实现了过流反时限保护，选择复位开关K可以给储能电容C61放电，使控制输出电路复位；当需给过流反时限保护电路进行定时限动作时，调节可调电阻RP，积分电路发生变化使晶体管基极上的信号上升速度发生变化，给储能电容C61充电时间发生变化，b点电压上升到预定电压值所需要的时间发生变化，可以满足不同的过流反时限保护不同保护时间动作的需要。

漏电断路器中的所有指示灯为红色，与显示数值的含义相对应：

1)漏电断路器正常工作时，LED灯(数码管)循环显示：

a)显示窗右边的“A/电流”指示灯亮，数码管千位字母F代表主电路电流设定值；

b)显示窗右边的“A/电流”指示灯亮，数码管千位字母A，B，C，N代表主电路每相的实时负载电流；

c)显示窗右边的“V/电压”指示灯亮，数码管千位字母A，B，C代表主电路每相的实时电压值；

2)当漏电断路器检测到缓变剩余电流超限跳闸时，“缓变”指示灯亮。

3)当漏电断路器检测到过电流、短路跳闸时，“过载”指示灯亮。

4)当漏电断路器检测到欠压、过压跳闸时，数码管显示“GY”或者“QY”，直至电源电压恢复正常。

6)当漏电断路器的自动跟踪功能启用时，“自动跟踪”指示灯亮。

7)当漏电断路器的告警功能启用时，“告警”指示灯亮；当线路的工作电流超限时，“告警指示灯闪烁”，漏电断路器不跳闸。

8)当跳闸的过电流(短路电流)值或剩余电流值超过3位数时，数码管显示“FFF”。

主显示信息：对漏电断路器进行试送电，如果处于断开状态，且来电合闸按钮在上电合闸位置则漏电断路器会自动合闸；若来电时漏电断路器已经处于合闸状态，即可正常投运。

查询设定及退出：正常投运时，按“查询”键，“查询”工作状态灯点亮并激活查询功能，进入查询选项，查询内容包括“剩余电流动作值”、“剩余电流分断时间”、“实时参数显示”、“额定负载电流”、“操作密码设置”、“功能状态设置”、“跳闸参数显示”、“时钟查询与设置”、“本机地址设置”、“过、欠压动作时间设置”；逐次按“查询”键，从左至右进行翻阅，且对应的指示灯亮，表示选定这一项。

完成操作后，按“确定”键，即可退出查询功能。如果10秒内不做任何按键操作，则自动退出查询功能。

剩余电流动作值设置：激活查询功能，首先进入剩余电流动作值的查询和设置功能，工作状态的“查询”灯亮，按“设置”键后，工作状态的“设置”灯亮，“查询”灯灭，继续按“设置”键修改剩余电流动作值，修改的值可以在100mA、300mA、500mA、1000mA和Auto(自动跟踪)中选择，按“确定”键确认修改。

漏电动作分断时间设置：激活查询功能，逐次按“查询”键，直至只有“漏电动作分断时间”其中一灯和“查询”灯亮，表示选定该功能，按“设置”键后，工作状态的“设置”灯亮，“查询”灯灭，继续按“设置”键修改剩余电流动作时间，修改的值可以在0.2s、0.3s、0.5s和1s中选择，按“确定”键确认修改。

实时参数显示设置：激活查询功能，逐次按“查询”键，直至“实时参数显示”灯和工作状态的“查询”灯亮，表示选定该功能，此时再逐次按“选项”键，可以依次翻阅以下实时数据信息：

●A相负荷电流

●B相负荷电流

●C相负荷电流

●N相负荷电流

●A相电压

●B相电压

●C相电压

●实时漏电电流值

与主显示信息相同，只是此时实时参数指示灯亮。

额定负载电流设置：激活查询功能，逐次按“查询”键，直至“额定负载电流”灯和工作状态的“查询”灯亮，表示选定该功能，按“设置”键进行修改，此时会提示输入密码，“查询”灯灭。输入密码时，“下划线”表示选中位，按“设置”键修改数值，再按“选项”键选择下一位，四位数值全部输入完后，按“确定”键确认。如果密码输入正确，则“设置”工作灯亮即进入“额定负载电流”修改功能，再按“设置”键修改额定负载电流值，按确定键确认修改。

操作密码设定：激活查询功能，逐次按“查询”键，直至“操作密码设置”灯和工作状态的“查询”灯亮，表示选定该功能，显示窗显示。输入密码时，“下划线”表示选中位，按“设置”键修改数值，再按“选项”键选择下一位，四位数值全部输入完后，按“确定”键确认。若密码输入正确，则“设置”工作灯亮，这时提示输入新的密码。若密码输入错误，则返回输入密码界面，可再次输入一次密码；若再次输入错误则返回主界面。新密码输入完毕后按“确定”键确认，退出查询功能后再次进入时，新密码生效。

功能状态设置：激活查询功能，逐次按“查询”键，直至“功能状态设置”灯和工作状态的“查询”灯亮，表示选定该功能，按“设置”键进入，此时会提示输入密码。如果输入密码正确，则“设置”灯亮即进入“功能状态设置”功能，按“选项”键进行翻阅，按“设置”键进行数值修改(“0”表示关闭或禁止，“1”表示开通或启用)。

跳闸参数显示：激活查询功能，逐次按“查询”键，直至“跳闸参数显示”灯和工作状态的“查询”灯亮，表示选定该功能，按“选项”键可以选择“跳闸次数查询”或“跳闸详细信息查询”，按“确定”键确定选项。

过、欠压动作时间设置：激活查询功能，逐次按“查询”键，直至数码管显示“GQY”和工作状态的“查询”灯亮，表示选定该功能。如需查询修改过、欠压动作时间，则按“设置”键，此时会提示输入密码。如输入密码正确，则可进入过、欠压动作时间查询，设置界面，此时数码管显示的数字为当前的动作时间，以mS为单位，如果无需修改，则直接按“确定”键退出，如需修改，则按“设置”键修改，动作值档位分为500/1000/1500/2000/2500/3000mS六个档位，修改完成后按“确定”键完成修改。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种适于过流反时限保护电路的漏电保护器，其特征在于包括：漏电检测电路，与漏电检测电路的漏电流信号输入端相连的漏电零序互感器和自诊断电路，与漏电检测电路的漏电信号输出端相连的中央控制单元，与中央控制单元相连的脱扣及合闸控制电路，与中央控制单元相连的用于记录脱扣次数及合闸次数的数据存储器，与中央控制单元相连的欠压、过压、缺相、断零检测电路，与中央控制单元相连的RS-485数据通讯电路，与中央控制单元相连的查询及设置按钮电路，与中央控制单元相连的显示及指示灯电路，还包括采集电路过流信号并进行过流反时限保护的过流反时限保护电路；

所述过流反时限保护电路包括过流信号传感器，与过流信号传感器相连的放大电路、与放大电路输出端相连的过流反时限延时电路，与过流反时限延时电路输出端相连的控制输出电路。

2.根椐权利要求1所述的适于过流反时限保护电路的漏电保护器，其特征在于：所述过流反时限延时电路包括一晶体管(Q3)，所述晶体管(Q 3)设有基极、发射极、集电极，基极通过可调电阻(RP)电连接放大电路的输出端，集电极电连接电源，发射极依次经过第一电阻(RC)、储能电容(C61)、与第一储能电容(C61)并联的复位开关(K)电连接地，晶体管的基极电连接第二储能电容(C60)、第二电阻(RD)的一端，第二储能电容(C60)、第二电阻(RD)的另一端电连接晶体管的发射极。

3.根椐权利要求2所述的适于过流反时限保护电路的漏电保护器，其特征在于：所述晶体管(Q3)为NPN型三极管，所述控制输出电路为电磁脱扣电路。

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