CN202094596U - 一种三相交流电器的同相短路检测与保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种交流同相短路保护装置，该装置并接于交流接触器或半导体器件或开关的进/出线端子，该装置包括中性点偏移量检测电路、阈值设定比较电路、延时电路、控制输出信号接口电路和控制执行和显示电路，所述的中性点偏移量检测电路的输出接阈值设定比较电路的输入，阈值设定比较电路的输出经由延时电路接控制执行和显示电路，所述控制执行和显示电路接控制输出信号接口电路和外部显示器。当其中某一相的“进/出”线发生短路时，偏移量检测电路将检测到的偏移量送入阈值设定比较电路，当偏移量检测值超过设定阈值时，阈值设定比较电路发出信号，经延时电路触发控制执行和显示电路动作，从而实现同一相电源发生短路时的保护和指示。

Description

一种三相交流电器的同相短路检测与保护装置

技术领域

本实用新型属于矿用电气技术领域，特别涉及一种三相交流电器的同相短路检测与保护装置。

背景技术

目前，煤矿供电设备中的开关、起动器大都采用真空接触器作为三相交流的主回路控制，由于真空接触器其动静触头之间分合闸开距很小，常常会粘连在一起，引起出线端带电，危害人身安全。为此国家安标办专门拟文下发整改通知，要求矿用馈电开关等产品必需具有防接触器触头粘连引起二次侧带电的保护措施。

至今为止大部分煤矿电器设备还没有同相短路保护功能，少部分使用该功能的也不是基于工频三相交流电中性点偏移理论开发的，并且是有源的保护模块。现有技术中未见到以三相交流电中性点偏移量为基础的无源的同相短路保护模块的相关报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可防止接触器或开关粘连以及半导体器件短路的三相交流电器的同相短路检测与保护装置。

本实用新型的技术方案是，一种交流同相短路保护装置，该装置并接于交流接触器或半导体器件或开关的进/出线端子，该装置包括中性点偏移量检测电路、阈值设定比较电路、延时电路、控制输出信号接口电路和控制执行和显示电路，所述的中性点偏移量检测电路的输出接阈值设定比较电路的输入，阈值设定比较电路的输出经由延时电路接控制执行和显示电路，所述控制执行和显示电路接控制输出信号接口电路和外部显示器。当其中某一相的“进/出”线发生短路时，偏移量检测电路将检测到的偏移量送入阈值设定比较电路，当偏移量检测值超过设定阈值时，阈值设定比较电路发出信号，经延时电路触发控制执行和显示电路动作，从而实现同一相电源发生短路时的保护和指示。

进一步的，每相进线串接第一电感，每相出线串接第二电感。

进一步的，每相进线串接第一电容与第一电阻并联后又与第二电阻的串联电路，每相出线串接第二电容与第三电阻并联后又与第四电阻的串联电路。

进一步的，每相进线串接第五电阻和第三电容，每相出线串接第六电阻和第四电容。

进一步的，每相进线串接第七电阻与第五电容的并联电路，每相出线串接第八电阻以及第六电容与第九电阻的并联电路。

进一步的，每相进线串接第十电阻，每相出线串接第十一电阻。

进一步的，每相进线串接第十二电阻和第七电容，每相出线串接第十三电阻以及第十四电阻与第八电容的并联电路。

本发明的装置能在560VAC(＜660*0.85)～1300Vac(＞1140*1.1)可靠工作，指示出哪一相发生了同相短路，并输出“同相短路控制信号”(无源接点)。所输出的“同相短路控制信号”可驱动5A/250VAC以下的负载，其隔离耐压≥2500VAC，1min。在无同相短路发生时其核心检测和控制电路处于休眠状态，当发生同相短路时才投入工作状态。

本装置使用非常方便，不需要外供电源，只要将输入端A、B、C和输端出A’、B’、C’分别并接到接触器(或晶闸管或开关)的进/出线端子上即可。

附图说明

图1是本实用新型的同相短路保护装置原理框图

图2是本实用新型中性点偏移量检测原理示意图

图3是本实用新型的一个实施例的装置原理示意图

图4是本实用新型的一个实施例的装置原理示意图

图5是本实用新型的一个实施例的装置原理示意图

图6是本实用新型的一个实施例的装置原理示意图

图7是本实用新型的一个实施例的装置原理示意图

图8是本实用新型的一个实施例的装置原理示意图

具体实施方式

图1为本发明的基于工频3相交流电中性点偏移量的检测、甄别和控制电路(无源型)，实现同一相电源发生短路时(真空管触点粘连或SCR短路等)的保护控制的结构示意图，由4部分组成：

1)工频三相交流电中性点偏移量检测电路；

2)偏移量阀值设定和比较电路；

3)延时电路；

4)偏移量超值后的控制电路和显示电路。

图2-1中的是3相电源对称时(无同一相电源发生短路)的电流矢量图

电流矢量和：Io＝0

图2-2是A相电源发生同相短路时的电流矢量图

电流矢量和：Io＝Ia/2

方向：与Ia同方向

图2-3是A相和B相电源同时发生同相短路时的电流矢量图

电流矢量和：Io＝Ia/2

方向：与Ic反方向

以下通过具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供的一种工频3相交流电中性点偏移量检测、甄别和控制电路，其中包含：工频三相交流电中性点偏移量检测电路；偏移量阀值设定和比较电路；延时电路；偏移量超值后的控制电路和显示电路。可实现同相短路时的自动检测并输出控制信号和指示信号。

实施例1

(1)用三个对称的电感L1电路作为A、B、C三相进线电路；用三个对称的电感L2电路作为A′、B、′C′出线电路；内部连接相电流矢量和检测电路；共同组成工频3相交流电流中性点偏移量检测电路。(见图3)

(2)用逻辑集成块及阻容元件组成阀值设定和比较电路。

(3)用RC元件组成延时电路。

(4)用驱动器、继电器和LED组成控制信号和显示电路。

实施例2

(1)用三个对称的电阻R2电容C1串联并在电容C1上并联放电电阻R1的电路作为A、B、C三相进线电路；用三个对称的电阻R4串联电容C2并在电容C2上并联放电电阻R3的电路作为A′、B、′C′出线电路；内部连接相电流矢量和检测电路；共同组成工频3相交流电流中性点偏移量检测电路。(见图4)

(2)～(4)同实施实例1的(2)～(4)步。

实施例3

(1)用三个对称的电阻R5电容C3串联电路作为A、B、C三相进线电路；用三个对称的电阻R6电容C4串联电路作为A′、B、′C′出线电路；内部连接相电流矢量和检测电路；共同组成工频3相交流电流中性点偏移量检测电路。(见图5)

(2)～(4)同实施实例1的(2)～(4)步。

实施例4

(1)用三个对称的电阻R7电容C5并联电路作为A、B、C三相进线电路；用三个对称的电阻R8串联电容C6并在电容C6上并联放电电阻R9的电路作为A′、B、′C′出线电路；内部连接相电流矢量和检测电路；共同组成工频3相交流电流中性点偏移量检测电路。(见图6)

(2)～(4)同实施实例1的(2)～(4)步。

实施例5

(1)用三个对称的电阻R10电路作为A、B、C三相进线电路；用三个对称的电阻R11电路作为A′、B、′C′出线电路；内部连接相电流矢量和检测电路；共同组成工频3相交流电流中性点偏移量检测电路。(见图7)

(2)～(4)同实施实例1的(2)～(4)步。

实施例6

(1)用三个对称的电阻R12电容C7串联电路作为A、B、C三相进线电路；用三个对称的电阻R13串联电容C8并在电容C8上并联放电电阻R14的电路作为A′、B、′C′出线电路；内部连接相电流矢量和检测电路；共同组成工频3相交流电流中性点偏移量检测电路。(见图8)

(2)～(4)同实施实例1的(2)～(4)步。

Claims (7)

1.一种三相交流电器的同相短路检测与保护装置，该装置并接于交流接触器或半导体器件或开关的进/出线端子，其特征在于，该装置包括：中性点偏移量检测电路、阈值设定比较电路、延时电路、控制输出信号接口电路和

控制执行和显示电路，

所述的中性点偏移量检测电路的输出接阈值设定比较电路的输入，

阈值设定比较电路的输出经由延时电路接控制执行和显示电路，

所述控制执行和显示电路接控制输出信号接口电路和外部显示器，

当其中一相发生进/出线短路时，该相的偏移量检测电路将检测到的偏移量送入阈值设定比较电路，当偏移量检测值超过设定阈值时，阈值设定比较电路发出信号，经延时电路触发控制执行和显示电路动作，从而实现同一相电源发生短路时的保护和显示。

2.如权利要求1所述的三相交流电器的同相短路检测与保护装置，其特征在于，每相进线串接第一电感，每相出线串接第二电感。

3.如权利要求1所述的三相交流电器的同相短路检测与保护装置，其特征在于，每相进线串接第一电容与第一电阻并联后又与第二电阻的串联电路，每相出线串接第二电容与第三电阻并联后又与第四电阻的串联电路。

4.如权利要求1所述的三相交流电器的同相短路检测与保护装置，其特征在于，每相进线串接第五电阻和第三电容，每相出线串接第六电阻和第四电容。

5.如权利要求1所述的三相交流电器的同相短路检测与保护装置，其特征在于，每相进线串接第七电阻与第五电容的并联电路，每相出线串接第八电阻以及第六电容与第九电阻的并联电路。

6.如权利要求1所述的三相交流电器的同相短路检测与保护装置，其特征在于，每相进线串接第十电阻，每相出线串接第十一电阻。

7.如权利要求1所述的三相交流电器的同相短路检测与保护装置，其特征在于，每相进线串接第十二电阻和第七电容，每相出线串接第十三电阻以及第十四电阻与第八电容的并联电路。

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