CN202424121U - 一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，电源电路、的触漏电检测电路、信号处理电路、触电执行电路、断电执行电路、总线接地监控装置、供电主回路断电开关，所述总线接地监控装置包括用于将二次触漏电流信号转化为电压信号的互感装置，所述互感装置通过信号处理电路与智能判别电路相连，所述互感装置为与电感线圈并联的变压电路，当总线接地监控装置激活后，互感装置检测到电感线圈两端电压的变化，通过变压电路将所检测到的电压信号经信号处理电路传送至智能判别电路，与一般检测电流信号相比，本实用新型对电压信号进行检测，不仅其检测的信号更加准确，而且不容易都受到工程干扰，其可靠性更高。

Description

一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种触、漏电保护装置，特别涉及一种用于低压电网、对漏电电压信号进行检测的触、漏电保护装置。

背景技术

目前，漏电保护技术广泛应用在工矿企业，城乡电网和各种特殊领域的低压供电系统中，对人身、设备、线路的安全起到了重要的保护作用，越来越受到电力管理部门和广大用户的重视和认可。实践证明，使用触、漏电保护电器是各种电气安全保护措施中最行之有效的方法。根据统计结果，凡基本普及了触、漏电保护器的国家和地区，触、漏电事故明显地下降，保护成功率明显高于保护接地法、保护接零法、双重绝缘法、位置绝缘法等，虽然略低于隔离变压器法和超低压电压法，但后两种方法适用面窄而且成本高，不宜普及，大大限制了他们的推广使用。因此，用触、漏电保护器法来降低触、漏电事故是我们的首选。

电压动作型保护基本原理就是在设备或线路总接地中串入感应线圈，这种方式的弊端在于l、应用范围有限，只能用于单台设备或中性点不直接接地的系统。2、需要辅助的中性点或距离相对较远的接地点来连接控制回路，增加安装难度。3、只能用于间接接触保护而不能用于直接接触保护，因此它的推广应用受到很大限制。

目前也有采用通过并联在三相一零地线串联接地的电感上的整流装置获得漏电电流信号，但该方式的检测方式容易受到工程，精确度不够好，而且不够稳定。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于低压电网，能判别触电信号实施保护而不频繁停电，有效缓解用电安全与供电可靠性之间矛盾、减少干扰、提高精确度的电压检测触、漏电保护装置。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，包括用于为各部件提供电源的电源电路、用于对触漏电信号进行检测采样的触漏电检测电路、用于对来自触漏电检测电路的触漏电信号进行处理的信号处理电路，信号处理电路的输出端连接至用于判别触漏电信号的智能判别电路，所述智能判别电路分别与用于执行触电响应操作的触电执行电路和用于执行断电响应操作的断电执行电路相连，触电执行电路与用于监控二次触电和限制触电回路电流的总线接地监控装置相连，该总线接地监控装置连接在中性线和地线之间并有二次触电反馈线通过信号处理电路与智能判别电路连接，断电执行电路与供电主回路断电开关相连；所述总线接地监控装置包括用于将二次触漏电流信号转化为电压信号的互感装置，所述互感装置通过信号处理电路与智能判别电路相连。

进一步，所述总线接地监控装置包括电感线圈、大容量继电器，所述电感线圈串接在地线上。总线接地监控装置采用电容、电感线圈、电阻、继电器、变压器之间的相互配合，实现对零线接地状态的控制和监测，在保障系统接地良好，不改变电网供电结构的前提下，当发生触电故障时，能实现对触电情况的监控，当有二次故障发生或系统中性线异常时可发出信号执行跳闸。

进一步，所述触电执行电路包括用于驱动总线接地监控装置工作的触电控制电路，所述触电控制电路的常闭触电端与总线接地监控装置的电感线圈并联。所述触电执行电路包括继电器K2和继电器K3，继电器K3的常闭触电端与总线接地监控装置的电感线圈并联，总线接地监控装置是通过智能判别电路判别出触电故障后发出的控制输出信号激活的，当智能判别电路判别信号为故障后，控制继电器K2和继电器K3工作，激活后，原本连接系统中性点与地的继电器K3的常闭触点打开，与触点并联的电抗器两端能感应出系统中性点与地之间的电压，该电压能随系统零序漏电电流的大小而变化，二次触电发生时该电压幅值、相位均会发生变化，因而可以相应地判断地线状态和二次触电。

进一步，所述触电执行电路还包括一触电指示电路，触电指示电路与触电控制电路相连。触电指示电路用于指示触电状态，当系统检测到第一次触电信号时，触电指示电路灯亮指示用户系统异常，进入第一次触电状态，总线接地监控装置限制触电回路电流达到人身安全范围，提示用户注意和预防断电。

进一步，断电执行电路包括用于控制供电主回路断电开关的断电控制电路、用于提示系统运行信息的运行指示电路和用于提示断电报警的断电报警电路；所述运行指示电路和断电报警电路分别与断电控制电路相连。所述断电控制电路包括出口合闸继电器K1等，继电器K1的常开、常闭触点与供电主回路开关控制回路连接，当供电正常时，运行指示电路灯亮提示系统正常运行，当漏电达到一定程度或智能判别电路接收到二次触电信号或零线异常信号时，断电控制电路控制供电主回路断电开关实施断电，运行指示电路灯灭，断电报警电路报警，提示用户系统断电。

进一步，所述触漏电检测电路包括设置在供电回路地线上的零序互感器，对供电回路上三线一零的地线进行采样和检测。本实用新型触漏电检测电路通过采用设置在供电回路地线上的零序互感器对漏电与触电信号进行采集，和一般检测电路相比，该方式只检测地线上的漏电及触电信号，不仅检测效果不变，而且能有效减少零序互感器的体积大小，节约了生产成本，且可将零序互感器内置在保护装置中，安装更加方便。

进一步，所述电源电路包括变压器、与变压器相连的整流电路和与整流电路相连的稳压模块。采用该设计的电源电路能提高系统电源的稳定性，不仅能稳定输出电压，而且能提高本系统的安全性能。 

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用的一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，电源电路、的触漏电检测电路、信号处理电路、触电执行电路、断电执行电路、总线接地监控装置、供电主回路断电开关，所述总线接地监控装置包括用于将二次触漏电流信号转化为电压信号的互感装置，所述互感装置通过信号处理电路与智能判别电路相连。当触电事故发生时，来自触漏电检测电路的检测信号经信号处理电路放大后，经智能判别电路判别出触电信号和系统漏电信号，然后分别经触电执行电路或断电执行电路去控制总线接地监控装置和供电主回路断电开关的接通状况，对于第一次触电信号，启动总线接地监控装置，限制触电回路电流达到人身安全范围之内，同时断电执行电路和供电主回路断电开关暂不断电，如有二次故障或系统异常现象发生或总线接地监控装置检测到发生触电故障时，通过互感装置向智能判别电路发送检测的电压信息，所述互感装置为与电感线圈并联的变压电路，当总线接地监控装置激活后，互感装置检测到电感线圈两端电压的变化，通过变压电路将所检测到的电压信号经信号处理电路传送至智能判别电路，与一般检测电流信号相比，本实用新型对电压信号进行检测，不仅其检测的信号更加准确，而且不容易都受到工程干扰，其可靠性更高；智能判别电路判别消息类型后，向断电执行电路发出跳闸信号通过供电主回路断电开关实施断电保护，如在一定时间内无二次故障发生，总线接地监控装置退出，各电路恢复常态运行，采用该结构，其明显的效果就是当触电事故发生时可以不停电实施保护，同时采用了总线接地监控装置，既能保持电网正常运行时不改变原电网结构，又能在事故发生时，通过改变触电回路阻值大小来限制触、漏电电流至人身安全范围，同时还能对系统状态进行检查，能发出二次故障信号，能根据总线接地监控装置的二次触电检测信号，通过断电执行电路控制主电路开关的通断，实现安全保护。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型电压检测触、漏电保护装置的整体原理框图。

图2是本实用新型电压检测触、漏电保护装置的原理框图。

图3是本实用新型电压检测触、漏电保护装置的具体电路原理图。

具体实施方式

参照图1- 图3，本实用新型的一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，包括用于为各部件提供电源的电源电路1、用于对触漏电信号进行检测采样的触漏电检测电路2、用于对来自触漏电检测电路2的触漏电信号进行处理的信号处理电路3，信号处理电路3的输出端连接至用于判别触漏电信号的智能判别电路4，所述智能判别电路4分别与用于执行触电响应操作的触电执行电路5和用于执行断电响应操作的断电执行电路6相连，触电执行电路5与用于监控二次触电和限制触电回路电流的总线接地监控装置8相连，该总线接地监控装置8连接在中性线和地线之间并有二次触电反馈线通过信号处理电路3与智能判别电路4连接，断电执行电路6与供电主回路断电开关7相连；所述总线接地监控装置8包括用于将二次触漏电流信号转化为电压信号的互感装置82，所述互感装置82通过信号处理电路3与智能判别电路4相连。当触电事故发生时，来自触漏电检测电路2的检测信号经信号处理电路3放大后，经智能判别电路4判别出触电信号和系统漏电信号，然后分别经触电执行电路5或断电执行电路6去控制总线接地监控装置8和供电主回路断电开关7的接通状况，对于第一次触电信号，启动总线接地监控装置8，限制触电回路电流达到人身安全范围之内，同时断电执行电路6和供电主回路断电开关7暂不断电，如有二次故障或系统异常现象发生或总线接地监控装置8检测到发生触电故障时，通过互感装置82向智能判别电路4发送检测的电压信息，所述互感装置82为与电感线圈81并联的变压电路，当总线接地监控装置8激活后，互感装置82检测到电感线圈81两端电压的变化，通过变压电路将所检测到的电压信号经信号处理电路3传送至智能判别电路4，与一般检测电流信号相比，本实用新型对电压信号进行检测，不仅其检测的信号更加准确，而且不容易都受到工程干扰，其可靠性更高；智能判别电路4判别消息类型后，向断电执行电路6发出跳闸信号通过供电主回路断电开关7实施断电保护，如在一定时间内无二次故障发生，总线接地监控装置8退出，各电路恢复常态运行，采用该结构，其明显的效果就是当触电事故发生时可以不停电实施保护，同时采用了总线接地监控装置8，既能保持电网正常运行时不改变原电网结构，又能在事故发生时，通过改变触电回路阻值大小来限制触、漏电电流至人身安全范围，同时还能对系统状态进行检查，能发出二次故障信号，能根据总线接地监控装置8的二次触电检测信号，通过断电执行电路6控制主电路开关的通断，实现安全保护。

进一步，所述总线接地监控装置8包括电感线圈81、大容量继电器、避雷器，所述电感线圈81串接在地线上。总线接地监控装置8采用电容、电感线圈、电阻、继电器、变压器之间的相互配合，实现对零线接地状态的控制和监测，在保障系统接地良好，不改变电网供电结构的前提下，当发生触电故障时，能实现对触电情况的监控，当有二次故障发生或系统中性线异常时可发出信号执行跳闸。

优选地，所述信号处理电路3包括三极管等电子放大元件。

优选地，所述智能判别电路4包括两个集成块LM324、集成块cd4098、集成块cd4013及其辅助电路等。

进一步，所述触电执行电路5包括用于驱动总线接地监控装置8工作的触电控制电路51，所述触电控制电路51的常闭触电端与总线接地监控装置8的电感线圈81并联。所述触电执行电路5包括继电器K2和继电器K3，继电器K3的常闭触电端与总线接地监控装置8的电感线圈81并联，总线接地监控装置8是通过智能判别电路4判别出触电故障后发出的控制输出信号激活的，当智能判别电路4判别信号为故障后，控制继电器K2和继电器K3工作，激活后，原本连接系统中性点与地的继电器K3的常闭触点打开，与触点并联的电抗器两端能感应出系统中性点与地之间的电压，该电压能随系统零序漏电电流的大小而变化，二次触电发生时该电压幅值、相位均会发生变化，因而可以相应地判断地线状态和二次触电。

进一步，所述触电执行电路5还包括一触电指示电路52，触电指示电路52与触电控制电路51相连。触电指示电路52用于指示触电状态，当系统检测到第一次触电信号时，触电指示电路52灯亮指示用户系统异常，进入第一次触电状态，总线接地监控装置8限制触电回路电流达到人身安全范围，提示用户注意和预防断电。

进一步，断电执行电路6包括用于控制供电主回路断电开关7的断电控制电路61、用于提示系统运行信息的运行指示电路62和用于提示断电报警的断电报警电路63；所述运行指示电路62和断电报警电路63分别与断电控制电路61相连。所述断电控制电路61包括出口合闸继电器K1等，继电器K1的常开、常闭触点与供电主回路开关控制回路连接，当供电正常时，运行指示电路62灯亮提示系统正常运行，当漏电达到一定程度或智能判别电路4接收到二次触电信号或零线异常信号时，断电控制电路61控制供电主回路断电开关7实施断电，运行指示电路62灯灭，断电报警电路63报警，提示用户系统断电。

优选地，所述供电主回路断电开关7包括线圈C,所述线圈C为供电主回路开关的合闸线圈。

进一步，所述触漏电检测电路2包括设置在供电回路地线上的零序互感器21，对供电回路上三线一零的地线进行采样和检测。本实用新型触漏电检测电路2通过采用设置在供电回路地线上的零序互感器21对漏电与触电信号进行采集，和一般检测电路相比，该方式只检测地线上的漏电及触电信号，不仅检测效果不变，而且能有效减少零序互感器21的体积大小，节约了生产成本，且可将零序互感器21内置在保护装置中，安装更加方便。

进一步，所述电源电路1包括变压器、与变压器相连的整流电路和与整流电路相连的稳压模块。采用该设计的电源电路1能提高系统电源的稳定性，不仅能稳定输出电压，而且能提高本系统的安全性能。

结合图1-图3和上述技术特征，本实用新型的具体结构和工作过程如下，当线路正常供电运行时，继电器常闭触点K3闭合，其接触牢固且容量足够大，确保系统零线良好接地运行，不改变电网原结构；当有触电事故发生时，设置在供电回路上的触漏电检测电路21对漏电或触电信号进行采集，将采集到的信号经信号处理电路3放大送至智能判别电路4，智能判别电路4采用集成运放、滤波、整形、鉴别、比较和触发、锁存集成电路，对触电信号与常规背景漏电信号进行鉴别分离，所接收到的电流如果缓慢变化属于系统漏电，如果急速变化属于触电，该部分电路包括信号采样、滤波、放大、脉冲鉴别分离、电压比较、窗口比较、控制输出等环节，当智能判别电路4判别为触电信号，触电执行电路5上的常闭开关与电感线圈81并联的继电器K3断开，对总线接地监控装置8进行激活，自动将电感线圈串入零线接地，达到限制触电回路电流之目地，与此同时，启动雷击保护和触漏电检测电路2工作，随时监控零线状态，可以检测到是否有二次触电事故发生、零线对地电阻的大小，以及系统零序电压的大小，一旦出现不安全的信号，能迅速通过执互感装置82将所检测到的电流信号转化成电压信号，将该信号经信号处理电路3放大后传送至智能判别电路4判别信号类型，该部分电路包括信号采样、整理、放大、脉冲、相位鉴别、窗口比较、触发锁存输出等环节对信号进行判别，一旦出现不安全的信号，能迅速通过控制断电执行电路6中的继电器K1切断供电主回路开关进行断电；如果在一定时间内没有异常现场发生，控制电路会将总线接地监控装置8解除，继电器K3触点闭合，系统恢复常态运行。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，其特征在于：包括用于为各部件提供电源的电源电路（1）、用于对触漏电信号进行检测采样的触漏电检测电路（2）、用于对来自触漏电检测电路（2）的触漏电信号进行处理的信号处理电路（3），信号处理电路（3）的输出端连接至用于判别触漏电信号的智能判别电路（4），所述智能判别电路（4）分别与用于执行触电响应操作的触电执行电路（5）和用于执行断电响应操作的断电执行电路（6）相连，触电执行电路（5）与用于监控二次触电和限制触电回路电流的总线接地监控装置（8）相连，该总线接地监控装置（8）连接在中性线和地线之间并有二次触电反馈线通过信号处理电路（3）与智能判别电路（4）连接，断电执行电路（6）与供电主回路断电开关（7）相连；所述总线接地监控装置（8）包括用于将二次触漏电流信号转化为电压信号的互感装置（82），所述互感装置（82）通过信号处理电路（3）与智能判别电路（4）相连。

2. 根据权利要求1所述的一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，其特征在于：所述总线接地监控装置（8）还包括电感线圈（81）、大容量继电器，所述电感线圈（81）串接在地线上。

3.根据权利要求2所述的一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，其特征在于：所述触电执行电路（5）包括用于驱动总线接地监控装置（8）工作的触电控制电路（51），所述触电控制电路（51）的常闭触电端与总线接地监控装置（8）的电感线圈（81）并联。

4.根据权利要求3所述的一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，其特征在于：所述触电执行电路（5）还包括一触电指示电路（52），触电指示电路（52）与触电控制电路（51）相连。

5.根据权利要求1所述的一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，其特征在于：断电执行电路（6）包括用于控制供电主回路断电开关（7）的断电控制电路（61）、用于提示系统运行信息的运行指示电路（62）和用于提示断电报警的断电报警电路（63）；所述运行指示电路（62）和断电报警电路（63）分别与断电控制电路（61）相连。

6.根据权利要求1所述的一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，其特征在于：所述触漏电检测电路（2）包括设置在供电回路地线上的零序互感器（21），对供电回路上三线一零的地线进行采样和检测。

7.根据权利要求1所述的一种漏电通过中性线和地线电压检测的漏电鉴别保护装置，其特征在于： 所述电源电路（1）包括变压器、与变压器相连的整流电路和与整流电路相连的稳压模块。

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