CN204464944U - 一种带断零缺相保护功能的断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带断零缺相保护功能的断路器，包括断路器主体以及安装在断路器主体上的测量零线是否断开的电压信号模块、分析电压信号的比较分析模块、给比较分析模块供电的工作电源模块、可使断路器分闸的脱扣线圈模块以及触发脱扣线圈模块的脉冲触发模块，所述脉冲触发模块包括依次串联在相线电路上的第一晶闸管、第二晶闸管，所述第一晶闸管和第二晶闸管的控制极均与比较分析模块连接，所述第一晶闸管和第二晶闸管之间与零线连接。当发生断零故障时，断路器脱扣线圈产生电磁力触动脱扣机构，导致断路器分闸，从而实现断零保护功能；当缺相时，脱扣器线圈、第一晶闸管以及零线形成回路，达到缺相保护的目的。

Description

一种带断零缺相保护功能的断路器

技术领域

本实用新型涉及一种断路器，具体涉及一种带断零缺相保护功能的断路器。

背景技术

在低压三相多线制（TN-C三相四线A、B、C、PEN，TN-S（TN-C-S）三相五线A、B、C、N、PE）配电系统中，A、B、C为相（火）线，N线为工作零线（中性线），地保护制中，“零地”线分开。无论是TN-C还是TN-S接线制中，PE线在任何情况下都是绝不允许断开的。而N线则是有条件可以断开的，即N线必须和A、B、C相线都断开（严格意义上说N线必须在A、B、C相线断开后才能断开），否则将导致人和设备的不幸事件发生，因此，允许N线断开显然只能在TN-S接线中才可以。但在运行中N线不能断开，如发生N线断开即产生“断零”故障。

N线断开的原因为：

1、三相负载严重不平衡，N线电流过大，日积月累N线烧断；

2、若N线带触头，触头接触不良甚至断开（不接触）；

3、自然损坏或人为盗窃N线。

长久以来，在运行中N线断开即“断零”故障时有发生，当存在单相负载情况下，三相负载大多不平衡，导致中点位移，当发生断零故障时，将引发相电压突然升高，超出额定相电压1.3倍以上，这样势必造成单相设备损坏、三相电动机无法正常运行，更有甚者还可能引致人员伤亡。时至今日，断零故障保护并未找到有效的手段，因此，研发断零保护断路器具有重大现实和技术突破的意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种带断零缺相保护功能的断路器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带断零缺相保护功能的断路器，包括断路器主体以及安装在断路器主体上的测量零线是否断开的电压信号模块、分析电压信号的比较分析模块、给比较分析模块供电的工作电源模块、可使断路器分闸的脱扣线圈模块以及触发脱扣线圈模块的脉冲触发模块，所述脉冲触发模块包括依次串联在相线电路上的第一晶闸管、第二晶闸管，所述第一晶闸管和第二晶闸管的控制极均与比较分析模块连接，所述第一晶闸管和第二晶闸管之间与零线连接。

在本实用新型中，所述比较分析模块为单片机。

在本实用新型中，所述电压信号模块包括分别串联在A、B、C三相电线与零线之间的分压器和整流滤波电路，分压器与整流滤波电路之间连接比较分析模块。

在本实用新型中，所述工作电源模块包括与相电线连接的三相整流电路、连接三相整流电路的结型场效应晶体管、连接结型场效应晶体管的稳压模块，所述稳压模块的输出端与比较分析模块连接。

在本实用新型中，所述比较分析模块还与剩余电流采样电路连接。

本实用新型的有益效果是：当发生断零故障时，经整流、滤波处理的过电压信号输入比较分析模块，与设定值进行运算分析比较，当确认超过设定值后，即向脉冲触发模块发出信号，引发晶闸管导通，断路器脱扣线圈产生电磁力触动脱扣机构，导致断路器分闸，从而实现断零保护功能；2、当A、B、C任意一相或任意两相同时缺失时，脱扣器线圈、第一晶闸管以及零线形成回路，达到缺相保护的目的；3、通过剩余电流采样电路可采集到剩余电流的情况，再经过比较分析模块与设定值运算分析比较，当确认超过设定值后，即向脉冲触发模块发出信号，引发晶闸管导通，断路器脱扣线圈产生电磁力触动脱扣机构，导致断路器分闸，从而实现剩余电流保护功能。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明：

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例的电路原理图。

具体实施方式

参照图1、图2，本实用新型提供了一种带断零缺相保护功能的断路器，包括断路器主体以及安装在断路器主体上的测量零线是否断开的电压信号模块1、分析电压信号的比较分析模块2、给比较分析模块2供电的工作电源模块3、可使断路器分闸的脱扣线圈模块4以及触发脱扣线圈模块4的脉冲触发模块5，所述脱扣线圈模块4包括脱扣线圈和断路器脱扣机构，所述脉冲触发模块5包括依次串联在相线电路上的第一晶闸管53、第二晶闸管54，所述第一晶闸管53和第二晶闸管54的控制极均与比较分析模块2连接，所述第一晶闸管53和第二晶闸管54之间与零线连接，上述各个模块均安装在断路器的壳体内。进一步，所述第一晶闸管53上并联有均压电阻Ⅰ，所述第二晶闸管54上并联有均压电阻Ⅱ。通过两个均压电阻使两个晶闸管两端的电压保持平衡，减少故障率的发生。为减少干扰，所述第一晶闸管53与比较分析模块2之间设有光耦隔离器Ⅰ和过滤电容Ⅰ。所述第二晶闸管54与比较分析模块2之间设有光耦隔离器Ⅱ和过滤电容Ⅱ。

在本实施例中，所述比较分析模块2为一8位单片机，所述单片机与工作电源模块3连接，所述工作电源模块3包括与相电线连接的三相整流电路31、连接三相整流电路31的结型场效应晶体管32、连接结型场效应晶体管32的稳压模块33，所述稳压模块33的输出端与比较分析模块2连接。工作电源模块3取自交流相电压，经三相整流电路31、结型场效应晶体管32以及稳压模块33后成为DC5V电压供给单片机作工作电源，其抗干扰能力强，即使三相电路出现断零缺相等现象，也不会影响单片机工作的可靠性，可以使断路器及时断路。进一步，为免除过电压脉冲危害整个电源模块，相电线与零线之间设有压敏电阻35，以及在所述结型场效应晶体管32的输出侧并联有滤波电容36，通过这种冗余保护设置，增加了供电和单片机工作的可靠性。

进一步，所述电压信号模块1包括分别串联在A、B、C三相电线与零线之间的分压器11和整流滤波电路12，分压器11与整流滤波电路12之间连接比较分析模块2。当发生断零故障时，经整流、滤波处理的过电压信号将发生变化并输入比较分析模块2内。

作为优选的实施方式，所述比较分析模块2还与剩余电流采样电路6连接。增加剩余电流互感器对剩余电流进行采样，经整流、滤波处理后输入单片机，再经过比较分析模块与设定值运算分析比较，当确认超过设定值后，即向脉冲触发模块5发出信号，引发晶闸管导通，断路器脱扣线圈产生电磁力触动脱扣机构，导致断路器分闸，从而实现剩余电流保护功能。还可在剩余电流互感器二次侧增加试验绕组及回路试验按钮，以便验证剩余电流脱扣器的有效性。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带断零缺相保护功能的断路器，其特征在于：包括断路器主体以及安装在断路器主体上的测量零线是否断开的电压信号模块（1）、分析电压信号的比较分析模块（2）、给比较分析模块（2）供电的工作电源模块（3）、可使断路器分闸的脱扣线圈模块（4）以及触发脱扣线圈模块（4）的脉冲触发模块（5），所述脉冲触发模块（5）包括依次串联在相线电路上的第一晶闸管（53）、第二晶闸管（54），所述第一晶闸管（53）和第二晶闸管（54）的控制极均与比较分析模块（2）连接，所述第一晶闸管（53）和第二晶闸管（54）之间与零线连接。

2.根据权利要求1所述的一种带断零缺相保护功能的断路器，其特征在于：所述比较分析模块（2）为单片机。

3.根据权利要求1或2所述的一种带断零缺相保护功能的断路器，其特征在于：所述电压信号模块（1）包括分别串联在A、B、C三相电线与零线之间的分压器（11）和整流滤波电路（12），分压器（11）与整流滤波电路（12）之间连接比较分析模块（2）。

4.根据权利要求1或2所述的一种带断零缺相保护功能的断路器，其特征在于：所述工作电源模块（3）包括与相电线连接的三相整流电路（31）、连接三相整流电路（31）的结型场效应晶体管（32）、连接结型场效应晶体管（32）的稳压模块（33），所述稳压模块（33）的输出端与比较分析模块（2）连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种带断零缺相保护功能的断路器，其特征在于：所述比较分析模块（2）还与剩余电流采样电路（6）连接。