CN206804773U - 一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统，包括依次并联在同一供电电路的短路预警监测装置、绝缘故障检测装置以及实验室内交流或直流的负载，供电电路的火线上还串联有用于测量电压负荷的电流采集模块，电流采集模块与短路预警监测装置之间还设有隔离变压器；短路预警监测装置通过与绝缘故障检测装置连接预测负载短路趋势提前报警，绝缘故障检测装置连有报警模块。本实用新型在实验室供电上采用隔离变压器，提供一个安全电源，当电网负载出现第一个绝缘故障点时，与大地不构成回路，不会引起电源空开动作，更能保护实验电子设备，保证供电的连续性；有效控制对心脏的直接漏电流，即便意外触电也不会遭到人身伤亡。

Description

一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统

技术领域

本实用新型涉及学校实验室绝缘监测电气安全技术领域，具体是指一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统。

背景技术

实验室是学校实验教学和科研的重要场所，实验室安全则是学校实验教学工作正常进行的基本保证。尤其是电气类实验室作为学校培养人才的重要场所，相比其他基础类实验室更具危险性，其安全工作不容忽视。

目前国内为预防和减少学校实验室安全事故的发生，相继出台多项关于高校安全管理法律、法规以及规章。实验室的电气防护装置大多采用空气开关和绝缘橡胶垫，能在很大程度上起到保护作用。然而随着各种电子设备在学校实验室的广泛应用，出现的漏电流造成的威胁也越来越大，一方面可能导致学生触电伤亡，另一方面可能导致实验电子电气设备的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够对整个实验室电气安全故障的在线实时检测和安全防护，将人身触电的危险性降低到最小程度的实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统，包括依次并联在同一供电电路的短路预警监测装置、绝缘故障检测装置以及实验室内交流或直流的负载，所述供电电路的火线上还串联有用于测量电压负荷的电流采集模块，电流采集模块与短路预警监测装置之间还设有隔离变压器；所述短路预警监测装置通过与绝缘故障检测装置连接预测负载短路趋势提前报警，而绝缘故障检测装置检测绝缘阻值、负荷、温度，并连接有具有声光报警功能且能显示实际监视情况的报警模块。

本技术方案的工作原理为，众所周知，当用电设备对人体流过工频1mA或直流5m电流时，人体就会有麻、刺、痛的感觉。当人体流过工频20～50mA或直流80mA电流时，人就会产生麻痹、痉挛、刺痛，血压升高，呼吸困难。自己不能摆脱电源，就有生命危险，当人体流过100mA以上电流时，人就会呼吸困难，心脏停跳。而一般在通用建筑中采用的RCD，ELCB等对地漏电保护开关的动作响应值基本为30mA，不能满足学校实验室场所的应用。并且当实际实验过程中出现的金属性短路，引发的电流都会使断路器等过电流保护装置动作，造成停电，从而导致实验工作的暂停和某些数据丢失，甚至损坏实验设备。

所以在实验室供电上采用隔离变压器，提供一个安全电源。当电网负载出现第一个绝缘故障点时，因为与大地不构成回路，便不会引起电源空开动作，在很大程度上更能保护实验电子设备，保证供电的连续性。其次有效控制对心脏的直接漏电流，把人身触电危险降低最小程度，即便意外触电也不会遭到人身伤亡。

I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地；T表示负载侧电气设备进行接地保护。IT系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于安全等级要求较高的场所以及不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方。运用IT方式供电系统，即电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电电流很小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统安全、可靠。实验室隔离电源，简单的说就是利用隔离变压器把TN供电变成不接地的IT供电，实际上一个隔离变压器就能实现应用的功能，但考虑到系统的长期稳定性及杜绝短路发生，必须放上绝缘监测仪、外接报警显示以及短路故障预警监测仪进行在线的实时检测整体实验室的电气安全情况。一般供电电网是以大地作为参考电位，相线中的电流可以通过任何未绝缘的通道，对地构成回路，这是触电伤亡及火灾的根本原因。隔离供电是采用隔离变压器供电，电源经隔离变压器后，原电网中的地已不再是参考电位了。隔离变压器任何一根输出线都不能与地构成回路，只能在两根输出线之间构成回路，这就提高了供电的安全性，另外对短路故障的可能性进行预警，更加提高了安全等级。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述供电电路为三相供电电路。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述隔离变压器为SG三相变压器。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述供电电路为单相供电电路。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述隔离变压器为DG单相变压器。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述报警模块设有独立的外接电源，所述外接电源为蓄电池。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述报警模块通过绝缘故障监测仪为其提供电源。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型在实验室供电上采用隔离变压器，提供一个安全电源。当电网负载出现第一个绝缘故障点时，因为与大地不构成回路，便不会引起电源空开动作，在很大程度上更能保护实验电子设备，保证供电的连续性。其次有效控制对心脏的直接漏电流，把人身触电危险降低最小程度，即便意外触电也不会遭到人身伤亡。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：

图1为本实用新型在三相电源中电路结构；

图2为本实用新型在单相电源中电路结构。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实施例的供电电路为三相电源供电，如图1所示，包括依次并联在同一供电电路的短路预警监测装置、绝缘故障检测装置以及实验室内交流或直流的负载，所述供电电路的火线上还串联有用于测量电压负荷的电流采集模块，电流采集模块与短路预警监测装置之间还设有SG三相变压器；所述短路预警监测装置通过与绝缘故障检测装置连接预测负载短路趋势提前报警，而绝缘故障检测装置检测绝缘阻值、负荷、温度，并连接有具有声光报警功能且能显示实际监视情况的报警模块。

I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地；T表示负载侧电气设备进行接地保护。IT系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于安全等级要求较高的场所以及不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方。运用IT方式供电系统，即电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电电流很小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统安全、可靠。实验室隔离电源，简单的说就是利用SG三相变压器把TN供电变成不接地的IT供电，实际上一个SG三相变压器就能实现应用的功能，但考虑到系统的长期稳定性及杜绝短路发生，必须放上绝缘监测仪、外接报警显示以及短路故障预警监测仪进行在线的实时检测整体实验室的电气安全情况。一般供电电网是以大地作为参考电位，相线中的电流可以通过任何未绝缘的通道，对地构成回路，这是触电伤亡及火灾的根本原因。隔离供电是采用SG三相变压器供电，电源经SG三相变压器后，原电网中的地已不再是参考电位了。SG三相变压器任何一根输出线都不能与地构成回路，只能在两根输出线之间构成回路，这就提高了供电的安全性，另外对短路故障的可能性进行预警，更加提高了安全等级。

当用电设备对人体流过工频1mA或直流5m电流时，人体就会有麻、刺、痛的感觉。当人体流过工频20～50mA或直流80mA电流时，人就会产生麻痹、痉挛、刺痛，血压升高，呼吸困难。自己不能摆脱电源，就有生命危险，当人体流过100mA以上电流时，人就会呼吸困难，心脏停跳。而一般在通用建筑中采用的RCD，ELCB等对地漏电保护开关的动作响应值基本为30mA，不能满足学校实验室场所的应用。并且当实际实验过程中出现的金属性短路，引发的电流都会使断路器等过电流保护装置动作，造成停电，从而导致实验工作的暂停和某些数据丢失，甚至损坏实验设备。

所以在实验室供电上采用SG三相变压器，提供一个安全电源。当电网负载出现第一个绝缘故障点时，因为与大地不构成回路，便不会引起电源空开动作，在很大程度上更能保护实验电子设备，保证供电的连续性。其次有效控制对心脏的直接漏电流，把人身触电危险降低最小程度，即便意外触电也不会遭到人身伤亡。

实施例2：

本实施例的供电电路为单相电源供电，如图2所示，包括依次并联在同一供电电路的短路预警监测装置、绝缘故障检测装置以及实验室内交流或直流的负载，所述供电电路的火线上还串联有用于测量电压负荷的电流采集模块，电流采集模块与短路预警监测装置之间还设有DG单相变压器；所述短路预警监测装置通过与绝缘故障检测装置连接预测负载短路趋势提前报警，而绝缘故障检测装置检测绝缘阻值、负荷、温度，并连接有具有声光报警功能且能显示实际监视情况的报警模块。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述报警模块设有独立的外接电源，所述外接电源为蓄电池。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述报警模块通过绝缘故障监测仪为其提供电源。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

可以理解的是，根据本实用新型一个实施例的安全系统结构，例如交流负载和直流负载等部件的工作原理和工作过程都是现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，这里就不再进行详细描述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统，其特征在于，包括依次并联在同一供电电路的短路预警监测装置、绝缘故障检测装置以及实验室内交流或直流的负载，所述供电电路的火线上还串联有用于测量电压负荷的电流采集模块，电流采集模块与短路预警监测装置之间还设有隔离变压器；所述短路预警监测装置通过与绝缘故障检测装置连接预测负载短路趋势提前报警，而绝缘故障检测装置检测绝缘阻值、负荷、温度，并连接有具有声光报警功能且能显示实际监视情况的报警模块。

2.根据权利要求1所述的一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统，其特征在于，所述供电电路为三相电源供电。

3.根据权利要求2所述的一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统，其特征在于，所述隔离变压器为SG三相变压器。

4.根据权利要求1所述的一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统，其特征在于，所述供电电路为单相电源供电。

5.根据权利要求4所述的一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统，其特征在于，所述隔离变压器为DG单相变压器。

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统，其特征在于，所述报警模块设有独立的外接电源，所述外接电源为蓄电池。

7.根据权利要求1~5任一项所述的一种实验室电源短路预警绝缘监测电气安全系统，其特征在于，所述报警模块通过绝缘故障监测仪为其提供电源。