CN207977729U - 一种漏电保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种漏电保护装置，包括检测单元、信号处理单元及执行单元，检测单元设置于待保护的线路上，包括附加直流电源、三相电抗器、电网对地绝缘电阻及检测器件，三相电抗器的一端分别连接三相电网，三相电抗器的另一端相连形成公共端后，连接附加直流电源的负极，附加直流电源的正极经检测器件接地，电网对地绝缘电阻依次接地，所述检测器件与信号处理单元相连，信号处理单元的输出端与执行单元相连，所述执行单元采用脱扣器，脱扣器与电力线路的断路器相连。本实用新型能够在线路发生单相、双相、三相漏电时及时断开电源，无需额外并联电容，结构简单，动作安全可靠。

Description

一种漏电保护装置

技术领域

本实用新型涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种漏电保护装置。

背景技术

电气设备漏电时，将呈现异常的电流和电压信号，漏电保护装置通过检测此异常电流或异常电圧信号，使执行机构动作，迅速切断电源，避免事故的扩大，保障了人身及设备的安全。因此，漏电保护装置的正确选用和维护管理工作是搞好居民安全用电的主要技术和管理措施。

漏电保护装置的动作电流选择得越低，当然可以使开关的灵敏度越高。然而，任何供电回路和用电设备，绝缘电阻不可能无穷大，总会有一定的泄漏电流存在，所以从保证电路的稳定运行和提供不间断的供电来讲，漏电保护装置的动作电流选择要受到电路正常泄漏电流的制约。基于上述原因，目前常用的漏电保护检测方法是零序电流检测法和零序电压检测法，零序电流检测法要求零序电流互感器的电源侧的电网对地要有一定量的分布电容,换言之,要求零序电流互感器的电源侧须有一定长度的电缆,此类检测方式所用的的零序电流互感器要求的最小动作电流值大约为100mA,即电网每相对地电容最小不得小于01056ΛF,而由于该套装置是装设在移变馈电开关中,电源侧无电缆,显然,很难满足此要求,若人为在馈电开关的电源侧并联电容,由于此交流电容体积大,价格贵,大大增加了馈电开关的体积与成本,另外,由于人为并联电容,使得接地点的电容电流增大,对安全不利,而零序电压检测法则存在动作电阻值不固定的缺陷，因此，上述两种检测方法都不能准确检测出线路是否发生漏电，从而影响设备的安全运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种漏电保护装置，能够在线路发生单相、双相、三相漏电时及时断开电源，无需额外并联电容，结构简单，动作安全可靠。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种漏电保护装置，包括用于检测线路是否发生漏电的检测单元、用于对检测单元检测到的信号进行处理的信号处理单元及用于控制电力线路的断路器动作的执行单元，检测单元设置于待保护的线路上，包括附加直流电源、三相电抗器、电网对地绝缘电阻及检测器件，三相电抗器的一端分别连接三相电网，三相电抗器的另一端相连形成公共端后，连接附加直流电源的负极，附加直流电源的正极经检测器件接地，电网对地绝缘电阻依次接地，所述检测器件与信号处理单元相连，信号处理单元的输出端与执行单元相连，所述执行单元采用脱扣器，脱扣器与电力线路的断路器相连。

优选地，所述检测器件采用第一电阻及第二电阻，第一电阻和第二电阻串联后，一端连接附加直流电源的正极，另一端接地，第二电阻两端并联有欧姆表，第一电阻与第二电阻的公共端与信号处理单元相连。

优选地，所述检测器件还包括滤波器，所述滤波器设置于三相电抗器与附加直流电源的负极之间，包括第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻，三相电抗器的公共端依次经第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻连接附加直流电源的负极，第三电阻与第四电阻的公共端经第二电容与三相电抗器的公共端相连，第三电阻与第四电阻的公共端经第三电容接地，第四电阻与第五电阻的公共端经第四电容接地，第五电阻与第六电阻的公共端经第五电容接地，所述三相电抗器的公共端还经第七电阻接地，三相电抗器与第七电阻的公共端设为中性点。

优选地，所述检测器件采用零序电抗，零序电抗的一端与三相电抗器的公共端相连，零序电抗的另一端经欧姆表连接附加直流电源的负极，附加直流电源的正极经第六电容与零序电抗的另一端相连，附加直流电源的正极还接地，所述零序电抗与第六电容的公共端与信号处理单元相连。

优选地，所述信号处理单元包括依次相连的信号采样器、信号比较器、单片机及驱动器，驱动器与执行单元相连，所述信号采样器包括第一运算放大器、线性光耦合器及第二运算放大器，第一运算放大器的正相输入端经第八电阻与检测单元的输出端相连，第一运算放大器的反相输入端经第九电阻接地，第一运算放大器的反相输入端还经第七电容与线性光耦合器的+LED端相连，线性光耦合器的I1端与第一运算放大器的反相输入端相连，线性光耦合器的I2端与第二运算放大器的正相输入端，第二运算放大器的正相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的反相输入端经第十电阻接地，第二运算放大器的输出端与信号比较器相连。

优选地，所述线性光耦合器采用LOC11X光耦合器。

优选地，还包括漏电自锁单元，所述漏电自锁单元包括与附加直流电源的负极相连的中间继电器的线圈，中间继电器的常闭触点与交流接触器的线圈组成串联电路，串联电路的一端连接交流电源，另一端连接接触器控制电路，所述接触器的常开触点设置于检测单元与三相电源之间。

本实用新型通过在线路上设置检测单元，来判断线路是否发生漏电现象，并在线路发生漏电时及时将断路器断开，保证电力线路和设备安全稳定地运行；检测单元采用电阻或零序电抗，利用线路在发生漏电时电流会增大的原理，通过检测电阻或零序电抗两端的电压，来判断线路是否发生漏电，检测效率高，且能够检测线路的单相、双相、三相漏电现象，保证线路及设备安全运行；此外，本实用新型还设置有漏电自锁单元，当线路发生漏电现象时，漏电自锁单元动作，将漏电线路从系统中切除，使之不能送电，只有当故障排除后进行人工送电，线路才能继续运行，防止断路器多次反复跳闸对线路及设备产生损坏。

附图说明

图1为本实用新型所述实施例一中检测单元及漏电自锁单元的电路原理图；

图2为本实用新型所述实施例二中检测单元及漏电自锁单元的电路原理图；

图3为本实用新型所述信号采样器的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例一

如图1及图3所示，本实用新型所述的一种漏电保护装置，包括检测单元、信号处理单元及执行单元，检测单元用于检测线路是否发生漏电，信号处理单元用于对检测单元检测到的信号进行处理，执行单元用于控制电力线路的断路器动作，从而在线路发生漏电现象后及时断开电源，保证电力线路和设备安全稳定地运行，检测单元设置于待保护的线路上，检测单元的输出端经信号处理单元与执行单元相连，执行单元采用脱扣器，脱扣器与电力线路的断路器相连，脱扣器用于在线路发生漏电故障时将断路器断开，保证电力线路和设备安全稳定地运行。

检测单元包括附加直流电源Us、三相电抗器L1、电网对地绝缘电阻R0及检测器件，三相电抗器L1的一端分别连接三相电网，三相电抗器L1的另一端相连形成公共端后，连接附加直流电源Us的负极，附加直流电源Us的正极经检测器件接地，电网对地绝缘电阻R0依次接地，检测器件包括第一电阻R1、第二电阻R2及滤波器，第一电阻R1和第二电阻R2串联后，一端连接附加直流电源Us的正极，另一端接地，第二电阻R2两端并联有欧姆表Ω，第一电阻R1与第二电阻R2的公共端A与信号处理单元相连；滤波器设置于三相电抗器L1与附加直流电源Us的负极之间，包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6，三相电抗器L1的公共端依次经第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6连接附加直流电源Us的负极，第三电阻R3与第四电阻R4的公共端经第二电容C2与三相电抗器L1的公共端相连，第三电阻R3与第四电阻R4的公共端经第三电容C3接地，第四电阻R4与第五电阻R5的公共端经第四电容C4接地，第五电阻R5与第六电阻R6的公共端经第五电容C5接地，三相电抗器L1的公共端还经第七电阻R7接地，三相电抗器L1与第七电阻R7的公共端为中性点N。

信号处理单元包括依次相连的信号采样器、信号比较器、单片机及驱动器，驱动器与执行单元相连，信号采样器包括第一运算放大器IC1、线性光耦合器IC2及第二运算放大器IC3，在本实施例中，线性光耦合器IC2采用LOC11X光耦合器，第一运算放大器IC1的正相输入端经第八电阻R8与检测单元的输出端相连，第一运算放大器IC1的反相输入端经第九电阻R9接地，第一运算放大器IC1的反相输入端还经第七电容C7与线性光耦合器IC2的+LED端（2引脚）相连，线性光耦合器IC2的I1端（4引脚）与第一运算放大器IC1的反相输入端相连，线性光耦合器IC2的I2端（5引脚）与第二运算放大器IC3的正相输入端，第二运算放大器IC3的正相输入端与第二运算放大器IC3的输出端相连，第二运算放大器IC3的反相输入端经第十电阻R10接地，第二运算放大器IC3的输出端与信号比较器相连。

本实用新型还包括漏电自锁单元，漏电自锁单元包括与附加直流电源Us的负极相连的中间继电器KA的线圈，中间继电器KA的常闭触点与交流接触器KM的线圈组成串联电路，串联电路的一端连接交流电源，另一端连接接触器控制电路，交流接触器KM的常开触点设置于检测单元与三相电源之间。

本实用新型在工作时，首先由检测单元检测线路是否发生漏电现象，附加直流电源Us的正极依次经第二电阻R2、第一电阻R1、第七电阻R7、中性点N、三相电抗器L1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及附加直流电源Us的负极组成漏电检测回路，信号采样电路实时采集第二电阻R2两端的电压，并送入信号比较器，信号比较器将采集到的电流信号与额定电流信号进行比较，当线路发生漏电现象时，流过上述漏电检测回路的电流增大，即第一电阻R1与第二电阻R2的公共端A的电流增大，信号比较器输出漏电信号至单片机，单片机通过驱动器驱动脱扣器动作，将断路器断开，保证电力线路和设备安全稳定地运行。信号比较器、单片机及驱动器均为现有装置，其工作原理和工作过程均为现有技术，不再赘述。

当线路发生漏电现象时，中间继电器KA的线圈两端的电压达到其动作电压时，中间继电器KA的常闭触点断开，交流接触器KM的线圈失电，交流接触器KM的常开触点断开，将漏电线路从系统中切除，使之不能送电，只有当故障排除后进行人工送电，线路才能继续运行，防止断路器多次反复跳闸对线路及设备产生损坏。

实施例二

本实施例与实施例一的技术方案相同，区别之处在于：检测器件采用零序电抗L2，零序电抗L2的一端与三相电抗器L1的公共端相连，零序电抗L2的另一端经欧姆表Ω连接附加直流电源Us的负极，附加直流电源Us的正极经第六电容C6与零序电抗L2的另一端相连，附加直流电源Us的正极还接地，零序电抗L2与第六电容C6的公共端B与信号处理单元相连。

本实用新型能够在线路发生单相、双相、三相漏电时及时断开电源，无需额外并联电容，结构简单，动作安全可靠。

Claims (7)

1.一种漏电保护装置，其特征在于：包括用于检测线路是否发生漏电的检测单元、用于对检测单元检测到的信号进行处理的信号处理单元及用于控制电力线路的断路器动作的执行单元，检测单元设置于待保护的线路上，包括附加直流电源、三相电抗器、电网对地绝缘电阻及检测器件，三相电抗器的一端分别连接三相电网，三相电抗器的另一端相连形成公共端后，连接附加直流电源的负极，附加直流电源的正极经检测器件接地，电网对地绝缘电阻依次接地，所述检测器件与信号处理单元相连，信号处理单元的输出端与执行单元相连，所述执行单元采用脱扣器，脱扣器与电力线路的断路器相连。

2.如权利要求1所述的一种漏电保护装置，其特征在于：所述检测器件采用第一电阻及第二电阻，第一电阻和第二电阻串联后，一端连接附加直流电源的正极，另一端接地，第二电阻两端并联有欧姆表，第一电阻与第二电阻的公共端与信号处理单元相连。

3.如权利要求2所述的一种漏电保护装置，其特征在于：所述检测器件还包括滤波器，所述滤波器设置于三相电抗器与附加直流电源的负极之间，包括第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻，三相电抗器的公共端依次经第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻连接附加直流电源的负极，第三电阻与第四电阻的公共端经第二电容与三相电抗器的公共端相连，第三电阻与第四电阻的公共端经第三电容接地，第四电阻与第五电阻的公共端经第四电容接地，第五电阻与第六电阻的公共端经第五电容接地，所述三相电抗器的公共端还经第七电阻接地，三相电抗器与第七电阻的公共端设为中性点。

4.如权利要求1所述的一种漏电保护装置，其特征在于：所述检测器件采用零序电抗，零序电抗的一端与三相电抗器的公共端相连，零序电抗的另一端经欧姆表连接附加直流电源的负极，附加直流电源的正极经第六电容与零序电抗的另一端相连，附加直流电源的正极还接地，所述零序电抗与第六电容的公共端与信号处理单元相连。

5.如权利要求3或4所述的一种漏电保护装置，其特征在于：所述信号处理单元包括依次相连的信号采样器、信号比较器、单片机及驱动器，驱动器与执行单元相连，所述信号采样器包括第一运算放大器、线性光耦合器及第二运算放大器，第一运算放大器的正相输入端经第八电阻与检测单元的输出端相连，第一运算放大器的反相输入端经第九电阻接地，第一运算放大器的反相输入端还经第七电容与线性光耦合器的+LED端相连，线性光耦合器的I1端与第一运算放大器的反相输入端相连，线性光耦合器的I2端与第二运算放大器的正相输入端，第二运算放大器的正相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的反相输入端经第十电阻接地，第二运算放大器的输出端与信号比较器相连。

6.如权利要求5所述的一种漏电保护装置，其特征在于：所述线性光耦合器采用LOC11X光耦合器。

7.如权利要求6所述的一种漏电保护装置，其特征在于：还包括漏电自锁单元，所述漏电自锁单元包括与附加直流电源的负极相连的中间继电器的线圈，中间继电器的常闭触点与交流接触器的线圈组成串联电路，串联电路的一端连接交流电源，另一端连接接触器控制电路，所述接触器的常开触点设置于检测单元与三相电源之间。