CN215681782U - 一种可整定零序电流保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可整定零序电流保护装置，包括底座、上壳和后盖，所述底座内设有第一半截磁芯，所述上壳内设有与第一半截磁芯相对应的第二半截磁芯，所述第二半截磁芯上缠绕有线圈，所述上壳与后盖之间设有脱扣器，所述脱扣器通过导线连接在控制电路板上，所述控制电路板设置在上壳内，所述控制电路板上设有整定模块。

Description

一种可整定零序电流保护装置

技术领域

本实用新型属于现场抽屉开关零序保护领域，具体涉及一种可整定零序电流保护装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

400V PC柜及MCC柜大部分未配置专用零序保护装置，当电气设备自身故障或电缆故障后，会造成开关保护越级或拒动的可能。由于配电用开关本身速断保护为固定值且数值很大，将会造成上级零序保护定值整定较大，同时造成在最末级保护到配置零序保护之间只能用速断保护进行级差配合。这样将有两方面影响：一方面对于400V 末端动力设备发生经过渡电阻故障后，短路电流可能达不到开关本身的速断保护值，因无零序保护，此时需要靠短延时保护动作来切除故障，有可能发生设备烧毁，起不到保护作用；二方面由于末端设备速断保护定值(不可调节)，大于上级开关接地保护的最大值，有可能发生越级跳闸。

为避免现场抽屉开关未设置零序保护导致越级跳闸的发生，需配置零序保护。目前市场上有马达保护器等综合性保护，费用较高，安装占用空间较大，环节复杂；现场施工中有安装零序CT和零序继电器分体式零序保护，同样存在占用空间较大，安装不便捷，整定不方便等问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种可整定零序电流保护装置，本实用新型可将零序电路互感器和零序继电器功能整合到一起，配备整定模块和脱扣器，灵活整定，可实现动作后自动脱扣，设备自动跳闸的功能。

根据一些实施例，本实用新型采用如下技术方案：

一种可整定零序电流保护装置，包括底座、上壳和后盖，所述底座内设有第一半截磁芯，所述上壳内设有与第一半截磁芯相对应的第二半截磁芯，所述第二半截磁芯上缠绕有线圈，所述上壳与后盖之间设有脱扣器，所述脱扣器通过导线连接在控制电路板上，所述控制电路板设置在上壳内，所述控制电路板上设有整定模块。

在一个实施例中，所述底座的顶部开设有第一凹槽。

在一个实施例中，所述第一半截磁芯的外壁与第一凹槽的内壁相贴合。

在一个实施例中，所述底座的一侧设有第一连接件，另一侧设有第一连接轴。

在一个实施例中，所述上壳的底部设有第二凹槽。

在一个实施例中，所述第二半截磁芯的外壁与第二凹槽的内壁相贴合。

在一个实施例中，所述上壳的一侧设有第二连接件，另一侧设有第二连接轴；所述第一连接件和第二连接件通过螺栓连接，所述第一连接轴和第二连接轴连接。

在一个实施例中，所述脱扣器通过固定销设置在上壳的一侧，所述控制电路板设置在上壳的另一侧。

在一个实施例中，所述后盖与上壳通过固定螺栓连接。

在一个实施例中，所述线圈引出导线焊接在控制电路板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型不仅兼备零序电路互感器和零序保护功能，同时具有占用空间小、便于安装、整定便捷等优点，弥补了目前低压配电装置内无零序保护的缺陷，有较大的推广价值。

本装置可将零序电路互感器和零序继电器功能整合到一起，配备整定模块和脱扣器，灵活整定，可实现动作后自动脱扣，设备自动跳闸的功能。安装便捷，可以直接将可整定零序电流保护装置固定在抽屉开关内，或者直接夹到电缆上。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型的可整定零序电流保护装置的爆炸图；

图2是本实用新型的可整定零序电流保护装置的主视图；

图3是本实用新型的可整定零序电流保护装置的后视图；

图4是本实用新型的可整定零序电流保护装置的俯视图；

图5是本实用新型的可整定零序电流保护装置的左视图；

图6是本实用新型的可整定零序电流保护装置的右视图；

图7是本实用新型的可整定零序电流保护装置的轴侧图；

图8是本实用新型的控制电路板内的电源的电路图；

图9是本实用新型的控制电路板内的脱扣模块的电路图；

图10是本实用新型的控制电路板内的零序CT的电路图；

图11是本实用新型的控制电路板内的整定模块的电路图；

图12是本实用新型的控制电路板内的STM32F100VBT6型号的芯片管脚接线的电路图；

其中，1、底座，2、第一凹槽，3、第一连接轴，4、第二凹槽， 5、固定螺栓，6、后盖，7、第一螺纹孔，8、脱扣器，9、固定销， 10、上壳，11、整定模块，12、控制电路板，13、电源装置，14、第二半截磁芯，15、线圈，16、第一半截磁芯，17、第二连接件，18、第一连接件，19、复位按钮，第二连接轴和第二螺纹孔在图中并未画出。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

本实施例提供了一种可整定零序电流保护装置。

如图1-7所示，一种可整定零序电流保护装置，包括底座1、上壳10和后盖6，所述底座1内设有第一半截磁芯16，所述上壳10内设有与第一半截磁芯16相对应的第二半截磁芯14，所述第二半截磁芯14上缠绕有线圈15，所述上壳10与后盖6之间设有脱扣器8，所述脱扣器8通过导线连接在控制电路板12上，所述控制电路板12设置在上壳10内，所述控制电路板12上设有整定模块11。

其中，所述线圈15引出两根导线焊接在控制电路板12上，整定模块11与控制电路板12通过导线连接。整定模块11采用多档位旋钮，多达10个或16个档位，方便用户精确设定保护电流。即使断电也能设定，特别适合抽屉开关柜使用。控制电路板12上设有电源装置13。电源装置13预留外接线端子，可接220VAC电源或220VDC 电源，为控制电路板12提供电源。控制电路板12内设有单片机，单片机的型号采用STM32F100VBT6型号的芯片。

底座1的顶部开设有第一凹槽2，第一半截磁芯16的外壁与第一凹槽2的内壁相贴合。所述第一凹槽2呈半圆型，第一半截磁芯 16的外壁也呈半圆型。需要说明的是，第一凹槽2和第一半截磁芯 16也可以是别的其他形状，本实施例在此不作限定。

第一半截磁芯16的外壁与第一凹槽2的内壁通过灌环氧树脂胶水固定在一起，需要说明的是，上述固定方式不一定采用灌环氧树脂胶水，只要能够实现第一半截磁芯16的外壁与第一凹槽2的内壁相互贴合的技术方案都属于本实用新型的保护范围。

底座1的一侧设有第一连接件18，另一侧设有第一连接轴3。上壳的一侧设有第二连接件17，另一侧设有第二连接轴；所述第一连接件18和第二连接件17通过螺栓连接，所述第一连接轴3和第二连接轴连接。第一连接件18和第二连接件17共同构成连接机构。

所述上壳10的底部设有第二凹槽4，绕有线圈15的第二半截磁芯14的外壁与第二凹槽4的内壁相贴合。所述第二凹槽4呈半圆型，第二半截磁芯14的外壁也呈半圆型。需要说明的是，第二凹槽4的形状和第二半截磁芯14的形状也可以是别的其他形状，本实施例在此不作限定。

绕有线圈的第二半截磁芯14的外壁与第二凹槽4的内壁通过灌环氧树脂胶水固定在一起，需要说明的是，上述固定方式不一定采用灌环氧树脂胶水，只要能够实现第二半截磁芯14的外壁与第二凹槽 4的内壁相互贴合的技术方案都属于本实用新型的保护范围。

底座1和上壳10通过螺栓连接后，构成的可整定零序电流保护装置中间有通孔，在使用时，电缆穿过通孔。

第一半截磁芯16与绕有线圈的第二半截磁芯14共同构成了零序电流互感器。采用可分、合的零序电流互感器设计，无论新盘柜安装，还是老旧盘柜改造，都很方便。新盘柜安装，则直接把电缆穿过可整定零序电流保护装置的通孔即可；老旧盘柜改造，先把螺栓松开，再把可整定零序电流保护装置的连接机构分开，将电缆放入，最后紧固螺栓闭合零序电流互感器。

所述脱扣器通过固定销设置在上壳的一侧，所述控制电路板设置在上壳的另一侧。其中，第二凹槽均设置在脱扣器和控制电路板的下方。具体的，脱扣器通过固定销，卡在上壳的右侧，再装上后盖，脱扣器的线圈通过两根导线焊在控制线路板上。整定模块(旋钮)焊接在控制线路板上方，控制线路板卡在上壳的左侧上方卡槽里，采用灌环氧树脂胶水将控制线路板固定在上壳的左侧上方卡槽里，同时满足防潮要求。需要说明的是，上述固定方式不一定采用灌环氧树脂胶水，只要能够实现控制线路板与上壳左侧上方卡槽相互贴合的技术方案都属于本实用新型的保护范围。

后盖外形呈方形，后盖的四个角上设有第一螺纹孔，上壳的设有第二螺纹孔，第一螺纹孔的孔径与第二螺纹孔的孔径相同，第一螺纹孔与第二螺纹孔通过固定螺栓连接。

工作原理：

如图8-12所示，三相电流ia、ib、ic穿过零序电流互感器，根据“基尔霍夫定律”，iL＝ia+ib+ic,若三相电流ia、ib、ic平衡，则零序电流iL为0，否则零序电流iL大于0，并且在零序电流互感器二次侧线圈感应出二次电流iL'(iL'＝iL/CT变比)；这个二次电流iL'接入单片机ADC输入端，单片机进行采样分析计算，得到对应的零序电流iL；

如图9、11所示，单片机同时从“整定模块”的旋钮上读取设定值ik，若零序电流iL小于设置值ik，则输出低电平，三极管不导通，“脱扣模块”不动作。

若零序电流iL大于设置值ik，则输出高电平，三极管导通，“脱扣模块”上的线圈得电，脱扣动作，脱扣器上的复位按钮19弹起，常闭接点打开，常开接点闭合。触发用户端电路的断路器跳闸，或者发出报警信号，或者远传给后台系统。

运维人员可以根据脱扣器上的按钮是否弹起，在现场很容易判断零序电流是否过载。整个控制由高效率的32位单片机进行，由于采用半波计算法，在20毫秒内完成一次。

上述计算分析，周而复始运行，达到快速保护目的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种可整定零序电流保护装置，其特征在于，包括底座、上壳和后盖，所述底座内设有第一半截磁芯，所述上壳内设有与第一半截磁芯相对应的第二半截磁芯，所述第二半截磁芯上缠绕有线圈，所述上壳与后盖之间设有脱扣器，所述脱扣器通过导线连接在控制电路板上，所述控制电路板设置在上壳内，所述控制电路板上设有整定模块。

2.根据权利要求1所述的可整定零序电流保护装置，其特征在于，所述底座的顶部开设有第一凹槽。

3.根据权利要求2所述的可整定零序电流保护装置，其特征在于，所述第一半截磁芯的外壁与第一凹槽的内壁相贴合。

4.根据权利要求1所述的可整定零序电流保护装置，其特征在于，所述底座的一侧设有第一连接件，另一侧设有第一连接轴。

5.根据权利要求1所述的可整定零序电流保护装置，其特征在于，所述上壳的底部设有第二凹槽。

6.根据权利要求5所述的可整定零序电流保护装置，其特征在于，所述第二半截磁芯的外壁与第二凹槽的内壁相贴合。

7.根据权利要求4所述的可整定零序电流保护装置，其特征在于，所述上壳的一侧设有第二连接件，另一侧设有第二连接轴；所述第一连接件和第二连接件通过螺栓连接，所述第一连接轴和第二连接轴连接。

8.根据权利要求1所述的可整定零序电流保护装置，其特征在于，所述脱扣器通过固定销设置在上壳的一侧，所述控制电路板设置在上壳的另一侧。

9.根据权利要求1所述的可整定零序电流保护装置，其特征在于，所述后盖与上壳通过固定螺栓连接。

10.根据权利要求1所述的可整定零序电流保护装置，其特征在于，所述线圈引出导线焊接在控制电路板上。

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