CN2417620Y - 一种就地回零式漏电保护控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种就地回零式漏电保护控制装置,涉及电力供电控制装置领域。其特征是设置了相位放大器1,其输入回路并接在漏电流取样互感器CT₁之输出线圈上,其输出回路的一端接供电网络之中性线O,另一端接回零控制器2的控制极。而回零控制器2的工作回路一端接供电网络之中性线O,另一端接地D,其输出端接动作控制器3的控制极。在动作控制回路中串接有电源开关KJ₁的动作线圈J₁,动作回路接在火线与中性线O之间。

Description

一种就地回零式漏电保护控制装置

本实用新型涉及电力供电控制装置领域，具体涉及一种就地回零式漏电保护控制装置。

现有的漏电保护器、漏电保护断路器虽然在单独使用时可以较好地起到保护作用，但如应用于较大的低压供电系统中，在多级、多点使用时，就会产生许多难以解决的矛盾，以致造成保护动作不正常，供电不正常。具体有以下问题：

1．使用现有的漏电保护器(开关)，供电网络的中性线(零线)必须可靠接大地，这样以来，就给漏电构成了一个永久性回路，因此会造成一定程度的加大漏电损耗。

2．由于只在变压器低压侧中性点处直接接大地，又由于电网涉及面积太，用电户布点密集，可能产生的漏电点太多，而造所有的漏电点的漏电流都会立即通过接中性点的地线回零，这样会造成供电网络的总保护遭受干扰多，动作太频繁，因而造成停电面积大、次数多、操作多，使有关管理人员及用电户很难接受。

3．由于现有技术是直接用漏电信号控制保护动作的，当线路中遭受如雷电、奇形电流波等干扰时，也会保护动作，因而抗干扰能力差。

4．为了解决抗干扰问题，有的增大动作电流和延长动作时间，以及增设重合动作功能。显然，这虽然能解决一点问题，但却使某些区段降低或失去了对人畜的保护作用，失去了本来的意义。

本实用新型的目的就是为了克服上述缺点，从根本上解决漏电保护技术中存在的干抗和被干扰的问题，提供一种就地回零式漏电保护控制装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种就地回零式漏电保护控制装置，其所述的漏电保护控制装置，是一种将供电线路之火线对大地的漏电流，在本漏电保护控制装置的自动控制下，通过本漏电保护控制装置就地回零(中性线)，而不是在变压器中性点处或中性线(零线)的其他处回零(中性线)。用这样的办法大幅度降低漏电流对前级和其他漏电保护装置的干扰。同时，所述的漏电保护控制装置采用了各自独立作用的漏电区域识别，对干扰的识别，漏电强度识别这三重识别控制按序分步投入工作的新技术，其一是非本保护区域的漏电打不开本漏电保护控制装置，其二是非真正的漏电流信号很难打开本漏电保护控制装置，既使偶然打开了，由于事实上没有漏电流，本漏电保护控制装置也不动作。其三是弱小瞬间的漏电流虽然可以打开本漏电保护控制装置，但在设有一定的强度时，保护装置也不动作。当发生在本保护区域内，确有一定强度的漏电时则可以准确、迅速地启动本保护装置，实施停电保护。用这样的办法去从根本上解决漏电保护装置的抗干扰问题。其结构特征在于：

在其机壳(架)体上设置了接地端子(或转接扦孔)D。

在供电网络之中性线O与接地端子(或转接扦孔)D之间，通过K1串接有回零控制元件SCR₁及电阻R₂、R₃、W₁，在W₁的中心抽头接有SIAC₁(或DW₁)，其另一端与漏电保护动作控制元件SCR₂的控制极相连。

在供电网络之中性线O与回零控制元件SCR₁之控制极之间接有由BG₁、BG₂等组成的相位放大器。

在漏电回零回路和漏电动回路之间采用光电藕合器MOC₁，其电发光回路通过BG₃接入漏电回零回路，其光电回路串入J₁后，一端接O线另一端接火线。

在回零控制元件SCR₁之阴极、供电网络之火线、地D三者之间设有转换开关K₁(或转接扦孔)。

本实用新型的应用可产生如下积极效果：

1．由于本实用新型首先使用了漏电流就地回零新技术，不但从根本上解决了本级漏电保护对上级及其他漏电保护设备的干扰，而且还可以有效地抑制供电网络的中性线零位偏移，提高供电质量。

2．由于本实用新型首先应用相位放大器放大漏电信号，首先使用了各自独立作用的三重识别(漏电区域识别、对干扰的识别、漏电强度识别)控制按序分步投入工作的新技术，从而从根本上解决了干扰对本实用新型的影响。

3．由于本实用新型解决了干扰和被干扰的问题，且灵敏度高，工作可靠，将其配套应用于供电网络中，既能起到良好的稳定电网的作用又能可靠保证人畜触电安全。

4．本实用新型适用于供电网络的多级保护，也可适用于电网中性点(零线)接地和不接地两种场合，不仅适用于三相电和单相电，也适用于各种漏电保护装置和漏电保护断路器。因而具有极大的实用性和宽广的适用范围。

下面结合附图与具体实施方案，对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型电路构成框图。

图2为本实用新型电路原理接线图之一。

图3为本实用新型电路原理接线图之二。

图4为本实用新型电路原理接线图之三。

图5为本实用新型电路原理接线图之四。

图2为本实用新型的电路原理接线图之一，它适用于单相供电网络它的具体接线原理如下：

其中，电流互感器CT₁为漏电流采样元件，供电线路之火线、O线一起从其中心孔内穿过。CT₁之输出线圈两端分别接在BG₁ BG₂的相互连接在一起的b极和e极上，构成了漏电信号的输入回路。为了防止BG₁、BG₂反向电流，在它们的c极上分别接有D₁和D₂，D₁和D₂的另一端相互连在一起后接R₁，R₁接供电网络之中性线O。BG₁、 BG₂的e极通过电容器C₁接漏电流回零控制元件SCR₁的控制极，通过SCR₁的阴极、K₁的1-2接地D，构成了相位放大器的工作回路。显然，相位放大器的工作回路就是漏电回零控制元件SCR1的控制回路。BG₁、BG₂、D₁、D₂、R₁、C₁构成了一个完整的全波相位检波放大器。

漏电流回零控制电路由SCR₁、R₂相串连而成，其上端接供电网络之中性线O，下端通过K₁的1、2接地D，或通过K₁的1、3接火线。

与R₂并连的W₁、R₃构成了漏电动作信号取样电路，W₁的中心抽头通过双向触发管SIAC₁接漏电保护动作控制元件SCR₂的控制极。显然W₁、R₂是漏电保护动作控制信号的输出和动作值整定回路，其中调整W₁可准确整定动作值，SIAC₁可以使动作点更确切。

漏电保护动作控制元件SCR₂，动作线圈J₁，R₄相串连构成了漏电保护动作控制回路，其一端接供电线路之中性线O，另一端接火线。其中J₁是主电源开关KJ₁中设置的漏电保护动作脱扣线圈。

K₂与R₅相串连后，一端接(CT₁外测)供电线路火线，另一端接(CT₁内侧)供电线路之中性线O，形成了漏电保护动作试验电路。

本实用新型的工作过程如下：

当火线对地产生漏电回路R_L时，便会通过其他通路产生少量的发散漏电流i_f，此电流越CT₁，于是CT₁二次输出线圈便有漏电流信号输入相位放大器，如果CT₁输出的漏电流信号与加在相位放大器工作端的电源(即火线漏地后与O线之间的电压)同相位，则相位放大器工作，其工作电流经C₁微分成正负脉冲后流经回零控制元件SCR₁的控制极和阴级，形成了SCR₁的触发电流。

SCR₁在触发电流的作用下导通，这时漏电发散电流i_f因SCR₁的导通(阻抗很小)迅速收殓于i_H，形成了漏电就地回零电流。由于i_f回路的阻抗比i_H回路的阻抗大得多，这时i_H≈i_L。这时i_H的大小取决于漏电程度即漏电阻R_L的大小。

在i_H达不到漏电保护动作值时，在W₁上的压降较小，打不开SIAC₁ SCR₂不导通。这时如漏电消失，CT₁无信号输出，相位放大器BG₁、BG₂截止，SCR₁也截止，一切恢复正常。当i_H达到漏电保护动作值时，在W₁中心抽头处的分压导通SIAC₁，给SCR₂的控制极一触发电流，SCR₂工作导通，电磁线圈J₁将电源开关脱扣，KJ₁开断，实施停电保护。

当本实用新型运用于供电网络中性线不直接接地系统时，开关K₁之1-2通，此时中性线接地应视为系统故障，必须立即排除。

当本实用新型运用于供电网络中性线直接接地系统时，开关K₁之1-3通，其功能与现行技术类同。

图3是为使本实用新型适用于三相用电而设计的，它与图2所示本质上是一个样的。由于在三相用电中，a、b、c三相火线都有可能对地发生漏电，而保护动作回路的电源只能接在一相火线上，这样就容易产生漏电回零回路和漏电动作回路中的电相位不配合，因此再采用图2所示的配合方法就不适用了。为了解决这个矛盾，在图3所示的漏电回零回路中，设计了由R₂、R₃、D₃、D₄、R₄、C₂、W₁组成的全波整流电路和漏电动作信号采样回路。即把漏电回零电流的一部分变成直流，经R₄、C₂滤波后，由W₁完成漏电动作信号的采样任务。又由于W₁所采漏电动作信号与动作控制回路的电源(O线与火线间)没有公共点，漏电动作信号无法直接触发动作控制回路工作，因此在漏电动作信号回路与漏电动作控制回路之间选用了光电藕合器MOC₁，用它完成漏电动作信号至漏电动作控制回路的电隔离和光传递。用W₁可以整定漏电动作值，从W₁的中心抽头到光电藕合器MOC₁中间接BG₃和DW₁，目的是为了使漏电保护动作点更确切。

其于上述原因，图3所示的适用三相电的漏电保护控制装置，只能在电网中性线(O线)不直接接地的情况下使用。

本实用新型的另一种优选方案见图4、图5。与图2、图3所示一样，也是运用漏电流就地回零原理和三重识别(对干扰的识别、漏电区域识别，漏电强度识别)控制按序分步投入工作的新技术，结构上由相位放大器，回零控制器和保护动作控制器三个部分组成。具有结构简单抗干扰、不施放干扰等优点。与图2、图3所示相比，其区别仅在于它所采用的漏电信号放大器是半波相位检波放大器，其余结构是一样的。图4、图5所示的半波相位检波放大器的具体结构是这样的：由BG₁、R₁构成主放大器，其b、e输入端接R₇、DW₂，DW₂和R₇的连接端接C₃，C₃和DW₂的另一端分别接漏电流采样互感器之二次线圈的两端。BG₁的c极接R₁，R₁的另一端与BG₂的c极相连后接D₁，D₁的另一端接供电线路之O线O。BG₂的b级接BG₁的e极，BG₂的e极接R₈和C₁，R₈的另一端通过K₁的1-2接地D。C₁接漏电回零控制元件SCR₁的控制极。这样由BG₁、BG₂、R₁、R₂、R₈、C₁构成了一个完整的半波相位检波放大器。其具体工作过程是：当供电线路火线对地发生漏电时，CT₁之二次线圈有漏电信号输出，以BG₁的e极为基点，当漏电信号是正半波时，漏电信号通过C₃、R₂流经BG₁的b、e极，这时放大后的电流流经C₁和SCR₁的控制极和阴极，SCR₁正向导通。在这个过程中C₃和C₁分别被充电。当漏电流信号负半圈到来时，给C₃反充电，BG₁、BG₂截止。这时在正半同时C₁上的电储存开始通过R₃、SCR₁的阴极及控制极反放电，这时正置SCR₁的阴极存在正半周电源，于是SCR₁反向导电，这样就形成了漏电流就地回零。以后的动作情况与图2、图3所示相同，不重复。

由以上结构特征可以看出，从本质上讲，图4、图5是图2、图3所示技术方案的另外一种形式，仅仅是所采用漏电信号放大器是全波相位检波还是半波相位检波而已，这是本实用新型的两套优选方案。

对本实用新型作漏电试验时，开关K₁置1-3通位置，关合K₂，KJ₁应漏电保护动作跳闸断电。

从以上工作过程，可以看出，这种漏电保护控制器有如下特点：

1．选用了相位检波放大器放大漏电信号，具有极强的抗干扰性能。

2．只有本保护区段内漏电流信号才能启动相位放大器BG₁、BG₂因为非本保护区段内的漏电，本保护的CT₁无信号输出，所以不受非本保护区段内漏电的干扰。

3．漏电动作信号来源于漏电回零电路，而漏电回零电路的工作电源是漏电流，属于漏电流控制动作而不是CT₁输出的漏电信号控制动作，而且只有在i_L达到动作整定值时，才能驱动SCR₂及J₁，实施停电保护。用这种漏电流控制动作(而不是用信号控制)的办法，从根本上解决抗干扰的问题。

4．当在本保护区段内出现漏电回路R_L时，漏电流i_L刚一入地那一瞬间是发散的，较小的发散漏电流i_F更可打开BG₁，BG₂、SCR₁，SCR₁一打开，发散的漏电流立即收敛于i_H，这样就实现了漏电流通过本控制装置自动就地回零。

5．本实用新型设置了运行状态转换开关K₁，转换该开关，运用于单相电时可使本保护器适用零序接地和不接地两种情况。

很显然，上述1-3说明，由于非漏电信号(对干扰的识别)、非本保护区段漏电(漏电区域识别)、非漏电达到一定量(漏电强度识别保护不动作，因此可大幅度提高本实用新型的抗干扰能力，4则说明由于漏电流就地自动回零，可以大大减小本保护区段内的漏电对别处漏电保护设备的干扰。

其设计新颖，结构简单，容易推广，适用范围大，社会效益好。

Claims (6)

1．  一种就地回零式漏电保护控制装置，其特征在于：所述的漏电保护控制装置，设计了由BG₁、BG₂等组成的相位放大器，其输入端BG₁、BG₂的b、e极接漏电流取样电流互感器CT₁之输出线圈。其工作回路的一端通过R₁接供电网络之中性线(O线)O，另一端通过C₁接漏电流回零控制元件SCR₁的控制极；SCR₁的工作回路的一端通过R₂、R₃、W₁接供电网络之中性线(O线)O，另一端通过K₁接地D；W₁的中心抽头通过SIAC₁(或DW₁)接动作控制元件的控制极；在动作控制回路中串接有电源开关KJ₁的动作电磁线圈J₁及R₄；动作控制回路的两端分别接火线和零线；K₁的公共点1接回零控制元件SCR₁的阴极，2接地D，3接火线。

2．根据权利要求1所述的就地回零式漏电保护控制装置，其特征在于：其机壳(架)体上设置了接地端子(或转接孔)D。

3．根据权利要求1所述的就地回零式漏电保护控制装置，其特征在于：在供电网络的中性线O和地端子(或转接孔)D之间通过K₁接有回零控制元件SCR₁及电阻R₂、R₃、W₁，W₁的中心抽头接有SIAC1或DW₁，其另一端与漏电动作控制元件SCR₂之控制极相连。

4．根据权利要求1所述的漏电保护控制装置，其特征在于：在供电网络之中性线O与回零控制元件SCR₁的控制极之间接有由BG₁、BG₂等组成的相位放大器。

5．根据权利要求1所述的漏电保护控制装置，其特征在于：在漏电回零回路和漏电动作回路之间采用光电藕合器MOC₁，其电光回路通过GB₃接入漏电回零回路，其光电回路串入J₁后，一端接O线，另一端接端接火线。

6．根据权利要求1所述的漏电保护控制装置，其特征在于：在回零控制元件SCR₁、供电网络之火线、接地端子D三者之间设有运行方式转换开关K₁(或转接扦孔)。

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