矢量差型触电保护器制造技术

本实用新型专利技术矢量差型触电保护器。适用于低压配电网中发生人、畜触电以及线路设备漏电时进行保护。主要由交流接触器，零序电流互感器、触电保护器控制电子元件，以及一整套控制线路、外壳、面板组成。该触电保护器解决了低压电网中的漏电保护和矢量差触电保护问题。它具有触电灵敏度高，并且与线路的漏电大小无关，确保人、畜和设备安全，具有自动重合闸功能，提高了投运率，减少了维护电工的工作量。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术矢量差型触电保护器，适用于低压配电网中发生人、畜触电以及线路设备漏电时进行保护。属漏电电流动作保护器。目前国内外普遍采用的漏电保护器以漏电电流(通过漏电保护器主回路电流的矢量和)的大小作为动作依据，在低压配电网中发生触电时，漏电电流实际上有两部分组成(见附图3)其中之一为三相不平衡漏电流(I’△)，其二为人体触电电流(ICD)，当合成电流(I△)大于漏电保护器的额定漏电动作电流(I△n)时，保护器动作，切断电源。理论和实践证明，由于I’△的存在。在人、畜触电时，漏电动作电流(I△n)和使保护器动作而通过人体的触电动作电流(ICDQ)是不相对应的，其关系式表达如下ICDQ=IΔn2-(IΔ′sinα)2-IΔ′cosα]]>由上式不相对应的关系可知，触电电流ICD必须大于ICDQ，漏电保护器才动作。而在较多场合，尽管通过人体触电电流(ICD)大于I△n，但小于ICDQ保护器不会动作，即存在不灵敏动作死区或不灵敏动作相。特别在低压触电网中，由于I△偏大，这时为了提高投运率保证供电。I△n必须大于I’△，这样人身触电动作电流必然增大，不灵敏动作死区范围也扩大，触电保护的成功率将下降，保护器的投运率和触电保护的成功率是漏电保护器不易克服的一个矛盾。本专利技术的目的是提供一种新颖的矢量差型触电保护器，解决了低压电网中的漏电保护和矢量差触电保护问题，它具有触电灵敏度高，并且和线路的漏电大小无关，确保人、畜和设备安全，具有自动重合闸功能，提高了投运率，减少了维护电工的工作量。矢量差型触电保护器主要结构由交流接触器CJ。另序电流互感器CT，矢量差型触电保护器电子元件线路部分及安装元件的外壳、面板等，属组合式保护器。触电保护器面板上装有漏电动作指示发光二极管F1、工作指示灯F2，电源开关K，试验按钮T，触电保护器外壳下端具有电源进线端3、4，输出控制端1、2，外壳上端具有触电信号输入端1’、2’试验信号的输入端4’、5’。交流接触器连接在电源电路中，它受触电保护器控制，以对被保护的主回路进行控制，另序电流互感器CT穿入被保护线路中，被保护线路中的漏电电流和触电电流经它在次级反映出来(USr)。触电保护器外壳内装有矢量差型触电保护器电子元件组装成的线路板，触电保护器控制线路主要由电源部分、信号干扰及放大电路、漏电保护的测量与比较电路、矢量差触电保护测量与比较电路、输出控制及自动重合闸部分、一次送电控制电路、触电试验部分构成。电源部分有辅助电源的降压变压器B，初级接至主回路的电源侧，次级连接有电源开关K，桥式整流器D1～D4，三端式集成稳压块SW，滤波电容C1、C2、C3、C4、C5，分压电阻R1、R2，由电阻R3、R4运算放大器S1组成采用运算放大器的1／2电压分压器。信号抗干扰及放大电路有滤除高频干扰的电阻R5，电容C6由电阻R6、R7、R8、R9，电容C7、C8、C9、C10，运算放大器S2构成的滤除高次谐波的有源滤波器，电阻R15R16R17，运算放大器S3构成的放大信号的线性放大器。漏电保护测量与比较电路有半波整流二极管D5、由电容C15C16与电阻R18、R19构成的л型滤波电路，由电阻R25可调电阻W1构成比较电压的分压调节器，漏电测量、比较运算放大器S4，漏电动作指示灯F1，W1用来整定额定漏电动作电流值。矢量差触电保护测量比较电路为由电阻R10、R11、R12R13，电容C11、C12、C13、C14和运算放大器S5构成选取触电信号的有源滤波器，由电阻R14、R21、R22、R23、R24，整流二极管D6、D7电容C17、运算放大器，S6、S7构成的将触电信号变为脉冲信号的全波整流电路，由电容C18、电阻R26、R27构成脉冲耦合电路，由电阻R28、可调电阻W2构成的比较电压调节器，触电电流的测量、比较放大器S8组成。比较电压调节器用于整定触电动作值。输出控制及自动重合闸部分，二极管D8、电阻R29为漏电控制输入端，二极管D9、电阻R32、R36为触电控制输入端，由电阻R34、R35，电容C20，二极管D10构成重合闸时间控制电路，控制三极管BG1、BG2，控制三极管集电极电阻R37输出控制继电器线圈J1，其接点控制交流接触器CJ，工作指示灯F2。一次送电控制电路由电阻R30，电容C19、电阻R31构成时间控制电路和短路三极管BG3，二极管D11构成该电路。防止合上电源开关K送电时出现的立即跳闸现象。触电试验部分由试验按钮T、试验电阻R39构成。矢量差型触电保护器包括漏电保护和矢量差触电保护两部分。人体触电是突然发生的，触电电流即为触电前后漏电流的矢量差I△－I’△＝ICD(附图3)，现选用专门的矢量差测试电路，直接测得触电电流(ICD)，因为是突变量，所以测得的是个变化量(具有脉冲性质)，它与触电前漏电流的大小和相角无关，当变化量(ICD)大于额定触电动作电流(△In)时，触保器动作切断电源，从而保护人身安全。因所测变化量即反映ICD。与I’△无关，所以三相触电灵敏度一致，不存在不灵敏动作死区或不灵敏相，对于线路绝缘或其它原因引起的稳定或缓慢变化的漏电流仍用漏电保护办法进行保护，但这时主要考虑保护设备安全，所以额定漏电动作值(I△n)可增大，从而确保了投运率。为了减少维护电工的工作量和提高投运率，触电保护还设置了自动重合闸功能，当人身触电，保护器动作切断电源后，考虑触电者有可能立即主动或被动脱离电源，所以经30秒左右自动合闸，恢复正常供电。若30秒内触电者未脱离电源，则自动重合后漏电保护随即动作，永久切断电源以保证触电者安全。待电工恢复供电。总之，利用矢量差触电保护提高灵敏度(△In)，确保人身安全，利用降低漏电保护的灵敏度(如I△n＞100毫安)，以确保正常供电，提高了提运率。在一定场合，采用矢量差型触保器一级保护可达到漏电保护器二级保护的作用，从而取得经济效益。以下将结合附图对本专利技术作进一步详细说明。附图说明图1是矢量差型触电保护器电气原理图。图2是矢量差型触电保护器安装接线图。图3是漏电和触电电流的矢量图。参照图1、图2矢量差型触电保护器主要结构由触电保护器外壳面板，交流接触器CJ，另序电流互感器CT，以及矢量差型触电保护器电子元件线路部分构成。图中CJ为普通交流接触器，它受触电保护器控制，以对被保护的主回路进行控制，CT为穿入被保护线路的漏电电流和触电电流经它在次级反映出来，(USr)；其余电路为矢量差型触保器的全部电路。B为辅助电源的降压变压器，初级接至主回路的电源侧，合上电源开关K，接通次级低压电源，触保器即投入运行，经K和桥式整流电路(D1～D4)得到辅助直流电压，C1、C4为滤波电容，经三端式集成稳压块SW，输出得到稳定的直流电源，供给运算放大器S1和其它电路使用，C3为滤波电容，经过稳压可使主回路电压在＋10％～－15％范围内变化时，确保触保器的测量电路和其它控制电路能精确地工作，因运算放大器需要双电源才能工作，所以利用R1，R2把直流电压分成上下各半。经过R3、R4和S1，使S1输出端的电位始终与R1，R2连接点的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有交流接触器ＣＪ、另序电流互感器ＣＴ↓〔１〕触电保护器控制电子元件、线路部分，安装元件的外壳、面板构成的矢量差型触电保护器，其特征是：矢量差型触电保护器面板上装有漏电动作指示发光二极管Ｆ↓〔１〕、工作指示灯Ｆ↓〔２〕，电源开关Ｋ、 试验按钮Ｔ，触电保护器外壳下端具有电源进线端３、４、输出控制端１、２，外壳上端具有触电信号输入端１、２，试验信号的输入端４’、５’；矢量差型触电保护器控制线路主要由电源部分，信号抗干扰及放大电路、漏电保护的测量与比较电器、矢量差触电保护 测量与比较电路、输出控制及自动重合闸部分，一次送电控制电路、触电试验部分构成；Ａ、电源部分有辅助电源的降压变压器Ｂ，初级接至主回路的电源侧，次级连接有电源开关Ｋ，桥式整流器Ｄ↓〔１〕～Ｄ↓〔４〕，三端式集成稳压块ＳＷ，滤波电容Ｃ↓〔１〕 、Ｃ↓〔２〕、Ｃ↓〔３〕、Ｃ↓〔４〕、Ｃ↓〔５〕，分压电阻Ｒ↓〔１〕、Ｒ↓〔２〕，由电阻Ｒ↓〔３〕、Ｒ↓〔４〕运算放大器Ｓ↓〔１〕组成，采用运算放大器的１／２电压分压器；Ｂ、信号抗干扰及放大器有：滤除高频干扰的电阻Ｒ↓〔５〕、电容Ｃ↓〔 ６〕由电阻Ｒ↓〔６〕、Ｒ↓〔７〕、Ｒ↓〔８〕、Ｒ↓〔９〕电容Ｃ↓〔７〕、Ｃ↓〔８〕、Ｃ↓〔９〕、Ｃ↓〔１０〕运算放大器Ｓ↓〔２〕构成的滤除高次谐波的有源滤波器，电阻Ｒ↓〔１５〕、Ｒ↓〔１６〕、Ｒ↓〔１７〕，运算放大器Ｓ↓〔３〕构成的放大信号的线性放大器；Ｃ、漏电保护测量与比较电路有：半波整流二极管Ｄ↓〔５〕，由电容Ｃ↓〔１５〕、Ｃ↓〔１６〕与电阻Ｒ↓〔１８〕、Ｒ↓〔１９〕构成的丌型滤波电器；由电阻Ｒ↓〔２５〕、可调电阻Ｗ↓〔１〕构成比较电压的分压调节器；漏电测量、比较运算 放大电路Ｓ↓〔４〕、漏电动作指示灯Ｆ↓〔１〕；Ｄ、矢量差触电保护测量比较电路为：由电阻Ｒ↓〔１０〕、Ｒ↓〔１１〕、Ｒ↓〔１２〕、Ｒ↓〔１３〕、电容Ｃ↓〔１１〕、Ｃ↓〔１２〕、Ｃ↓〔１３〕、Ｃ↓〔１４〕与运算放大器Ｓ↓〔５〕构成选取触电信 号的有源滤波器，由电阻Ｒ↓〔１４〕、Ｒ↓〔２１〕、Ｒ↓〔２２〕、Ｒ↓〔２３〕、Ｒ↓〔２４〕整流二极管Ｄ↓〔６〕、Ｄ↓〔７〕电容Ｃ↓〔１７〕运算放大器Ｓ↓〔６〕、Ｓ↓〔７〕构成的将触电信号变为脉冲信号的全波整流电路，由电容Ｃ↓〔１８〕电阻Ｒ〔２６〕、Ｒ↓〔２７〕构成脉冲耦合电路，由电阻Ｒ↓〔２８〕可调电阻Ｗ↓〔２〕构成的比较电压调节器，触电电流的测量比较放大器Ｓ↓〔...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有交流接触器CJ、另序电流互感器CT1触电保护器控制电子元件、线路部分，安装元件的外壳、面板构成的矢量差型触电保护器，其特征是矢量差型触电保护器面板上装有漏电动作指示发光二极管F1、工作指示灯F2，电源开关K、试验按钮T，触电保护器外壳下端具有电源进线端3、4、输出控制端1、2，外壳上端具有触电信号输入端1′、2′，试验信号的输入端4′、5′；矢量差型触电保护器控制线路主要由电源部分，信号抗干扰及放大电路、漏电保护的测量与比较电器、矢量差触电保护测量与比较电路、输出控制及自动重合闸部分，一次送电控制电路、触电试验部分构成；A、电源部分有辅助电源的降压变压器B，初级接至主回路的电源侧，次级连接有电源开关K，桥式整流器D1～D4，三端式集成稳压块SW，滤波电容C1、C2、C3、C4、C5，分压电阻R1、R2，由电阻R3、R4运算放大器S1组成，采用运算放大器的1/2电压分压器；B、信号抗干扰及放大器有滤除高频干扰的电阻R5、电容C6由电阻R6、R7、R8、R9电容C7、C8、C9、C10运算放大器S2构成的滤除高次谐波的有源滤波器，电阻R15、R16、R17，运算放大器S3构成的放大信号的线性放大器；C、漏电保护测量与比较电路有半波整流二极管D5，由电容C15、C16与电阻R18、R19构...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦钟铭，沈金官，汤联珠，吴婵娟，
申请(专利权)人：南京电力专科学校，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]