遙控式多功能雙保護漏電保護器的製作方法
2023-09-24 12:06:05
專利名稱：遙控式多功能雙保護漏電保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力的發電、變電或配電技術中的緊急保護電路裝置，是一種對偏離正常電工作情況的不希望有的變化直接起反應的自動斷開緊急保護電路裝置，具體地說，是一種對過電流、斷相起反應的緊急保護電路裝置。
目前農村中運行的三相漏電保護器在使用功能上有一定的缺陷。主要是由於一條供電線路上用電戶數量相當多，而且每個用電戶又各有不少用電設備，某一個故障點出現後，都可能使總保護器產生動作，當故障未及時排除時，就會產生永久性閉鎖，使供電可靠性大為降低。另一方面，產生的故障又可能被用電戶發現而自行排除，而此時供電仍然處於分閘位置，必須由電工去配電房操作，按下復位按鈕後方能恢復正常供電，這對於一些遠離配電房的電工來說，既麻煩又十分不便。
本實用新型的目的是提供一種功能多且更趨完善、可靠性高並能遠距離進行復位操作的遙控式多功能雙保護漏電保護器。
本實用新型的技術解決方案是一種遙控式多功能雙保護漏電保護器，採用了不同於現有技術的設計包括一個復位信號遙控發射器，經供電線路傳送的復位信號由一個裝有復位信號遙控接收裝置的雙保護漏電保護器所接收。
本實用新型中的雙保護漏電保護器包括並接的主保護電路及後備保護電路，一組電源電路為上述電路提供所需電能。當然，也可採用其他合適的雙保護電路結構形式。
本實用新型中的主保護電路包括一個檢測漏觸電情況的主電流互感器，一個主信號處理電路接受並處理主電流互感器檢測到的漏、觸電信號，並使一個主控制執行電路工作。當然，主保護電路也可採用其他合適的具體電路結構形式。
本實用新型中的主保護電路中設有快速放電型重合閘電路。當然，也可設有其他合適的重合閘電路。
本實用新型中的快速放電型重合閘電路包括與主控制執行電路相接的快速放電電路，及與快速放電電路相連並接於主信號處理電路的閉鎖電路。當然，上述重合閘電路也可採用其他合適的具體電路結構形式。
本實用新型中的主保護電路採用脈衝漏電動作型並接有保護器啟動電路。當然，主保護電路也可採用其他合適的漏電動作型，接或不接保護器啟動電路或其他合適電路。
本實用新型中的後備保護電路包括一個後備電流互感器，後備電流互感器根據漏、觸電情況產生的信號由一個後備信號處理電路接受並處理，經處理的信號使一個後備控制執行電路工作。當然，後備保護電路也可採用其他合適的具體電路結構形式。
本實用新型中的復位信號遙控發射器包括一個音頻振蕩電路，音頻振蕩電路產生的音頻振蕩信號由一個放大電路放大後，由一個輸出電路輸出，一個電源電路為上述電路提供所需電能。當然，復位信號遙控發射器也可採用其他合適的具體電路結構形式。
本實用新型中的復位信號遙控接收裝置包括接在後備電流互感器上的耦合電路，耦合電流信號經一個放大電路放大後，控制一個復位執行電路工作。當然，復位信號遙控接收裝置也可採用其他合適的具體電路結構形式。
本實用新型的優點是各主要功能電路基本採用集成電路，不但簡化了生產和調試過程，而且整機結構簡單，成本低，互換性強，工作性能穩定可靠，調試維修、使用更為方便。功能多而且更為完善，設有漏電監視電路，便於隨時了解漏電情況，設有一套備用保護電路，還可監視主保護電路的工作狀況，及時提醒電管人員採取相應措施，起到防觸漏電事故的備份保護作用，而且還有防止漏電保護退運功能，使漏電保護更為可靠，本實用新型還增設了啟動電路和低壓直流保持電路，動作更為可靠、消聲、節電、安全。尤其是具有遠距離遙控復位功能，增加成本有限，但卻能大幅度地減少電工的工作量、提高工作效率，進一步保證了正常供電。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明
圖1為本實用新型的一種遙控式多功能雙保護漏電保護器電路結構示意圖。
圖2為本實用新型中可採用的一種復位信號遙控發射器電原理圖。
圖1、2描述了本實用新型的一個實施例。該實施例的主體是一種差值型即脈衝型漏電保護附加缺相保護的保護器。本實施例中的主保護電路具有漏電達到一定數值後動作的功能和當突變電流達到一定值後動作的功能。一方面，若經過較長的時間(幾分鐘、幾小時等)漏電電流由原始數值變化到新的數值(即漏電緩變化)，該數值(線路緩變化的漏電)增大到保護漏電動作整定值時，繼電器漏電故障保護部分動作，切斷電源，達到保護目的。另一方面，若漏電電流在極短時間內發生較大變化，如人、畜觸電或電氣設備發生碰殼等突發故障時，由脈衝保護部分動作跳閘。本保護電路在發生瞬時性接地故障時，具有一次重合閘功能。
當電流互感器LH1感應輸出一定量的信號後，經集成電路I1(1／LM324)放大，並通過電容C8、電阻R9輸入到集成電路I2、I3、I4，當正脈衝信號達到一定數值時(一般30mA)，通過集成電路I3放大的信號使穩壓管DW2擊穿，信號送入觸發器，推動繼電器工作。當負脈衝信號達到一定數值時(一般30mA)，經集成電路I4(1／4LM324)放大後的信號同樣使穩壓管DW2擊穿，推動觸發器帶動繼電器動作。當漏電信號達到一定數值時(一般200mA以下)，經集成電路I2(1／4LM324)放大後的輸出信號使二極體DW2擊穿，由D14、R56、D35將信號輸入I8進行放大，推動觸發器帶動繼電器動作，達到保護的目的。在集成電路A1輸出高電位的同時，通過電阻R19向電容器C24充電，同時由電阻R58、電容22組成的延時電路維持集成電路A1輸出端繼續處於高電位，使繼電器1J繼續吸合，待達到延時時間後，觸發翻轉繼電器1J釋放，達到一次重合閘。當故障或觸電情況仍然存在時，上述情況循環發生，繼電器維持吸合，使集成電路A1輸出為高電位，同時，繼續通過電阻R19向電容C24充電，當充到集成電路I7(1／4LM324)的正端高於負端電位時，集成電路I7輸出端為高電位使集成電路I8輸出仍為低電位，從而集成電路A1輸出端為高電位，再行通過電阻R19對電容C24補充充電，所以集成電路I7輸出始終為高電位，形成循環閉鎖，從而永久性跳閘，達到保護觸電者的目的。當故障或觸電者在延時重合閘時間內(一般為15－30秒)消失或脫離電源，線路能進行重合閘。而現有保護器如在10－30秒內發生再次瞬時故障漏電情況時，會產生永久性跳閘，這時遠離配電房的電工，必須去進行人工復位操作，十分不便。本實施例設置了由電阻R20、二極體D16組成的快速放電電路，使閉鎖電容C24在短時間內放掉一部分電荷，當1秒鐘外再次出現瞬時故障時，能實現重合閘。由於1秒鐘內的瞬時故障率比10－30秒內出現的大為減小，從而提高了供電線路的供電可靠性，減少了電工的許多操作麻煩，尤其適用於山區及廣大農村用戶。
後備保護電路採用延時動作形式和略提高保護電流定值的辦法，以與主保護電路區分，設計要求符合國標BG6829的要求，正常情況下，後備保護不動作，後備保護對主保護電路包括電源部分工作情況進行監視。繼電器1J、3J的接點輸出採用與門形式進行控制。如電源部分發生故障，由於繼電器3J不能吸合，接點斷開，3J1斷開，線路無法合閘送電，故能對電源部分工作狀況起到監護作用。後備保護如發生動作後，因配有指示電路，可供管理人員在恢復送電時鑑別故障情況，及時採取相應措施。
當觸電或漏電達到一定數值時，零序電流互感器的副方繞組LH2感應出觸發信號，通過集成運算放大器I5(1／4LM324)放大，並使其輸出端處於高電位，此高電位通過二極體D31、D19，電阻R16輸入比較放大集成電路I6(1／4LM324)的負輸入端，而使正端加入一基準電壓，當集成電路I6的負端電位高於正端時，集成電路I6輸出低電位，通過電阻R28送入執行集成電路A2(CB555)輸入端，經反相放大後，使集成電路A2輸出高電位，由於該電路採用CB555負載的另一種接法，正常工作時，繼電器3J吸合，使線路可以送電。當集成電路A2輸出高電位時，繼電器3J釋放，從而使繼電器3J的接點3J1打開，控制送電線路跳閘，達到保護目的。電容C20為延時電容，此電容的選擇與主保護電路不同，其數值遠大於主保護電路。
本實施例中還設有防止漏電保護退運電路。一般型式保護器零序電流互感器均採用接插件型式，故在農村低壓保護器運行中，當線路漏電電流大或線路有故障時，供電得不到保障，此時有可能發生人為將零電流互感器插頭鬆動，使保護器退出運行，失去了應有的保護作用。本實施例中的防止漏電保護退運電路可消除保護器拔去或鬆動後產生退運現象。其電路形式，在繼電器3J的電源由外接插頭的短接線控制圖中的接點1、2接插座，當外接插頭拔去時，繼電器3J線圈無正電源，故繼電器3J不能吸合，由此交流接觸器CJ不能吸合，線路無法送電。
本實施例還設有啟動電路，包括集成電路A4(型號555)及其附屬電路。集成電路A4的工作受信號動作放大器的控制，由電阻R35輸入集成電路A4的兩端，同時又受A1輸出電路通過電容C17控制，以組成完整的啟動電路。電阻R36、電容C15組成瞬間延時電路，通過繼電器2J的瞬間吸合，控制C相交流電由電阻R46輸入，由二極體D28整流，輸入較高的啟動電壓，以使交流接觸器CJ吸合，隨後繼電器2J釋放，繼而由二極體D26、27，電容C18，電阻R45組成的低電壓直流保護電路供給交流接觸器CJ工作電壓，一般為4V左右。
本實施例中還由電阻R41、R42、R43，電位器W5、W6、W7組成了三相漏電平衡調節電路，當輸入電源中失去任一相時，輸入電流互感器繞組LH3的平衡電流便失去平衡作用，且變化幅值較大，使三相漏電保護器動作，故而起到缺相保護作用。
本實用新型中的各功能電路還可與其他形式的三相漏電保護器主保護電路組合構成雙保護多功能漏電保護裝置(如矢量型等)。
電路中還有電源變壓器B，穩壓集成塊A3(24V)，A5(12V)。電源整流二極體DL，限幅保護二極體D5、D9、D18、D29、D30、D32、D33。正向觸發二極體D8、D11、D12、D13、D14、D34、D35、D36。反饋電阻R4、R31。漏電指示電流表mA，電流表衰減電阻R46，負載電阻R5、R24、R18。分壓電阻R25、R26、R48、R49。C5、C19為諧振電容，濾波電容C1、C2、C3、C6、C7。防振電容C13、C16。發光二極體D24，電阻R40組成主保護指示電路，D25、R37組成啟動指示電路，D23、D32組成後備保護指示電路。信號輸入調節電位器W4，漏電動作調正電位器W2，正脈衝信號調正電位器W2，負脈衝信號調正電位器W3，分壓採樣調正電位器W4、W9。1J為主保護輸出繼電器，2J為啟動控制繼電器，3J為後備保護輸出繼電器。
電路中的其他組件還包括信號輸入衰減電阻R2、R33、R34、輸出信號衰減電阻R6、R11、R16、R57、R55。微分電阻R8，分壓電阻R10、R12、R13，C17為耦合電容。躲合閘電流電路三極體BG1，電源降壓電阻R1，穩壓二極體DW1。LH1為零序互感器主保護次級線圈，LH2為後備保護次級線圈，LH3為平衡電路線圈。K為電源開關，AN1為復位按鈕，AN2為試驗按鈕。
本實施例中在後備電流互感器LH2上附加了一個復位信號遙控接收裝置，而圖2則描述了一個復位信號遙控發射器。發射器的工作原理是首先通過電阻R1A、R2A使電容C1A充電，當電容C1A上電壓達到約2V時，集成電路I(7555)輸出端3腳由高電平變為低電平，第7腳與第1腳之間導通，接著電容C1A通過電阻R2A放電，電容C1A上的電壓下降到約1V時，集成電路I第7腳與1腳之間截止，第3腳輸出變為高電平，如上所述，電容C1A重複進行充電及放電，從而形成音頻振蕩。3腳輸出通過電容C2A、電阻R3A將信號輸送到三極體BG的基極進行放大，然後由變壓器B1輸出經電容C3A送到電力線路零線與大地之間，當按下電源按鈕AN時，處於發射狀態。
接收裝置的工作原理是由於發端信號加在零線與大地之間，相當於線路漏電電流，此電流經電流互感器LH2輸出，經電阻R61、電容C25耦合輸出到集成電路I9(1／4LM324或其他合適型號)的輸入端，經集成電路I9放大後由二極體D39、電阻R63輸出到三極體BG2的基極，當有發射信號被接收到時，三極體BG2導通，帶動微型繼電器4J動作、吸合，繼電器4J的接點與復位按鈕AN1並接，此時相當於按下復位按鈕，達到在故障消失後，遠距離復位送電的目的。上述接收及發射裝置，僅在原有保護器的基礎上增加約10元的成本，然而對解決農村供電的可靠性，對保護器的運行管理，對減少電工的操作量，將發揮十分重要的作用和產生很好的社會效果。
電路中還有二極體D1、D2、D15、D20、D21、D37、D38、電阻R7、R15、R17、R18、R29、R30、R40、R44、R50、R51、R52、R53、R54、R4A、R5A、R6A、R60、R62、R64，電容C5、C14、C19、C20、C21、C23，電位器W1、W8等元件。
權利要求1.一種遙控式多功能雙保護漏電保護器，其特徵在於包括一個復位信號遙控發射器，經供電線路傳送的復位信號由一個裝有復位信號遙控接收裝置的雙保護漏電保護器所接收。
2.根據權利要求1所述的遙控式多功能雙保護漏電保護器，其特徵在於雙保護漏電保護器包括並接的主保護電路及後備保護電路，一組電源電路為上述電路提供所需電能。
3.根據權利要求2所述的遙控式多功能雙保護漏電保護器，其特徵在於主保護電路包括一個主電流互感器，一個主信號處理電路接受並處理主電流互感器檢測到的漏觸電信號，並使一個主控制執行電路工作。
4.根據權利要求2或3所述的遙控式多功能雙保護漏電保護器，其特徵在於主保護電路中設有快速放電型重合閘電路。
5.根據權利要求4所述的遙控式多功能雙保護漏電保護器，其特徵在於快速放電型重合閘電路包括與主控制執行電路相接的快速放電電路，及與快速放電電路相連並接於主信號處理電路的閉鎖電路。
6.根據權利要求5所述的遙控式多功能雙保護漏電保護器，其特徵在於主保護電路採用脈衝漏電動作型並接有保護器啟動電路。
7.根據權利要求2所述的遙控式多功能雙保護漏電保護器，其特徵在於後備保護電路包括一個後備電流互感器，後備電流互感器產生的信號由一個後備信號處理電路接受並處理，經處理的信號使一個後備控制執行電路工作。
8.根據權利要求7所述的遙控式多功能雙保護漏電保護器，其特徵在於後備控制執行電路中接有防漏電保護退運電路。
9.根據權利要求1或2、3、7、8所述的遙控式多功能雙保護漏電保護器，其特徵在於復位信號遙控發射器包括一個音頻振蕩電路，音頻振蕩電路產生的音頻振蕩信號由一個放大電路放大後，由一個輸出電路輸出，一個電源電路為上述電路提供所需電能。
10.根據權利要求7或8所述的遙控式多功能雙保護漏電保護器，其特徵在於復位信號遙控接收裝置包括接在後備電流互感器上的耦合電路，耦合電流信號經一個放大電路放大後，控制一個復位執行電路工作。
專利摘要本實用新型公開了一種遙控式多功能雙保護漏電保護器。包括一個復位信號遙控發射器，經供電線路傳送的復位信號由一個裝有復位信號遙控接收裝置的雙保護漏電保護器所接收。優點、消聲、節電、功能多而完善、可靠性高、安全。尤其是具有遠距離遙控復位功能，增加成本有限，但卻能大幅度減少電工的工作量，進一步保證了正常供電。
文檔編號H02H3/02GK2181112SQ9422662
公開日1994年10月26日 申請日期1994年1月15日 優先權日1994年1月15日
發明者葛振華 申請人:葛振華