鑑相鑑幅脈衝型漏電保護器的製作方法

2023-05-28 20:40:46

專利名稱：鑑相鑑幅脈衝型漏電保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種三相漏電電流動作保護裝置，用於三相四線配電線路中作對地漏電控制及人身觸電保護。
在現有的三相漏電保護器中，有簡易電流型、正負脈衝型，鑑相鑑幅型三類。在三相線路對地漏電允許的限度內不平衡的情況下，簡易電流型和正負脈衝型保護器的觸電動作值都受線路漏電矢量的影響；鑑相鑑幅型保護器的觸電動作值不受線路漏電矢量的影響，但也不夠完善《時控鑑幅觸電保安器》(專利號為87210963.1)和《集成化時控鑑幅觸電保護器》(專利號90218201.3)及全方位漏電保護器，在漏電撤除時均要誤動作；《鑑相鑑幅無聲運行漏電保護器》(專利號為95217004.3)則相位允許偏差過小，它要求在A、B、C三個檢測門依次打開瞬間，移相放大器輸出的交流信號突變到90°、210°、330°，即要求一正二負，當三者都達到閥值，保護器才動作，如信號偏前30°(即120°、240°、0°)或偏後30°(即60°、180°、300°)，因信號在0°或180°時的瞬時值為零，故保護器拒動；偏移大於15°小於30°時，則觸電動作靈敏度降低，由於實際有很多因素影響移相放大器輸出信號的相位，如零序電流互感器的磁導率，信號傳輸放大通路中的阻容元件值，並且這些元器件的值都會受溫度的影響，另外，觸電電流的相位也會有所偏移，(見《農村電氣化》96年第6期)故上述漏電保護器都有必要進一步改進。
本實用新型的目的是進一步改進鑑相鑑幅型漏電保護器，使保護器不但具有觸電動作值不受線路漏電的影響和漏電撤除不誤動作的優點，並將相位允許偏差展寬，將「一正二負三者均達到閥值才動作」的條件，改為「一高二低，高達到閥值就動作」低則可以是負、零或低於鑑幅比較器閥值的正值；信號如偏移30°，一變高、一變低、一不變，只要變高達到閥值，保護器也不會拒動，即使偏移大於30°，二變高一變低，只要在「二高」增量中一高大於一高小於閥值，保護器仍可動作。
圖2為本實用新型的原理框圖，它由零序電流互感器(1)，漏電分析控制器(2)，交流接觸器(3)三部分所組成。安裝使用對，供電線路從零序電流互感器(1)的磁環中穿過，並通過交流接觸器(3)的常開觸點到用電端。零序電流互感器(1)的次級線圈接漏電分析控制器中移相放大器(21)的輸入端，移相放大器(21)的輸出端接漏電超限選通電路(22)的輸入端和鑑相鑑幅電路(23)的輸入端；漏電超限選通電路(22)的輸出端和鑑相鑑幅電路(23)的輸出端都接到觸發電路(24)的輸入端，觸發電路(24)的輸出端接繼電控制電路(25)的輸入端，繼電控制電路(25)的輸出端控制交流接觸器(3)；(26)為電源電路，提供保護器本身各部分工作電源。本實用新型的特徵在於漏電分析控制器中的鑑相鑑幅電路(23)。鑑相鑑幅電路(23)中有並列的A、B、C三路，三路均由檢測時間控制電路和相幅變量選通電路組成。三路檢測時間控制電路中的比較器，其同相端通過電阻與二極體接裂相電流，A路接裂相電源的uB與uC，B路接uA與uC，C路接uA與uB)，其反相端都接整流濾波電源的分壓，其輸出端分別接相幅變量選通電路中的模擬開關的控制端；三路模擬開關的輸入端都接移相放大電路(21)的輸出端，三路模擬開關的輸出端分別通過耦合電容接鑑幅比較器的同相端，三路鑑幅比較器的輸出端分別經電阻相接成丫節點，丫節點通過串接電阻接觸發電路(24)的輸入端，串接電阻後還接有信號可對地旁路的模擬開關，旁路模擬開關受控於丫節點。
本實用新型與已有的三相鑑相鑑幅漏電保護器相比已有的，要末就是漏電撤除要誤動作，要末就是相位偏移允許過小，當信號偏移電源相位30°時，保護器拒動；本實用新型不但觸電動作值可不受線路漏電矢量的影響，漏電撤除不誤動作，而且相位偏移允許寬，即使信號偏移電源30 °，也不會拒動。


圖1為鑑相鑑幅原理示意圖；其中圖1-1曲線表示一個周期的三相交流電源，圖1-2曲線表示在線路不漏電的情況下B相觸電電流曲線，圖1-3曲線表示在線路漏電情況B相觸電時的觸漏電迭加曲線。圖2是整機框圖，整機由三大部分組成，即零序電流互感器(1)，漏電分析控制器(2)和交流接觸器(3)；圖3是電路圖，現對照圖2框圖編號來說明，圖3中，LHO是零序電流互感器，對應於框圖中(1)；圖3中，運算放大器(A1)(A2)等組成信號移相放大器，對應框圖中(21)；圖3中比較器(A3)為漏電超限選通電路，對應框圖中(22)；圖3中，比較器(A5)(A6)(A7)(A8)等組成檢測時間控制電路，模擬開關(S1)(S2)(S3)及比較器(A10)(A11)(A12)等組成相幅變量選通電路；檢測時間控制電路和相幅變量選通電路組成鑑相鑑幅電路，對應於框圖(23)；圖3中比較器(A4)等組成觸發電路，其中有暫穩重合電路和連動二次後不重合電路，對應框圖中(24)；比較器A9三極體(T1)(T2)、繼電器(J1)(J2)，等組成繼電控制電路，對應於框圖中(25)；變壓器(B)，穩壓集成塊LM7815等組成電源電路，對應於框圖中(26)；交流接觸器(C)的線圈與常開觸點對應於框圖中(3)。
現對照三個附圖，並以B相發生觸電為例來說明(A相、C相同理)鑑相鑑幅的基本原理是在A、B、C電源的峰值瞬間，檢測觸漏電信號的瞬時值增量，圖1-1表示三相電源，圖1-2表示在線路不漏電情況下B相發生觸電，在uA30°瞬間，瞬時值從觸電發生前的上一周期的零跳變為-Um；圖1-3表示在A相漏電情況下B相發生觸電(假定觸電值與漏電值相等)，由圖可知在uA30°瞬間，瞬時值從+1/2Um變為-1/2Um，變化量與圖1-2相等。可見鑑相鑑幅的檢測方法，可以排除線路漏電的影響。(這種情況，矢量和的幅值沒有變，只是相位發生變化)。根據上述基本原理，設計了圖3的具體電路。圖3中，鑑相鑑幅電路有並列的A、B、C三路，三路均由檢測時間控制電路和相幅變量選通電路組成。三路檢測時間控制電路中的比較器，其同相端通過電阻和二極體接裂相電源，(A路接裂相電源的uB與uC，B路接裂相電源的uA與uC，C路接裂相電源的uA與uB)；其反相端都接整流濾波電源的分壓，其輸出端分別接相幅變量選通電路中的模擬開關的控制端；另一方面，觸電信號經(A1)、(A2)等組成的移相放大器的移相倒相，負峰變為正峰，并迭加在7.5V直流電源上，輸送到A、B、C三個模擬開關的輸入端；三個模擬開關的輸出端分別經耦合電容接鑑幅比較器的同相端，鑑幅比較器的輸出端經電阻接成丫節點，丫節點通過串接電阻接觸發電路(24)的輸入端，串接電阻後還接有旁路模擬開關，旁路模擬開關受控於丫節點。當B相發生觸電時，在裂相電源uA與uC所控制的模擬開關(S2)導通時，正好放大器輸出變量Δ+Um，經電容(C14)耦合到鑑幅比較器(A11)的同相端，(A11)輸出高電位，丫節點輸出約5V的電壓，經電阻傳到觸發電路(24)的輸入端，觸發電路的輸出推動繼電控制電路，使交流接觸器跳閘，用電線路失電；當B相二倍或二倍以上動作值的漏電撤除時，鑑相鑑幅電路中A、C二路都輸出高電位，丫節點電位上升到約10V，旁路模擬開關S4導通，串接電阻後的信號被(S4)所旁路，不能傳入觸發電路(24)；當觸電信號偏移A、B、C電源相位30°時，丫節點三路中也是一路高電位，保護器仍可動作。
權利要求1.一種鑑相鑑幅脈衝型漏電保護器，它由零序電流互感器(1)，漏電分析控制器(2)，交流接觸器(3)三部分所組成。供電線路從零序電流互感器(1)的磁環中穿過，A、B、C三根相線通過交流接觸器(3)的常開觸點到用電端。零序電流互感器(1)的次級線圈接漏電分析控制器中移相放大電路(21)的輸入端，移相放大電路(21)的輸出端接漏電超限選通電路(22)的輸入端和鑑相鑑幅電路(23)的輸入端，漏電超限選通電路(22)的輸出端和鑑相鑑幅電路(23)的輸出端都接到觸發電路(24)的輸入端，觸發電路(24)的輸出端接繼電控制電路(25)的輸入端，繼電控制電路(25)的輸出端控制交流接觸器(3)；(26)為電源電路，提供保護器本身各部分工作電流。本實用新型的特徵在於漏電分析控制器中的鑑相鑑幅電路(23)。
2.根據權利要求1所述的鑑相鑑幅脈衝型漏電保護器，其特徵在於在鑑相鑑幅電路(23)中，有並列的A、B、C三路，三路均由檢測時間控制電路和相幅變量選通電路組成。三路檢測時間控制電路中的比較器，其同相端通過電阻與二極體接裂相電源(A路接裂相電源的uB與uC，B路接uA與uC，C路接uA與uB)，其反相端都接整流濾波電源的分壓，其輸出端分別接相幅變量選通電路中的模擬開關的控制端；三路模擬開關的輸入端都接移相放大電路(21)的輸出端，三路模擬開關的輸出端分別通過耦合電容接鑑幅比較器的同相端，三路鑑幅比較器的輸出端經電阻相接成丫節點，丫節點通過串接電阻接觸發電路(24)的輸入端，串接電阻後還接有信號可對地旁路的模擬開關，旁路模擬開關受控於丫節點。
專利摘要一種用於三相配電線路中作漏電控制和觸電保護的鑑相鑑幅脈衝型漏電保護器,它由零序電流互感器(1),漏電分析控制器(2)、交流接觸器(3)所組成。在漏電分析控制器中,有信號放大電路(21),超限漏電選通電路(22),鑑相鑑幅電路(23)、觸發電路(24)、繼電控制電路(25)、電源電路(26)。它對緩變漏電和觸電(突變漏電)的動作閾值分別設定;觸電動作值不受線路漏電的影響,漏電撤除不誤動作,並可在觸電信號相位偏移電源相位較大時不拒動。
文檔編號H01H83/00GK2278295SQ96250129
公開日1998年4月8日 申請日期1996年12月17日 優先權日1996年12月17日
發明者俞維林 申請人:俞維林