CN201243193Y - 低压电网剩余电流控制监测式保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低压电网剩余电流控制监测式保护器，主要用于电力系统配电变压器低压侧作总线路漏电保护，当低压线路相线接地时，它通过剩余电流控制器，来控制通过剩余电流回路的电流值大小，达到触电人不受伤害，线路不跳闸停电，确保用户连续供电；该保护器由剩余电流控制电路、零线接地信号检测电路，计数电路，相线、零线接绝缘在线监测电路，过电压保护器等组成，具有控制监测线路对地绝缘情况，减少低压电网电能损耗；具有零线重复接地，相线永久性接地时跳闸断开电源；在低压配电网主线路上实现了直接接触保护，避免了电气火灾；具有功能全，保护范围宽，动作快，成本低，性能可靠等优点。

Description

低压电网剩余电流控制监测式保护器

技术领域

本实用新型涉及一种应用在6、10KV配电变压器低压侧线路漏电总保护器，具体的说，涉及一种控制监测低压电网剩余电流保护器。

背景技术

目前，按照电力系统低压技术规程要求，在6，10KV配电变压器低压侧普遍安装了各种类型的剩余电流动作保护装置，但在实际运行中，该类保护装置的保护效果却不太理想，主要原因是当人体碰触线路上的相线接地时，人体所承受电压为相对地电位，通过人体的电流大小取决于人体自身情况(如身高、年龄、胖瘦、健康情况等)以及触电地点的环境(如：土壤电阻率，空气湿度，水中或高空中等)；能否保证人身安全还与保护器的动作灵敏度、跳闸时间有关，由于这些情况的存在，很难保证人身触电后的安全；又如低压电网常发生一些瞬时故障，如遇恶劣天气、刮大风树枝碰线等，都将会造成保护器频繁动作跳闸；

当前，现有技术不能对运行中的低压配网线路的绝缘情况带电监测，只有发生故障停电才能知道，不能提前处理，若发生相线接地或零线断线或导线绝缘严重降低时，查找、检测故障点也比较困难，费时费工，效果也不理想，致使供电可靠性降低，影响社会生产生活和人们的日常生活用电，特别是广大农村电网更为严重；在种种无奈的，这无形中增加了电力职工的劳动强度，也影响电力企业的形象。为了解决以上问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、成本低、供电可靠性高、确保人身安全的低压电网剩余电流控制监测保护器，它克服了现有的剩余电流保护器频繁跳闸及运行中的线路绝缘不能检测的缺陷。为了实现上述目的，本实用新型技术方案为：包括剩余电流控制电路，零线接地检测电路，计数器电路，相线、零线绝缘在线监测电路，过电压保护器，低压负荷开关，以及剩余电流控制器中的继电器KE的常开触头KE1，常闭触点KE2。

剩余电流控制电路，包括3个电阻器，分别为R0、R1、R2，3只二极管分别为V1、V2、V3，一个电容器C1，一个比较放大器IC，1个晶闸管VS，1个继电器KE，1个按钮开关SA，继电器KE的常闭触点KE2；比较放大器IC有4个端头，分别为1、2、3、4；晶闸管VS有3个端头，分别为T1、T2、G；电阻器R0一端分别与所述继电器KE的常闭KE2触点一端头，电阻器R1、R2一端连接，继电器KE的常闭触头KE2另一端头串接在配电变压器T的二次侧绕组中性点接地线DN中，所述电阻器R0另一端分别与电阻R1另一端头，二极管V1正极，V2负极，比较放大器IC的2端头连接后接地，电阻R2另一端头分别与二极管V1负极、V2正极、电容器C1一端头连接，电容器C1另一端头连接比较放大器IC的1端头，比较放大器IC的4端头分别与晶闸管T1端头，按钮开关SA1一端连接后接地，比较放大器IC的端头3连接二极管V3负极，V3正极与晶闸管VS的G连接，晶闸管VS的T2极分别与按钮开关SA1另一端，继电器KE线圈一端连接，继电器KE线圈另一端接电源a。

零线接地信号检测电路：包括一个信号源TX，三个电阻器，分别为R3、R4、R5，一个电位器RP1，一个电容器C2；信号源TX有4个端头，分别为：T1、T2、T3、T4，信号源TX第一端头T1接电源A，第2端头T2接电源N，第3端头T3接电阻R4一端头，第4端头T4接电阻器R3的一端头，电阻器R3的另一端头分别与电阻R5一端头，电位器RP1一端头连接，电阻器R4另一端头分别与电容器C2一端，电阻R5另一端连接后接地，作为零线接地检测信号输出一端头，电位器RP1另一端头与电容器C2另一端头连接后作为零线接地检测信号输出另一端头。

相线、零线绝缘在线监测电路，包括4只指示器分别为HL1、HL2、HL3、HL4，5只电阻分别为R6、R7、R8、R9、R10，4只熔断器分别为FU1、FU2、FU3、FU4，一个转换开关QS，一个按钮SA2和一个毫安表；剩余电流控制器中的继电器KE的常开触点KE1，所述转换开关有一个动触头，5个静触头，分别为a、b、c、n、o。

其中，所述转换开关QS的动触头与所述毫安表一端连接，所述按钮SA2的一端头与毫安表的另一端连接，按钮SA2的另一端头与电阻器R10一端连接。指示器HL1、HL2、HL3、HL4一端分别与剩余电流控制器中的继电器的常开触点KE1一端，R10另一端连接，指示器HL1、HL2、HL3、HL4的另一端头分别与电阻R6、R7、R8、R9的一端，转换开关QS的动触头a、b、c、n端头连接，电阻R6、R7、R8、R9的另一端分别与所述熔断器FU1、FU2、FU3、FU4的一端连接，所述熔断器FU1、FU2、FU3、FU4的另一端分别连接电源A、B、C相线和零线N；剩余电流控制器中的继电器KE的常开触点KE1另一端接接地极。

计数器电路包括二个电阻R11、R12，电位器RP2，计数器D，固态继电器SSR；其中计数器D有3个端头，分别为1、2、3，固态继电器SSR有4个端头，分别为S1、S2、S3、S4；电阻R11一端接剩余电流信号源M端，R11另一端接电位器RP2一端，RP2另一端接计数器D的端头1，计数器D的端头2接地，计数器D的端头3接电阻器R12一端头，R12另一端头接固态继电器SSR的端头S1，固态继电器SSR端头S2接地，端头S4接负荷开关分离脱扣器电路a，端头S3接负荷开关分离脱扣器电路的b。

本实用新型具有以下优点：

1.能够自动控制低压电网剩余电流，当人体接触线路上的相线时，人体内只能通过设定好的安全电流，无论什么环境，什么条件都能确保人身安全，同时线路不跳闸，保持连续供电，真正实现了安装保护器的目的，减少了职工劳动强度，提高了供电可靠性，增加了社会和企业的效益。

2.能够自动检测控制零线接地，相线接地故障，避免事故的扩大，减少了国家的财产损失。

3.能够在线路运行时监测相线、零线对地绝缘状态，及时找出故障所在相，缩短故障处理时间，减少线路对地泄漏电流，降低低压电网的电能损失；

4.本装置结构简单，构思巧妙，设计科学合理，使用起来简单方便。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理结构方框图；

图2为本实用新型所述剩余电流控制电路图；

图3为本实用新型所述零线接地信号检测电路图；

图4为本实用新型所述相线、零线绝缘在线监测电路图；

图5为本实用新型所述计数电路图

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案更加清楚，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

图1所示为一种低压电网剩余电流控制监测保护器，包括剩余电流控制电路1，零线接地检测电路2，相线，零线绝缘在线监测电路3，计数电路4，配电变压器T的二次侧绕组中性点接地线DN，避雷器F，执行元件脱扣器5，以及被所述脱扣器5控制的负荷开关Q；剩余电流控制器1中的继电器KE的常开触点KE1，常闭触点KE2。

当所控制的低压电网漏电电流达到电流继电器KE动作值时(15mA左右)，该继电器吸合，常闭触头断开，此时漏电回路断开，继电器常开触头闭合后接通相线，零线绝缘监测电路，指示出接地线路具体相。此时电网系统为不接地系统，若线路上发生人身触电事故，触电者只能通过15mA的电流值，又在1～2秒时间电流回路断开，人体所承受的电压、电流都是安全值，保护装置不跳闸停电。

零线接地检测器2检测到零线接地信号后，延时2S后执行元件跳闸(因为零线重复接地保护器失灵)，确保电网安全。

相线、零线绝缘在线监测器3，在剩余电流控制器1断开变压器二次侧中性点接地线后进行检查，若某相线绝缘严重降低时，还可采用转换开关分别接通各线，利用毫安表测出漏电电流值，进行有针对性检查，缩短查找接地故障时间。

计数器电路4，是在相线发生永久性接地时，剩余电流控制器中的继电器重复吸合，当继电器第二次吸合后启动计数器电路，执行跳闸停电。

图2为剩余电流控制电路，包括3个电阻器，分别为R0、R1、R2，3只二极管分别为V1、V2、V3，一个电容器C1，一个比较放大器IC，1个晶闸管VS，1个继电器KE，1个按钮开关SA，继电器KE的常闭触点KE2，所述比较放大器IC有4个端头，分别为1、2、3、4；所述晶闸管VS有3个端头，分别为T1、T2、G。电阻器R0一端头分别与电阻器R1、R2，继电器KE的常闭KE2触点一端头连接，继电器KE的常闭触头KE2另一端头串接在配电变压器T的二次侧绕组中性点接地线DN中，电阻器R0一端头分别与电阻R1另一端头，二极管V1正极，V2负极，比较放大器IC的2端头连接后接地，电阻R2另一端头分别与二极管V1负极、V2正极、电容器C1一端头连接，电容器C1另一端头连接比较放大器IC的1端头，比较放大器IC的4端头分别与晶闸管T1端头，按钮开关SA1一端连接后接地，比较放大器IC的端头3连接二极管V3负极，二极管V3正极与晶闸管VS的G端头连接，所述晶闸管VS的T2极分别与按钮开关SA1另一端，继电器KE线圈一端连接，继电器KE线圈另一端接电源a。

当线路发生相线接地故障，立即把漏电电流信号通过放大、判断，如大于设定值时导通晶闸管VS，继电器KE吸合，断开变压器中性点接地线，接通线路绝缘监测电路，指示出那一相线发生接地。按钮开关SA1用于正常时检查线路绝缘情况。

图3为零线接地信号检测电路：包括一个信号源TX，三个电阻器，分别为R3、R4、R5，一个电位器RP1，一个电容器C2；信号源TX有4个端头，分别为：T1、T2、T3、T4，信号源TX第一端头T1接电源A，第2端头T2接电源N，第3端头T3接电阻R4一端头，第4端头T4接电阻器R3的一端头，电阻器R3的另一端头分别与电阻R5一端头，电位器RP1一端头连接，电阻器R4另一端头分别与电容器C2一端，电阻R5另一端连接后接地，作为零线接地信号输出一端头，电位器RP1另一端头与所述电容器C2另一端头连接后作为零线接地信号输出另一端头。当检测到零线有重复接地时，立即发出信号及断开电源开关。

图4为相线、零线绝缘在线监测电路，包括4只指示器分别为HL1、HL2、HL3、、HL4，5只电阻分别为R6、R7、R8、R9、R10，4只熔断器分别为FU1、FU2、FU3、FU4，一个转换开关QS，一个按钮SA2和一个毫安表；剩余电流控制器中的继电器KE的常开触点KE1，所述转换开关有一个动触头，5个静触头，分别为a、b、c、n、o；

转换开关QS的动触头与所述毫安表一端连接，按钮SA2的一端头与毫安表的另一端连接，按钮SA2的另一端头与电阻器R10一端连接。指示器HL1、HL2、HL3、HL4一端分别与剩余电流控制器中的继电器的常开触点KE1一端，电阻R10另一端连接，指示器HL1、HL2、HL3、HL4的另一端头分别与电阻R6、R7、R8、R9的一端，转换开关QS静触头a、b、c、n端头连接，电阻R6、R7、R8、R9的另一端分别与熔断器FU1、FU2、FU3、FU4的一端连接，熔断器FU1、FU2、FU3、FU4的另一端分别连接电源A、B、C相线和零线N。剩余电流控制器中的继电器KE的常开触点KE1另一端接接地极。

当外线路有一相接地或绝缘严重降低时，漏电指示器熄灭，而零线上的指示灯发光；要知道各线路的漏电电流大小时，操作转换开关QS，按下按钮SB2就可在毫安表上读出漏电流的多少，不检测时可将QS开关动触头放到空档0的位置。

该相线、零线绝缘在线监测器对低压设备维护提供了方便，缩短了检修时间，提高了电网的供电可靠性。

图5为计数器电路，包括二个电阻R11、R12，电位器RP2，计数器D，固态继电器SSR；计数器D有3个端头，分别为1、2、3，固态继电器SSR有4个端头，分别为S1、S2、S3、S4；电阻R11一端接剩余电流信号源M端，电阻R11另一端接电位器RP2一端，RP2另一端接计数器D的端头1，计数器D的端头2接地，计数器D的端头3接电阻器R12一端头，R12另一端头接固态继电器SSR的端头S1，固态继电器SSR端头S2接地，端头S3接负荷开关分离脱扣器电路a，端头S4接负荷开关分离脱扣器电路的b。当相线永久接地时，检测的漏电信号通过继电器KE重复吸合，使其KE常闭触点KE1进行重复通断，此时继电器在第二次吸合后，接通计数器执行电路跳闸停电。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而作对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种低压电网剩余电流控制监测式保护器，其特征在于：包括剩余电流控制电路，零线接地检测电路，计数器电路，相线、零线绝缘在线监测电路，过电压保护器，低压负荷开关，以及剩余电流控制器中的继电器KE的常开触头KE1，常闭触点KE2；

所述剩余电流控制电路，包括3个电阻器，分别为R0、R1、R2，3只二极管分别为V1、V2、V3，一个电容器C1，一个比较放大器IC，1个晶闸管VS，1个继电器KE，1个按钮开关SA，所述继电器KE的常闭触点KE2；

所述比较放大器IC有4个端头，分别为1、2、3、4，所述晶闸管VS有3个端头，分别为T1、T2、G；

其中，所述电阻R0一端分别与所述继电器KE的常闭KE2触点一端头，所述电阻R1、R2一端头连接，所述继电器KE的常闭触头KE2另一端头串接在配电变压器T的二次侧绕组中性点接地线DN中，所述电阻R0一端分别与所述电阻R1另一端头，所述二极管V1正极，V2负极，所述比较放大器IC的2端头连接后接地，所述电阻R2另一端头分别与所述二极管V1负极、V2正极、所述电容器C1一端头连接，所述电容器C1另一端头连接所述比较放大器IC的1端头，所述比较放大器IC的4端头分别与所述晶闸管T1端头，所述按钮开关SA1一端连接后接地，所述比较放大器IC的端头3连接所述二极管V3负极，所述二极管V3正极与所述晶闸管VS的G连接，所述晶闸管VS的T2极分别与所述按钮开关AS1另一端，所述继电器KE线圈一端连接，继电器KE线圈另一端接电源a。

2.根据权利要求1所述的低压电网剩余电流控制监测式保护器，其特征在于：所述零线接地信号检测电路，包括一个信号源TX，三个电阻器，分别为R3、R4、R5，一个电位器RP1，一个电容器C2；

其中，所述信号源TX有4个端头，分别为：T1、T2、T3、T4，所述信号源TX端头T1接电源A，端头T2接电源N，端头T3接电阻R4一端头，端头T4接所述电阻器R3的一端头，所述电阻器R3的另一端头分别与所述电阻R5一端头，电位器RP1一端头连接，所述电阻器R4另一端头分别与所述电容器C2一端，所述电阻R5另一端连接后接地，作为零线接地信号输出一端头，所述电位器RP1另一端头与所述电容器C2另一端头连接后作为零线接地信号输出另一端头。

3.根据权利要求1所述的低压电网剩余电流控制监测式保护器，其特征在于：相线、零线绝缘在线监测电路，包括4只指示器分别为HL1、HL2、HL3、HL4，5只电阻分别为R6、R7、R8、R9、R10，4只熔断器分别为FU1、FU2、FU3、FU4，一个转换开关QS，一个按钮SA2和一个毫安表，剩余电流控制器中的继电器KE的常开触点KE1，所述转换开关有一个动触头，5个静触头，分别为a、b、c、n、o；

其中，所述转换开关QS的动触头与所述毫安表一端连接，所述按钮SA2的一端头与所述毫安表的另一端连接，所述按钮SA2的另一端头与所述电阻器R10一端连接，所述指示器HL1、HL2、HL3、HL4一端分别与所述剩余电流控制器中的继电器的常开触点KEI—端，所述电阻R10另一端连接，所述指示器HL1、HL2、HL3、HL4的另一端头分别与所述电阻R6、R7、R8、R9的一端，所述转换开关QS静触头a、b、c、n端头连接，所述电阻R6、R7、R8、R9的另一端分别与所述熔断器FU1、FU2、FU3、FU4的一端连接，所述熔断器FU1、FU2、FU3、FU4的另一端分别连接电源A、B、C相线和零线N，所述剩余电流控制器中的继电器KE的常开触点KE1另一端接接地极。

4.根据权利要求1所述的低压电网剩余电流控制监测式保护器，其特征在于：所述计数器电路包括二个电阻R11、R12，电位器RP2，计数器D，固态继电器SSR；

其中，所述计数器D有3个端头，分别为1、2、3，所述固态继电器SSR有4个端头，分别为S1、S2、S3、S4；所述电阻R11一端接剩余电流信号源M端，R11另一端接所述电位器RP2一端，RP2另一端接所述计数器D的端头1，所述计数器D的端头2接地，所述计数器D的端头3接所述电阻器R12一端头，R12另一端头接固态继电器SSR的端头S1，所述固态继电器SSR端头S2接地，端头S4接负荷开关分离脱扣器电路a，端头S3接负荷开关分离脱扣器电路的b。

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