[实用新型]断零线保护器

说明书

本实用新型属于与低压开关配套的电子产品，其特点是当配电系统出现断零线故障时，触发低压开关快速切断电源，保护用电设备免受损坏。

目前，在民用配电系统中，一般都采用三相四线制，用电设备各种各样，其使用也具随机性，三相不平衡随时都可能发生，当出现断零线时，将出现三相电压分配不均，如三相严重不平衡电压偏差会更大，轻则会缩短用电设备的使用寿命，重则烧毁设备。更由于断零线并不停电而难以察觉，其危害具有隐蔽性，这就使断零线后设备烧坏事故几乎无法避免。

传统对断零线采用了两种防范措施，其一是国际电工标准《IEC标准》建议尽量利用基础钢筋、自来水管等自然接地作配电系统重新接地的接地极，此重新接地的主要作用是使地线、零线的电位尽量接近地电位，以减少电击和火灾危险，重复接地在断零线后为不平衡电流提供另一返回电源的通路，能一定程度上降低三相电压的不平衡度，但不是防烧坏单相设备的有效措施。其二是妥当选用零线的线材和规格，提高线路的敷设和导线的连接质量，使它具有一定的热承受能力、机械强度和导电性能。这无疑是一种防范断零线危害较可靠的措施。这些措施都无法从根本上解决断零线所带来的问题。

本实用新型的目的就是从根本上解决由断零线而带来的问题，一旦出现断零线故障则切断电源，从而保证用电设备的安全。断零线的危害主要是由于三相负载不平衡所引起的，三相平衡时是不会造成危害的，可以分别用两个电流互感器检测零线电流和火线的不平衡电流，一旦火线有不平衡电流，而零线无电流，则是出现了断零线故障，此时控制电路发出脉冲，触发可控硅导通，使脱扣器线圈带电动作，从而切断电源。

不同规格的低压开关采用不同检测器和脱扣器，可满足各种场合的要求。

本实用新型的技术要点：如图1所示，A为低压开关，B为低压开关配套的脱扣器，C为保护控制电路，D为检测器，检测器D与控制电路C相连，控制电路C与脱扣器B相连，脱扣器B与低压开关相连。检测器工作原理如图2所示，两个电流互感器分别检测零线上的电流和火线上的不平衡电流，两个电流互感器同名端接地，另一端作为输出。控制电路原理如图3所示，220V交流电一极经过脱扣器线圈接到整流桥中的二极管D1的阳极，另一极接到二极管D4的阴极上，可控硅SCR阳极接到二极管D3、二极管D1的阴极，其阴极接到二极管D2、二极管D4的阳极电阻R1、电阻R2串联后并联在SCR的阴阳两极上，电容C1并联在R2两端，光耦IC3中的三极管的集电极接到C1的正端，发射极通过电阻R7接地同时也与SCR的控制极相连，IC3发光二极管一端接地，另一端通过电阻R6接到电容C2的正极，C2另一极接地，C2正极接到二极管D5的阴极，D5阳极接到运算放大器IC1的输出，限幅二极管IC2与电阻RF并联后接到IC1的正向输入端和输出端，电阻R3一端接IC1的正向输入端另一端接图2的输出，电阻R4一端接IC1的负向输入端，另一端接图2检测器中的另一输出端，电阻R5一端接地，另一端接IC1的负向输入端。保护过程是：检测器D一旦检测出短零线故障，则将信号传递给控制电路C,C驱动脱扣器B动作，使低压开关A切断电源。实用于各种规格的低压开关，可分体，也可一体化。

不同规格的低压开关采用不同检测器和脱扣器，可满足各种场合的要求。

本实用新型的主要优点如下：结构简单、电子线路简单、生产成本低、动作迅速、可靠。

附图说明：

图1为断零线保护器原理图

图2为检测器工作原理图

图3为控制电路原理图

实施例：

断零线保护器可应用于三相四线制的配电系统中，它与各种规格的低压开关配合，对机关、学校、工厂、住宅小区等配电系统断零线故障进行保护。

如下是与380V、225A的开关配套构成断零线保护器实例

图2检测器中：互感器采用10^*1.7硅钢片、内径30厘米、0.21的漆包线、1000匝。

图3控制电路中：D1-D5:1N4007,SCR:MCR100-8,R1:100KΩ,R2:5KΩ,R3:100欧，R4:50欧，R:500欧，R_f:5KΩ,C1:220μF,C2:22μF，运放：LF441A，光耦：GD211，限幅二极管：2DW7

断零线保护器可广泛应用与三相四线制的配电系统中，可有效地避免断零线带来的危害，保证了用电设备的安全，具有较大的实用价值和经济效益。