[发明专利]一种单相灭弧式短路保护器

说明书

本发明公开了单相灭弧式短路保护器，属于断路器技术领域，其技术方案要点是包括连接于电网端与输出负载端之间的IGBT电路，所述IGBT电路包括：负载模块，负载模块用于检测电网端火线与零线之间的电压，包括并联于火线与零线之间的第二电阻；控制模块，控制模块连接于负载模块并且实时检测第二电阻的电压信号，当第二电阻的电压信号发生极具变化时，控制IGBT电路断路，解决了电流传感器需要转换时间，导致电路断路不及时的问题，达到了快速判断单相电路中是否短路并且及时对电路进行断路的效果。

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，特别涉及一种单相灭弧式短路保护器。

背景技术

断路器在配电系统中不但可以接通和分断正常负荷电流，还可以断开短路故障电流，能够及时有效的切除短路故障，保障电力系统安全稳定运行。

传统的断路器在短路时由机械开关自动跳闸将电源供电系统断开，由于其内部机械开关的固有特性，其切断电源供电系统的时间较长，通常在几十毫秒至数百毫秒之间，因短路处接触电阻小，易导致供电回路的电流急剧增大、供电回路导体的温度急剧上升、短路点产生很强的危险电弧火花，其产生的高温和电弧极易引起火灾或触电等安全事故。

目前有主动灭弧式短路保护装置采用的电流传感器采集电路中的电流，然后把数据提供给数字控制器，通过运算判断是否短路的方法来实现，但这种方案弊端是电流传感器存在转换时间，程序运行需要时间，从短路到切断供电需要几十甚至上百微秒的时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种单相灭弧式短路保护器，具有响应迅速、不受电流传感器转换速度的优点，能够快速对单相电路是否短路做出判断并且及时对电路进行断路。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

单相灭弧式短路保护器，包括连接于电网端与输出负载端之间的IGBT电路，所述IGBT电路包括：负载模块，负载模块用于检测电网端火线与零线之间的电压，负载模块包括并联于火线与零线之间的第二电阻；控制模块，控制模块连接于负载模块并且实时检测第二电阻的电压信号，当第二电阻的电压信号发生极具变化时，控制IGBT电路断路；控制模块包括采样单元、处理单元和通断单元；采样单元用于检测第二电阻两端的电压值并转换成电流信号输出；处理单元连接于采样单元并且响应于采样单元输出的电流信号，处理单元将接收到的电流信号进行处理，当电流信号为正弦波时，输出高电平信号，当电流信号发生急剧变化时，输出低电平信号；通断单元连接处理单元并且响应于处理单元输出的电流信号，当通断单元接收到高电平信号时，控制负载端通路，当通断单元接收到低电平信号时，控制负载端断路；通断单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管和第二二极管，第一三极管的集电极和发射极电连接于火线上，第二三极管的发射极电连接于第一三极管的发射极上，第二三极管的集电极电连接于火线上，第一二极管并联于第一三极管的集电极和发射极，第二二极管并联于第二三极管的集电极和发射极，处理单元电连接于第一三极管和第二三极管的基极，当处理单元向第一三极管和第二三极管的基极输出高电平时第一三极管和第二三极管的集电极和发射极导通，当处理单元向第一三极管和第二三极管的基极输出低电平时第一三极管和第二三极管的集电极和发射极截止。

通过采用上述方案，在IGBT电路正常工作时，第二电阻两边电压稳定，采样单元检测第二电阻两端的电压值并将其转换成电流信号输出给处理单元，处理单元将电流信号处理后输出高电平信号给第一三极管和第二三极管的基极，第一三极管和第二三极管导通，使电路正常工作，当电路发生短路时，第二电阻的电压值发生急剧变化，处理单元输出低电平信号给第一三极管和第二三极管的基极，使第一三极管和第二三极管截止，使整个电路断路，由于不需要电流传感器，所以短路保护器能够快速对电路的短路进行反应，并且及时对电路进行断路，达到保护电力系统安全稳定运行的效果。