[发明专利]低压用户端防触电监测与保护方法与装置

权利要求书

1.低压用户端防触电监测与保护装置，其特征在于，包括一个隔离变压器(1)、两个电压传感器、一个或多个电流传感器、调理电路、微处理器(6)、两个电子开关以及一个断路器(7)；其中，

两个电压传感器分别为第一电压传感器(2)和第二电压传感器(3)，两个电子开关分别为电子开关S₁和电子开关S₂；

隔离变压器(1)和断路器(7)依次设置在市电与用户侧之间，第一电压传感器(2)的一端与导线A连接，第二电压传感器(3)的一端与导线B连接，两个电压传感器的另一端均接地；电子开关S₁的一端与导线A连接，另一端串联电阻R₁后接地，且电子开关S₁和电阻R₁的两端并联有电容C₁，电子开关S₂的一端与导线B连接，另一端串联电阻R₂后接地，且电子开关S₂和电阻R₂的两端并联有电容C₂，电容值C₁≈C₂，且小于用户侧导线对地电容C₀；

电流传感器包括磁环线圈和限流电阻，用于测量触电电流的大小和流向，磁环套在两个导线的外侧，线圈缠绕在磁环上，限流电阻与线圈输出端相连接，提供能够测量的输出电压；

两个电压传感器、两个电子开关以及电流传感器的输出端均连接至调理电路的输入端，调理电路的输入端连接至微处理器(6)的输入端，微处理器(6)的输出端分别连接至两个电子开关的控制端；

工作时，隔离变压器(1)用于将市电与用户侧隔离，当用户侧人体单线触电情况发生时，调理电路能够完成分别来自电压传感器和电流传感器的信号调理，通过检测两供电导线的对地电压和触电电流，分辨出触电导线；微处理器(6)输出的控制信号，控制并联在相应线路对地电容两端的电子开关动作闭合，在有人体触电的情况发生但还未对人身造成伤害前对使得发生触电的那根导线与地之间的电子开关闭合，使其对地电压迅速降为接近0，保护人身安全；当人体两线触电情况发生时，为保护人身安全，两个电子开关都动作闭合，造成线间短路，断路器(7)自动跳闸。

2.根据权利要求1所述的低压用户端防触电监测与保护装置，其特征在于，隔离变压器(1)能够实现电气隔离，输入端为220V市电，其次级输出为隔离的220V电压，作为用户侧的供电电源。

3.根据权利要求1所述的低压用户端防触电监测与保护装置，其特征在于，两个电压传感器结构相同，用于完成两根导线对地电压的极性与电压值的测量，且传感器电阻不小于220千欧，同时，50Hz工频时的相位滞后小于10°。

4.根据权利要求1所述的低压用户端防触电监测与保护装置，其特征在于，微处理器(6)接收电流和电压两种传感器的检测信号，判断哪个线出现了触电情况，实现对电流传感器的输出电压的积分，并控制电子开关的通断，为保证人体触电时，微处理器(6)能够及时发出指令，控制电子开关动作，微处理器(6)的程序执行周期小于1ms，满足检测装置响应时间要求且与信号采集元件速度匹配。

5.根据权利要求1所述的低压用户端防触电监测与保护装置，其特征在于，当微处理器(6)发出相应的控制信号时，对应的电子开关动作闭合，电子开关满足漏电流小于1微安和响应时间小于0.1毫秒的要求，其中电子开关耐受电压在220V以上，采用固态继电器或场效应管，电子开关串联电阻的电阻值R在250欧姆-20千欧之间，1秒时间内耐受功率大于220V²/R，精密度由测量准确度等级确定，不低于0.01％，且电阻均为低温漂电阻，温度漂移小于1ppm/℃。

6.根据权利要求1所述的低压用户端防触电监测与保护装置，其特征在于，该装置电子开关发生保护动作的触电电流整定值小于5毫安，或可由用户设定的值，动作时间小于10毫秒。