[其他]断零保护装置

说明书

发明所属技术领域

本发明是一种适用于三相四线制低压电力系统中的电气安全保护装置。

现有技术背景

在三相四线制低压电网中，常有发生线路工作零干线（PEN或N线）断裂事故。这时，只要断线点后线路上各相负荷不对称，零线电位就会发生偏移，使有的相电压升高，有的相电压下降。电压过高或过低都会招致用电设备被烧毁或损坏。如果是TN-C或TN-C-S系统，零位偏移过大还会使所有实行接零的电气装置的外露可导电部分带上危险电位，引起严重的人身触电事故。对于这种事故情况靠剩余电流动作型漏电开关是保护不了的。

国内外对此尚无一种有效可靠的保护措施。

我国有的地方试行在每户住宅内装设一个接在相零之间的单相过电压保护器，一旦由于零干线断裂，使某相电压超过规定值可切断电流。这样，优于电压过高的一相是能起保护作用的。可是，当一相负载切除后，其余两相负载便形成串接在线电压上，必然会造成某一相或二相电压过低。如上所述，电压过低也会引起某些用电设备烧毁或损坏。对此，过电压保护器便无能为力了。于此同时，断线点后零线电位偏移将达到1/2相电压以上，对于TN-C.TN-C-S系统，将会通过保护零线（PE线）将此危险电位传到所有接零的电气装置外露可导电部分。即使进户处将零线重复接地，或是装设了剩余电流动作型漏电开关，都无法消除危险，所以这种保护方式是不完善的。

此外，尚有一种电压型漏电保护开关，是以检测电气设备外露可导电部分对地电位作为保护动作信号源的。只要电气设备外露可导电部分对地电位超过允许的安全接触电压值，开关就快速跳闸，将被保护的设备切离电源，达到保护人身安全的目的。从原理上看，这种漏电开关用于TN-C、TN-C-S系统中时，也可以在三相线路零干线断裂时起到保护人身和设备安全的作用。然而，当用于TT、IT和TN-S系统中时，便不起作用了。此外，该漏电开关是作为单台用电设备的保护装置，对于未装此保护装置的接零金属管线、支架配电箱等，也保护不了。而且装置的特性难以同电网中其它故障保护装置相配合，在发生一相碰壳短路、线路一相接地等故障时，往往娱动作，扩大事故范围。再者，被保护的用电设备必须与大地绝缘，实施起来有困难。所以这种电压型漏电保护开关不能作为一种完善的线路断零保护装置用。

本发明的目的

发明人在对三相四线制低压电力系统的各种接地（接零）保护方式的优缺点、存在问题及在各种运动条件下的保护措施进行全面研究的基础上，发明了一种新的保护装置-断零保护装置。自的是用它来防止由于系统中三相线路零干线断裂而引起的大量单相用电设备被损毁和人身触电伤亡事故。

发明内容

本装置的原理接线包括三个基本组成单元-电压检测单元（JC）延时单元（YS）和跳闸执行单元（TQ）。其结构型式分电子式、电磁式两种。本装置的一种制作方式为制成独立装置，再同各种自动开关（ZK）或保护电器组合使用;另一种制作方式为同各种自动开关或保护电器合成一体，成为断零保护开关，或是各种多功能多用途的保护电器。其型式分单相双极、二相三极、三相四极和三相五极。其规格按国家或国际标准制成系列产品。

本装置装设在接有单相用电设备的三相四线制干线末端，受保护的用电设备或用电设备群的首端，当三相四线干线回路中工作零线断裂时断线点后零线电位因各相负荷不对称而发生偏移，使零线对地产生一定的电位差，或是相线对工作零线之间电压产生偏移，当其达到整定值时电压检测单元JC开始启动工作，接通YS单元，经过一段延时后，启动跳闸执行单元TQ，将主电路自动开关ZK（或其它保护电器）跳开。

本装置不是对工作零线断裂本身起保护作用，而是在工作零线断裂后，造成危险后果时才起保护作用，只要零线电位或相电压偏移不超过允许值，电网仍可继续安全运行，使电网可靠性得以提高。

具体地说，有以下二种实施例。

第一种实施例。利用JC检测工作零线对地电位作为信号源。当工作零线电位偏移达到25至50伏左右（可调或不可调）时，JC启动经过YS单元0.2至1秒左右的延时（可调或不可调）后，作用于TQ将主电路自动开关（或其它保护电器）跳开，同时切断相线和零线，使开关以后的用电设备得到保护。附图1、2展示了按本实施例设计的单相双极、三相四极断零保护开关用于TN-C-S系统中的接线原理方框图。

本实施例可适用于TT或TN系统，不适用于IT系统。